Реконструкция условий динамики среды и климата в голоцене на основе изучения почвенно-седиментационных последовательностей озёрных котловин степного биома Западной Сибири

Почвы представляют собой природные «архивы», т.е. объекты способные записывать и хранить информацию о природных условиях прошлых эпох, синхронных времени образования этих объектов. Во всем мире они используются для реконструкции палеоландшафтных и палеоклиматических условий. Сотрудники лаборатории географии и генезиса почв исследуют слабо изученные на территории России почвенные «архивы» – почвенно-седиментационные последовательности (ПСП) в озерных котловинах степного биома Западной Сибири.  Характеристика ПСП дана на основе комплексных исследований, в ходе которых использованы педолитологический подход, комплекс общепринятых в почвоведении методов, радиоуглеродный метод для определения возраста погребённых почв.

Полученные результаты показали, что эти объекты являются информативными голоценовыми почвенными «архивами». Установлено, что важным индикатором изменения условий среды и климата является морфологическое строение ПСП. Они состоят из закономерного чередования слоёв голоценовых осадочных пород и погребённых почв (рис. 1.). В их составе седиментационные слои фиксируют этапы озёрного осадконакопления и трансгрессии озер, что соответствует гумидным климатическим фазам. Почвы маркируют пространственно и хронологически этапы почвообразования (педогенеза) и, соответственно, регрессионные этапы озёрного ритма и субаридные климатические фазы. Также информативными являются свойства, традиционно используемые для реконструкции климата по палеопочвам: мощность гумусовых горизонтов, содержание в них органического углерода, карбонатов, обменных катионов и др.  

В качестве примера представлены результаты изучения ПСП в котловине озёра Кулундинского, расположенного на территории Алтайского края. Объектами исследования были ПСП KUL5 и KUL6. Они содержат «записи», свидетельствующие о чередовании в голоцене этапов осадконакопления и почвообразования на этой территории. Радиоуглеродное датирование погребенных почв позволило установить хронологию этих этапов и, соответственно, аридных и гумидных климатических фаз.

Доказано, что почвенные «архивы» оз. Кулундинское фиксируют озёрные ритмы и изменения условий среды, произошедшие в позднем голоцене. Около 3,1 калиброванных тысяч лет назад (кал. т.л.н.) началась трансгрессия озера, проходившая в два этапа. Максимальная трансгрессия относится к периоду 1,3-1,2 кал. т.л.н., в результате которой сформировался дальний от береговой линии озера вал. Это событие было однократным, но продолжительным, так как седиментационный слой озёрных отложений имеет толщину около 80 см. Поздняя трансгрессия озера, когда в ПСП KUL5 отложился верхний слой озёрных песков берегового вала, датируется возрастом 741 кал.л.н. В настоящее время озеро Кулундинское характеризуется низким уровнем воды (регрессивная фаза озёрного ритма) и формированием засоленных и галоморфных почв в его котловине. Это соответствует субаридному климату, сухостепной растительности и почвам со светлогумусовым (AJ) горизонтом.

Результаты исследований почвенных «архивов» вносят значительный вклад в изучение динамики естественных ландшафтов в степном биоме Западной Сибири под влиянием различных природных процессов, в том числе и климатических. Понимание этих процессов, совершенствование наших представлений о них дает возможность прогнозировать изменения среды в будущем и разрабатывать меры для адаптации человечества к этим изменениям.