Введение к работе
Актуальность исследований. Вопросы плейстоценовой и голоценовой истории лессо- и почвообразования, использование различных свойств палеопочв как индикаторов динамики природной обстановки, привлекают все большее внимание исследователей в связи с разработкой теоретических и прикладных проблем изучения и использования природных ресурсов, для оценки возможных последствий глобальных изменений окружающей среды и климата. Полнота и достоверность палеогеографических реконструкций определяется, прежде всего, объектами исследования, среди которых репрезентативными многими авторами признаны лёссово-почвенные толщи, содержащие серии ископаемых почв плейстоцена и голоцена, а также палеопочвы археологических памятников, в частности курганов, древних поселений, городищ и др.
К числу важнейших диагностических параметров динамики условий лессо- и почвообразования относятся состояние химических и минеральных компонентов этих отложений. На протяжении геохимической истории ландшафтов, колебания климата влекут за собой изменения в соотношении скоростей выветривания, что в свою очередь отражается в направленности литогенеза и почвообразовательного процесса.
Исследование геохимии и минералогии разновозрастных отложений на сегодняшний день является актуальной задачей, решение которой позволит в полной мере представить результаты природной и антропогенной эволюции лёссовых отложений, кор выветривания, почв и экосистемы в целом.
Цель работы.
Минералого-геохимическое изучение осадочных и
почвообразовательных процессов в степной зоне юго-востока Русской равнины в плейстоцене и голоцене для выявления изменений вещественного состава отложений и эволюции природной среды.
Основные задачи исследования.
1. Выполнить палеомагнитные исследования погребенных и
современных почв степной зоны юго-востока Русской равнины.
2. Провести сравнительный анализ состояния вещественного состава
минеральных компонентов в разновозрастных отложениях плейстоцена и
голоцена (лёссах, ископаемых, погребенных и современных почвах).
Изучить химический состав лессово-почвенных комплексов и палеопочв и определить его вариации в плейстоцене и голоцене в связи с природной эволюцией окружающей среды, а также оценить скорость и направленность этих изменений.
Провести апробацию использования геохимических индикаторов динамики климата и сопоставить выполненные реконструкции с результатами других палеогеографических методов.
Получить дополнительную информацию об эволюции природной среды юго-восточной части Русской равнины в плейстоцене и голоцене.
Защищаемые положения.
1. Цитологические, минералогические и геохимические исследования почв, палеопочв и лёссово-почвенных комплексов юго-востока Русской равнины позволяют проводить реконструкцию условий их формирования. Определяющим фактором, влияющим на перераспределение химических элементов в почвах сухостепной зоны в голоцене, являются динамика климата.
2. В сухостепной зоне изменения концентрации Rb в гумусо-
аккумулятивных горизонтах почв относительно его фоновых значений находятся
в прямой зависимости от количества атмосферных осадков. Полученный параметр
(YRb) может быть использован для реконструкций уровня атмосферной
увлажненности в плейстоцене и голоцене, в том числе на коротких временных
интервалах (~ 50-100 лет).
3. В течение плейстоцена на всей территории юго-востока Русской
равнины существовали схожие условия осадконакопления с направленным
сдвигом гидротермического режима с высокими влагообеспеченностью,
биологической активностью и интенсивностью процессов выветривания к
нарастанию аридизации и ослаблению процессов выветривания. Наиболее
гумидными условиями отличались эпохи лихвинского и рославльского
межледниковий, наиболее аридными - микулинское межледниковье. Среди
ледниковых эпох наибольший уровень атмосфеной увлажненности отвечает
окскому, наименьший - валдайскому оледенениям.
Научная новизна работы. Впервые для сухостепной зоны прослежено поведение отдельных химических элементов и вариации их концентраций в течение голоцена в связи с природной эволюцией окружающей среды, а также оценена скорость и направленность таких изменений. Для отложений сухостепной зоны проведена апробация уже известных геохимических индикаторов условий осадконакопления и динамики климата. Получены новые показатели, в частности, коэффициенты биологической активности (МпО/А1203, (Ре2Оз+МпО)/А12Оз), а также параметр YRb, который может быть использован для реконструкции уровня атмосферной увлажненности в плейстоцене и голоцене. С помощью метода геохимических коэффициентов реконструированы условия формирования лёссовых горизонтов и почвенных комплексов в различные эпохи плейстоцена на территории Терско-Кумской равнины и Азово-Кубанской низменности.
Практическая значимость. Полученные новые геохимические показатели, а также опробованные на голоценовых палеопочвах геохимические коэффициенты, могут быть использованы, совместно с другими методами, при проведении палеогеографических и почвенных исследований, построении и уточнении схем изменения биоклиматической обстановки в голоцене и плейстоцене. Используемые геохимические показатели и их сравнительный анализ дают возможности оценки условий формирования и развития лёссово-почвенных отложений, формировавшихся в одни и те же климатические циклы плейстоцена, а также в различных регионах.
Фактический материал и личный вклад автора. В ходе работы над диссертацией автором собран, проанализирован и обобщен большой объем материала. Соискатель принимал участие в полевых исследованиях погребенных под археологическими памятниками голоценовых почв в Волгоградской (курганная группа «Клетское», засечный вал Анны Иоановны) и Московской областях, лессово-почвенных комплексов Приазовья (опорный разрез «Мелекино»), а также анализе образцов в лаборатории, статистической обработке полученных результатов. Изучено 5 курганных групп и 3 лессово-почвенных комплекса. Методом рентгенфлуорисцентного анализа исследовано -700 образцов, выполнено около 30000 элементоопределений.
Публикации и апробации работы. Результаты диссертации изложены в 11 публикациях и одной монографии.
Основные положения диссертации представлялись на научном семинаре «Проблемы древнего земледелия и эволюции почв в лесных и степных ландшафтах Европы» (Белгород, 2006), научной конференции «Археологическое изучение Центральной России», (Липецк, 2006), научной конференции «Россия в МПГ 2007/08», (Сочи, 2006), международном научном семинаре «Глины и глинистые минералы», (Пущино, 2006). Международной научной конференции «Euroclay 2007»,(Aveiro. 22-27 July 2007), XV Международной конференции студентов, аспирантов и молодых ученых «Ломоносов - 2008», (Москва, 2008). XIV International Clay Conference (Italy, 2009).
Работы выполнялись в рамках проектов РФФИ № 07-04-01302-а; 08-05-00562-а.
Структура и объем работы. Диссертация включает введение, 6 глав и заключение. Текстовая часть занимает 221 страницы, иллюстрирована 14 таблицами, 104 рисунка и 2 фотографиями. Список цитируемой литературы насчитывает 125 наименования, в том числе 32 иностранных источника.
