Материал: Makeev-monograph-2012

Страница234

Рис. 6. Климатические тренды за последние 5 Ма по изотопному составу кислорода в бентосных фораминиферах (Zachos et al., 2001).

С теплыми фазами плиоцена в низких и умеренных широтах связано распространение субтропической растительности и формирование Плинтосолей (по World Reference Base, 2006). В провинции Сиена, центральная Италия, в отложениях конусов выноса, представленных серыми глинами и конгломератами, сформированы Плинтосоли с горизонтами плинтик (по World Reference Base, 2006, Costantini et al.,

2009). Формирование горизонтов плинтик указывает на то, что почвы формировались в условиях влажного жаркого климата при температурах не ниже 20 оС и среднегодовом количестве осадков >1200 mm. Чередование горизонтов плинтик и петроплинтик подтверждает также сезонную контрастность климата и усиление аридизации. Наличие красноцветных кор выветривания указывает на существование субтропических условий и для центральных районов Русской равнины (Изменение климата и ландшафтов…, 1999).

В начале холодной фазы (начиная с 4 Ма) оледенение Антарктиды становится мощным покровом, Северный Ледовитый океан начинает покрываться льдами, развивается горное оледенение (в Исландии, на юге Анд). Поднимающиеся Гималаи перекрывают доступ летних муссонов к внутренним районам Азии, где усиливается аридизация, и возникают обширные пустыни. Полупустынные и пустынные условия

Страница235

распространяются и в южной половине Западной Сибири. В целом на равнинах Земли широко распространяются степные ландшафты.

Четвертичный период характеризуется дальнейшим усилением частоты и амплитуды климатических циклов. Динамика ландшафтной структуры на фоне продолжающегося снижения теплообеспеченности определяется пульсационным режимом (Изменение климата и ландшафтов…, 1999). Начиная с 1 Ма, этот режим все в большей степени обеспечивается ледниково-межледниковыми циклами продолжительностью 80-120 Ка (Varga, 2011). Осадочный чехол четвертичного времени имеет почти повсеместное распространение на суше. Это определяет широкое распространение разнообразных палеопочвенных архивов (в лѐссово-палеопочвенных, тефра-палеопочвенных сериях, отложениях морских террас, толщах ледниковых, водноледниковых, аллювиальных и делювиальных отложений, и т.п.). Эволюция растительности сводится в основном к перераспределению типов. Экологические функции четвертичных палеопочв хорошо установлены как по современным биогеоценозам, так и на основе изучения и сопоставления различных наземных архивов, и не обсуждаются в данной главе.

Основные этапы эволюции педосферы.

Итак, на основе проведенного обзора мы можем убедиться, что палеопочвы - это не экзотика в геологической летописи, и распространены очень широко. Еще шире распространены продукты их вовлечения в геологический круговорот (педолитосферу). Биогеохимическая запись, представленная в педолитосфере, позволяет воспроизвести практически непрерывную картину эволюции ландшафтной оболочки Земли. Это своего рода периодическая система, в клеточки которой предсказанным образом вкладываются находки вновь открываемых палеопочв. Почвообразование – постоянное звено геологического круговорота с самого начала геологической записи. Обитание (признаки жизни) и обитаемость (мелкоземистые субстраты) на суше возникли одновременно. Почвообразование – неизменное звено биосферно-геосферной системы с самого начала геологической записи. В процессе эволюции биосферногеосферной системы растет многообразие типов климата, связанное со становлением современной суши, горообразованием и др. При этом увеличивается биологическая составляющая геологического круговорота и растет разнообразие форм жизни. Эволюция почв также связана с глобальной эволюцией географической оболочки, в процессе которой растет разнообразие типов почвообразования. Проведенный анализ показывает, что каждый генетический тип почв - это историческая категория, возникшая в определенный исторический этап. Педосфера эволюционировала по принципу аддитивной эволюции типов почвообразования (Заварзин, 2001). При этом возрастала внутри типовая и

Страница237

Не менее принципиальные изменения в характере почвообразования в кайнозое связаны с появлением травянистой растительности.

Понимание общей направленности эволюции не дает, тем не менее, возможности реконструировать географические срезы для различных периодов, а также делать определенные заключения о том, когда была сформирована непрерывная педосфера. Невозможность реконструировать почвенные покровы определяется, прежде всего, спецификой сохранности палеопочв. Еще одно обстоятельство связано с тем, что палеопочвоведение

– новый игрок на поле палеогеографических исследований, и долгое время палеопочвы игнорировались при изучении древних пород. Мы можем предположить, что большая часть остатков наземной биоты приурочена к уровням залегания палеопочв, однако дочетвертичные палеопочвы в основном описаны лишь в работах, опубликованных в последние годы.

Экзогенез и почвообразование.

Почвообразование является частью более общего процесса экзогенеза (гипергенеза). Последний понимается как взаимообусловленная система процессов выветривания, почвообразования, седиментогенеза, диагенеза и геохимической миграции веществ (Полынов, 1956; Соколов, 1997, 2004). Изучение палеопочв позволяет расширить наши представления о соответствии и взаимной обусловленности почвообразования и седиментации в сходных ландшафтных обстановках, а также о влиянии почвообразования на свойства гипергенной оболочки (экзосферы) в геологической истории Земли. Присутствие палеопочв в геологической летописи обусловлено совокупностью эндогенных и экзогенных факторов и означает перерыв в осадконакоплении и стабилизацию поверхности на относительно продолжительное время (Ruhe, 1965). Специфика палеопочвенной записи заключается в том, что в основном находки погребенных палеопочв связаны либо с геологическими несогласиями (geological unconformities), либо с циклами осадконакопления (sedimentary sequences, Веклич и др., 1979, Retallack, 2001), когда почвенные покровы, сформировавшиеся в периоды замедления осадконакопления, погребаются при последующем седиментационном цикле. Наличие и степень развития палеопочв определяются морфоструктурой той или иной области суши (Палеопедология, 1974). Так, в геосинклинальных областях на фоне денудации и врезания гидрографической сети почвенные покровы со зрелыми почвами либо не формируются, либо уничтожаются. Чаще всего палеопочвы приурочены к платформенным областям, особенно к областям опускания – седиментационным бассейнам. Чередование циклов осадконакопления и почвообразования тесно связано с эволюцией седиментационного бассейна и определяется динамикой тектонических движений. Скорость седиментации возрастает при погружении бассейна,

Страница238

эрозионные процессы преобладают при циклах поднятий. В результате в толще осадочных пород формируются ярусы погребенных почв. Амплитуды колебательных движений могут достигать нескольких километров. Даже субаэральные отложения, такие как эоловые пески и лѐссово-почвенные серии, сохраняются преимущественно в пределах седиментационных бассейнов. Высокая доля гидроморфных почв в палеопочвенной записи, особенно дочетвертичного времени, определяется не столько биоклиматическими условиями, сколько сохранностью в подчиненных позициях. Биогеохимическая запись во многом лишена этого ограничения в собственно палеопочвенной записи. Особое место занимают вулканические отложения - лавы и тефра. Их отложение определяется эндогенными процессами, а благодаря стадийному выпадению в их толщах могут быть представлены палеопочвы самого различного облика и степени сформированности. Цикличность вулканических выбросов обуславливает формирование тефра-палеопочвенных серий. Уникальность этих серий состоит в том, что они могут представлять запись о мезоморфном почвообразовании, чаще всего выпадающую вследствие денудации. Кроме того, вулканические отложения часто бронируют различные почвенноседиментологические серии, обеспечивая их сохранность. Маркирующие вулканические отложения, как правило, являются стратиграфическим репером, позволяющим коррелировать осадки и почвы на обширных пространствах.

Рассмотрение материалов по палеопочвам показывает, что подавляющее большинство их находок в дочетвертичных разрезах связано с комплексом флювиальных отложений (речных, озерных, дельтовых, эстуариев и пр.). В этом смысле палеопочвоведение – это в значительной степени наука о флювиальных палеопочвах. Во всем диапазоне природных обстановок именно во флювиальных системах представлена наиболее детальная палеопочвенная запись. Конечно, почвы долин могут значительно отличаться от почв водоразделов. Однако, и в долинных комплексах (на высоких террасах) могут быть представлены зрелые почвы, хорошо отражающие палео-ландшафтную обстановку.

Изучение палеопочв выявляет четкую связь между характером и степенью развитости палеопочв и характером флювиальных отложений. В рассмотренных нами многочисленных примерах к грубозернистым русловым фациям и отложениям низкой поймы, как правило, приурочены слаборазвитые профили. А к отложениям высокой поймы и старичных понижений приурочены почвы с развитым профилем. При этом часто наблюдается корреляция между степенью развитости и степенью дренированности профиля (Mack, 1992; Retallack, 1983; Kraus, Gwinn, 1997; Kraus, 2002; Wanas, Abu El-Hassan, 2006). Таким образом,

почвообразование согласуется с седиментационными обстановками. В палеогеографических исследованиях палеопочвы следует рассматривать