ДОКЛАДЫ АКАДЕМИИ НАУК, 2012, том 445, № 4, с. 464-467
= ГЕОГРАФИЯ =
УДК 913.1
СТАНОВЛЕНИЕ ЗОНЫ СТЕПЕЙ ЮГА РОССИИ (ПО МАТЕРИАЛАМ СТРОЕНИЯ ЛЕССОВО-ПОЧВЕННОЙ ФОРМАЦИИ
ДОНО-АЗОВСКОГО РЕГИОНА)
© 2012 г. А. А. Величко, Т. Д. Морозова, О. К. Борисова, С. Н. Тимирева, В. В. Семенов, Ю. М. Кононов, В. В. Титов, А. С. Тесаков, Е. А. Константинов, Р. Н. Курбанов
Представлено академиком В.М. Котляковым 17.03.2012 г. Поступило 22.03.2012 г.
Возникновение зоны степей является важнейшим событием, определяющим становление зональной структуры современной ландшафтной оболочки Земли. Юг Восточно-Европейской равнины относится к числу регионов, где этот процесс проявился с достаточной полнотой. Уже в миоцене, в сармате (около 10 млн л. н.) среди теп-лоумеренных и субтропических лесов появляются злаково-разнотравно-маревые ассоциации, расширение которых в конце сармата (около 7 млн л. н.) приводило к формированию группировок прото-степного облика. В конце миоцена, в меотисе (около 6 млн л. н.), фиксируется появление ковыльных, т.е. настоящих степных ассоциаций [1]. Однако лишь в среднем акчагыле (2.7—2.1 млн л. н.) в узкой полосе побережья Азовского моря, судя по данным из отложений седьмой террасы, появляются степи с участием маревых, злаковых и полыней [2], что может рассматриваться как начальный этап формирования (зарождения) собственно степной зоны. О существовании в это время в пределах Доно-Азовского региона семиаридных, открытых пространств свидетельствует состав фауны хапровского и одесского комплексов, характерными представителями которых являются страусы, жирафы, лошади [3].
Детальные исследования, проводимые совместно сотрудниками Лаборатории эволюционной географии ИГ РАН и ИАЗ ЮНЦ РАН при участии ГИН РАН на опорных ключевых участках (рис. 1а), позволили установить хроностратигра-фическое положение перехода от субаквальных отложений, содержащих указанные комплексы, к началу формирования субаэральной, лессово-
Институт географии
Российской Академии наук, Москва
Институт аридных зон Южного научного центра
Российской Академии наук, Ростов-на-Дону
Геологический институт
Российской Академии наук, Москва
почвенной формации (ЛПФ), а затем на основе ее изучения проследить этапы становления аридной зоны.
Определение возраста отдельных горизонтов ЛПФ базировалось на корреляции лессово-поч-венных серий с хронологией залегающих в их основании лагунно-морских и лагунно-аллювиальных отложений, выделенных в Приазовье, на результатах геомагнитных исследований, на данных по составу мелких млекопитающих из кротовин погребенных почв и подстилающих отложений, полученных в ходе проводимых исследований [2—6].
Так в разрезах на ключевом участке Мелекино (рис. 1б) были вскрыты лиманные отложения, в основании которых обнаружена фауна одесского комплекса, а в их верхней части — мелкие млекопитающие эоплейстоцена (Ьа§игоёоп агапкае, А1-1орИаютуз Бр., М1тотуз ршШш). Лиманная толща, в свою очередь, перекрывается двумя ископаемыми почвами (балашовской и ржаксинской по номенклатуре сводной схемы [1, с. 188—191]), между которыми в основании бобровского лесса надежно зафиксирована граница между палео-магнитными эпохами Брюнес и Матуяма, абсолютный возраст которой ~780 тыс. л. н. [7].
Эволюция ландшафтной оболочки рассматриваемого региона начиная с балашовского уровня на протяжении всего последующего интервала четвертичной системы зафиксирована в ЛПФ. Поскольку современная эпоха (голоцен) является межледниковьем, представляется целесообразным в первую очередь проследить изменения в состоянии ландшафтных систем и климатов межледниковых эпох плейстоцена от более ранних к более поздним. Эти изменения, приведшие к становлению современной зоны степей, реконструированы с помощью палеопедологического, палинологического, палеофаунистического, литол ого-химического методов, а также метода морфоскопии песчаных кварцевых зерен.
Наиболее древними почвенными образованиями в рассматриваемом регионе, которые датиру-
Н1
Мелекино 0^2
(б) Беглица
2
VI 3 4
М/ 5
6
Ракушечный м Яр
О- <аа
(а)
Dn
7
Кт 8
РеИ 9 10-^ 1пё 11 Ок 12
13
14
^ 15 16 17 18"
19
20 21 22
п23
24
25 К 26
0 0 2 а к
н о
и ч
о
а Р
Don„
В1
27
28
29
30
31
32
33
(в)
Колебания температуры в плейстоцене-голоцене (Тянв)
-10 -8 -6 -4 -2 0 2 4 6 8 10 12 14
I_|_|_|_|_|_|_|_|_
Разнотравно-злаковые степи_
Валдайская ледниковая эпоха
N Типичные
степи с лесами под долинам
Днепровская ледниковая эпоха
" Степи и лесостепи с участием ,, '' широколиственных пород
Печорская ледниковая эпоха
Прерии с участием лесов по долинам
Окская ледниковая эпоха
Высокотравные сообщества субтропиков с участием лесов
тыс. л. н.
Рис. 1 — Становление степной зоны в четвертичном периоде (по материалам строения лессово-почвенной формации): а — схема положения опорных разрезов; б — строение разрезов лессово-почвенной формации (составлено по полевым зарисовкам А.А. Величко); Мелекино: В1 — балашовская ископаемая почва, К/ — ржаксинская ископаемая почва, Don — донское оледенение, V — воронская ископаемая почва, Ок — окское оледенение, — инжавинская ископаемая почва, РеИ — печорское оледенение, Кт — каменская ископаемая почва, Dn — днепровское оледенение, М/ — мезин-ская ископаемая почва, VI — валдайское оледенение, Н1 — голоцен (в расчистке 2008 г. вскрыта лессово-почвенная серия, начиная с воронской ископаемой почвы до голоцена; аналогичная последовательность горизонтов представлена в разрезах Шабельское, Порт-Катон и Семибалки); Беглица: М/ — мезинская ископаемая почва, Вг — брянская ископаемая почва, Н1 — голоцен; Ракушечный Яр: Н1 — голоцен. в — этапы формирования современной степной зоны.
466
ВЕЛИЧКО и др.
ются концом эоплейстоцена и началом плейстоцена, являются два сближенных уровня палео-почв — балашовская и ржаксинская.
Балашовская ископаемая почва Ат-ВСа мощностью около 2 м. Гумусовый горизонт Ат темно-бурый с красноватым оттенком. Плитчатая структура. Встречаются древние кротовины. Нижний контакт бахромчатый. Гумусовый горизонт содержит 0.52—0.50% гумуса, что свидетельствует о высокой первоначальной гуму-сированности палеопочвы. Аналитически очень хорошо выражен горизонт аккумуляции СаС03 — 15%. Почва имеет тяжелый глинистый гранулометрический состав (до 58% ила).
В интервале палеомагнитной эпохи Брюнес самым ранним почвенным комплексом (ПК) является ржаксинский.
Ржаксинская почва Ат-Вт-ВСа, мощность генетического профиля около 2 м. Ат — темно-красный с буроватым оттенком, с обильными Fe—Мп-примазками. Вт — плотный, серовато-коричневый, плитчатый, Fe—Мп-примазки. По аналитическим данным почва была высоко гуму-сированной — сохранившееся в почве количество гумуса ~0.4—0.5%. Аналитически карбонатный иллювиальный горизонт не выражен.
По микроморфологическим данным буро-цветность и красноцветность ржаксинской и ба-лашовской палеопочв обусловлена диспергированными в глинистой плазме гидроокислами железа (в результате процессов ферсиаллитизации и рубефикации). Поэтому их можно диагностировать как ферсиаллитные субтропические почвы, близкие к красноземам, формирующимся при зимних температурах около +12...+15°С и атмосферных осадках 620—670 мм/год.
Залегающий выше донской лесс, отвечающий донскому оледенению и перекрывающий ржаксинскую почву, имеет наибольшую мощность (до 9 м) по сравнению с более молодыми лессовыми горизонтами. В его гранулометрическом составе абсолютно преобладает фракция ила, что свидетельствует о тяжелом механическом составе. Содержание гумуса незначительно — менее 0.3%.
Почвы основной фазы воронского ПК (Ат-Вт-ВСа), развитого на лессе донской ледниковой эпохи, коррелируются с главным оптимумом мучкапского межледниковья и морской изотопно-кислородной стадией МК13 ~ 470—500 тыс. л. н. (ранний—средний тирасполь). В их профиле мощностью около 2 м выделяются буроокрашен-ный до темно-серого с красноватым оттенком горизонт Ат с гумусо-железисто-глинистой плазмой, наличием глинистых, глинисто-железистых обособлений и горизонт Вт-ВСа красновато-бурый, крупноблочный с хлопьевидными выделениями гидроокислов в основе. Подобные свой-
ства палеопочв говорят о принадлежности их к группе субтропических почв саванн. Такие экосистемы существовали в климатических условиях, где январские температуры были близки к + 12...+14°С, июльские температуры +24...+25°С, годовая сумма осадков (Ргод) составляла около 550—650 мм (рис. 1в).
Ландшафты эпохи оптимальной фазы более молодого инжавинского ПК (отвечает лих-винскому межледниковью, МК9, 300—340 тыс. л. н., развит на коростылевском лессе окской ледниковой эпохи) уже отвечали умеренному поясу.
На междуречьях в это межледниковье формировались мощные (более 1.5 м) темно-серые, первоначально сильно гумусированные почвы (даже после длительного погребения содержание гумуса достигает 0.7%), с высокой степенью агрегирован-ности почвенной массы. Эти признаки отражают преобладание в их профиле А-А1-ВСа гумусоакку-мулятивных ведущих процессов почвообразования. В нижней части профиля во многих разрезах встречаются глинистые новообразования типа папул, редкие скопления гидроокислов железа. Почвы такого строения были отнесены к чернозе-мовидным почвам высокотравных прерий. В долинах рек в это время существовали лесные группировки (ольховники, березняки с небольшим участием темнохвойных пород). Климатические параметры были близки к январским температурам 0...+2°С, июльским +22...+24°С, Ргод = 600— 700 мм.
Почвы каменского ПК (каменское межледниковье, МК7, ~190—220 тыс. л. н., развиты на борисоглебском лессе печорской ледниковой эпохи). Генетический профиль мощностью 1.1-1.2 м включает горизонты Ат-Вт-ВСа. Горизонт Ат коричневато-бурый, горизонт ВСа светло-бурой окраски, имеются скопления пылева-тых карбонатов и их отложения по порам.
Такие признаки почв как фрагментарное микросложение, буровато-коричневая окраска за счет диспергированного железа, чешуйчато-волокнистое микростроение оптически ориентированных глин свидетельствуют об участии процессов оглинивания и метаморфизации и позволяют в их строении видеть черты современных буро
Для дальнейшего прочтения статьи необходимо приобрести полный текст. Статьи высылаются в формате PDF на указанную при оплате почту. Время доставки составляет менее 10 минут. Стоимость одной статьи — 150 рублей.