WikiDer > Палеопочва

Paleosol
Последовательность палеопочв, Тоскана, Италия
Вытравленный участок палеопочвы Атлантики, Остров Сан-Сальвадор, Багамы, указывая на вершину Плейстоцен Формирование пляжа Грот (известняк)

в науки о Земле, палеопочва (палеозоль в Великобритания и Австралия) может иметь два значения. Первое значение, распространенное в геология и палеонтология, относится к бывшему почва сохранились захоронением под ними отложения (аллювий или лесс) или вулканические отложения (вулканический пепел), которые в случае более старых депозитов имеют литифицированный в Скала. В Четвертичный геология седиментология, палеоклиматология, и геология в целом, это типичная и общепринятая практика - использовать термин «палеопочва» для обозначения таких »ископаемые почвы"найден похороненным внутри осадочный и вулканические отложения, обнаженные на всех континентах, как показано Retallack (2001),[1] Краус (1999),[2] и другие опубликованные статьи и книги.

В почвоведение, палеопочвы - это почвы, образовавшиеся давно, не имеющие никакого отношения по своим химическим и физическим характеристикам к современному климату или растительности. Такие почвы образуются на очень старых континентальных кратоны и в виде небольших разрозненных местностей в останцах древних скал.

Свойства

Из-за изменений климата Земли за последние пятьдесят миллионов лет почвы образовались под тропический тропический лес (или даже саванна) стали все чаще подвергаться засушливый климат, вызывающий бывшие оксизоли, ультисоли или даже альфизоли высохнуть так, чтобы образовалась очень твердая корка. Этот процесс происходил настолько широко в большинстве частей Австралии, что ограничивал развитие почвы - бывшая почва фактически является исходным материалом для новой почвы, но она настолько невыносима, что в нынешнем засушливом климате может существовать только очень плохо развитая почва, особенно когда они стали намного суше во время ледниковых периодов в Четвертичный.

В других частях Австралии и во многих частях Африка, иссыхание бывших почв не было столь сильным. Это привело к появлению больших площадей реликтовых подзолы в довольно сухом климате на крайнем юге континентальной части Австралии (где умеренный тропический лес ранее доминировал) и формированию торроксовых почв (подотряд оксизоли) в Южная Африка. Здесь нынешний климат позволяет эффективно поддерживать старые почвы в условиях, при которых они не могли бы фактически сформироваться, если бы кто-то начал с исходного материала, на котором они развивались в Мезозойский и Палеоцен.

Палеопочвы в этом смысле всегда чрезвычайно бесплодны. почвы, содержащий доступные фосфор уровни на порядки ниже, чем в умеренных регионах с более молодыми почвами. Экологические исследования показали, что это привело к высокоспециализированной эволюции австралийской флоры.[3] получить минимальный питательное вещество поставки. Тот факт, что почвообразование просто не происходит, еще больше затрудняет экологически устойчивое управление. Однако палеопочвы часто содержат самые исключительные биоразнообразие из-за отсутствия конкуренции.[4]

Таксономическая классификация

История палеопочв простирается до Докембрийский в истории Земли с редкими палеопочвами старше 2,5 миллиардов лет. Геология, биология и атмосфера - все значительно изменилось за это время, с драматическими сдвигами в Великое окислительное событие (2,42 миллиарда лет назад) и во время Палеозой, когда размножались сложные животные и наземные растения. Следовательно, наша современная система классификации почв не может быть легко применена к палеопочвам. Например, современного альфизола, в широком смысле определяемого как лесная почва, не существовало бы до появления деревьев. Что еще более проблематично, это определенно определяется химическими свойствами, которые не могут быть сохранены в летописи породы. В то время как современные порядки почв часто используются для описания палеопочв в качественном смысле, была предложена схема присвоения имен палеопочв.[5], хотя в литературе он используется лишь от случая к случаю.

Идентификация палеопочв

Рожь и Голландия (1998)[6] изложил пять критериев для идентификации палеопочвы. Хотя это было вызвано необходимостью более строгой идентификации докембрийских палеопочв, это применимо к палеопочвам любого возраста. Критерии: сформировано на месте на коренная порода, деформация мягких отложений в верхней части профиля и изменения химического состава, текстуры и минералогии в верхней части профиля, согласующиеся с процессами земного выветривания. В полевых условиях физические признаки палеопочвы включают свидетельства горизонта (например, изменения цвета и текстуры), коренные породы, включенные в более мелкие вышележащие слои. литология (основные камни) и свидетельства поверхностных процессов (например, следы корней, органическое вещество, норы, редокс изменение). Тем не менее, любая палеопочва должна быть проверена геохимически перед использованием в реконструкциях на основе прокси; процессы изменения пост-отложения, такие как калий метасоматоз, может изменить химический состав палеопочвы без кардинального изменения ее внешнего вида.

Приложения

Реконструкции палеоклимата

Поскольку темпы и стили выветривания зависят от климатических факторов, палеопочвы могут использоваться для реконструкции переменных климата прошлого. Среднегодовые осадки (MAP) и температура воздуха (MAAT) - это две обычно реконструируемые переменные, которые, наряду с сезонностью и в сочетании с другими палеоэкологическими инструментами, могут использоваться для описания климата суши в прошлом. Существует набор палеоклиматических косвенных показателей, и, хотя они различаются по фокусу, многие из них полагаются на изменения химического состава по профилю почвы, которые происходят во время процессов выветривания, захоронения и после захоронения.[7][8]. Их использование зависит от таких факторов, как изменения после захоронения, исходный материал и порядок почвы; не все прокси применимы ко всем палеопочвам. Большинство приближенных значений применимо к фанерозойским палеопочвам (не более древним), поскольку ландшафтные процессы резко изменились после появления наземных растений. Сезонность (наличие и сила сезонов) требует более тонкого подхода к реконструкции. Предлагаемые показатели сезонности в основном основаны на процессе увлажнения / высыхания почвы, в ходе которого может образовываться почвенный карбонат.[9]; как и другие прокси, этот инструмент постоянно тестируется и дорабатывается.[10]

Реконструкции палеоатмосферы

Почвы образуются в почти постоянном контакте с атмосферой, поэтому на их химический состав влияет как прямым, так и косвенным образом состав атмосферы. Окисление палеопочв использовалось как индикатор атмосферного кислорода.[11], который вырос за всю историю Земли. Палеопочвы также использовались для восстановления уровней двуокиси углерода в атмосфере.[12]на основе современных исследований углеродного газообмена почв.[13], изотопы углерода в почвенных карбонатных конкрециях[14]и подходы к массовому балансу, учитывающие несколько атмосферных газов (обычно двуокись углерода, кислород и метан). Эти методы активно развиваются в области ранних исследований Земли.

Палеоботаника

Палеопочвы представляют собой важный архив информации о древних экосистемах, а различные компоненты ископаемых почв могут быть использованы для изучения прошлой жизни растений. Палеопочвы часто содержат древние растительные материалы, такие как пыльца зерна и фитолиты, биоминерализованная форма кремнезем производится многими растениями, такими как травы. И пыльца, и окаменелости фитолитов разных видов растений имеют характерные формы, которые можно проследить до их родительских растений.[15] В течение длительного геологического времени фитолиты необязательно могут сохраняться в палеопочвах из-за способности слабокристаллического кремнезема растворяться.

Еще одним индикатором состава растительного сообщества палеопочв является изотопная сигнатура углерода. Соотношение разного углерода изотопы в органическом веществе в палеопочвах отражает пропорции растений, использующих C3 фотосинтез, которые растут в более прохладном и влажном климате, в отличие от растений, использующих C4 фотосинтез, которые лучше приспособлены к более жарким и сухим условиям.[16] Другие методы обнаружения прошлой жизни растений в палеопочвах основаны на идентификации останков листовой воск, которые со временем медленно разрушаются в почве.[17]

Палеосейсмология

Как записи предыдущих поверхностей Земли, которые можно накладывать друг на друга, последовательности палеопочв также полезны в области палеосейсмология.

Смотрите также

использованная литература

  1. ^ Реталлак, Г.Дж., 2001, Почвы прошлого, 2-е изд. Нью-Йорк, Blackwell Science. ISBN 0-632-05376-3
  2. ^ Краус, М.Дж., 1999, Палеопочвы в обломочных осадочных породах: их геологическое применение, Обзор наук о Земле 47: 41-70.
  3. ^ Тим Фланнери, Пожиратели будущего: экологическая история австралийских земель и народов; опубликовано Джорджем Бразиллером в 1994 г.
  4. ^ Дэвид Тилман; Конкурс ресурсов и структура сообщества; опубликовано в 1982 году издательством Princeton University Press
  5. ^ Мак, Грег Х .; Джеймс, В. Кальвин; Монгер, Х. Кертис (1 февраля 1993 г.). «Классификация палеопочв». Бюллетень GSA. 105 (2): 129–136. Bibcode:1993ГСАБ..105..129М. Дои:10.1130 / 0016-7606 (1993) 105 <0129: COP> 2.3.CO; 2. ISSN 0016-7606.
  6. ^ "Войти в систему". www.ajsonline.org. Получено 2019-12-04.
  7. ^ Шелдон, Натан Д .; Табор, Нил Дж. (2009-06-01). «Количественная палеоэкологическая и палеоклиматическая реконструкция с использованием палеопочв». Обзоры наук о Земле. 95 (1): 1–52. Bibcode:2009ESRv ... 95 .... 1S. Дои:10.1016 / j.earscirev.2009.03.004. ISSN 0012-8252.
  8. ^ Табор, Нил Дж .; Майерс, Тимоти С. (2015). «Палеопочвы как индикаторы палеосреды и палеоклимата». Ежегодный обзор наук о Земле и планетах. 43 (1): 333–361. Bibcode:2015AREPS..43..333T. Дои:10.1146 / аннурьев-земля-060614-105355.
  9. ^ Реталлак, Грегори Дж. (1 апреля 2005 г.). «Педогенные карбонатные заменители количества и сезонности осадков в палеопочвах». Геология. 33 (4): 333–336. Bibcode:2005Гео .... 33..333R. Дои:10.1130 / G21263.1. ISSN 0091-7613.
  10. ^ Breecker, D. O .; Sharp, Z. D .; Макфадден, Л. Д. (2009-03-01). «Сезонный сдвиг в формировании и стабильный изотопный состав педогенного карбоната в современных почвах центральной части Нью-Мексико, США. Сезонный сдвиг в образовании педогенного карбоната». Бюллетень GSA. 121 (3–4): 630–640. Дои:10.1130 / B26413.1. ISSN 0016-7606.
  11. ^ "Войти в систему". www.ajsonline.org. Получено 2019-12-04.
  12. ^ Шелдон, Натан Д. (10 июня 2006 г.). «Докембрийские палеопочвы и уровни CO2 в атмосфере». Докембрийские исследования. 147 (1): 148–155. Bibcode:2006Пред..147..148С. Дои:10.1016 / j.precamres.2006.02.004. ISSN 0301-9268.
  13. ^ Брекер, Д. О. (2013). «Количественная оценка и понимание неопределенности атмосферных концентраций CO2, определенных из известковых палеопочв». Геохимия, геофизика, геосистемы. 14 (8): 3210–3220. Bibcode:2013GGG .... 14.3210B. Дои:10.1002 / ggge.20189. ISSN 1525-2027.
  14. ^ Серлинг, Т. Э. (Университет штата Юта (1991-04-01). «Углекислый газ в атмосфере: данные кайнозойских и мезозойских палеопочв». Американский журнал науки; (Соединенные Штаты). 291:4 (4): 377–400. Bibcode:1991AmJS..291..377C. Дои:10.2475 / ajs.291.4.377. ISSN 0002-9599. OSTI 5895659.
  15. ^ Курманн, М. Х. (1985). Изучение фитолита и палиноморф опала в сохранившихся и ископаемых почвах Канзаса (США). Палеогеография, палеоклиматология, палеоэкология, 49 (3), 217-235.
  16. ^ Серлинг, Т. Э. (1984). Стабильный изотопный состав современного карбоната почвы и его связь с климатом. Письма о Земле и планетологии, 71 (2), 229-240.
  17. ^ Чжан, З., Чжао, М., Эглинтон, Г., Лу, Х. и Хуанг, К. Ю. (2006). Липиды воска листьев в качестве палеорастительных и палеоэкологических прокси для Китайского Лессового плато за последние 170 тыс. Руб. Quaternary Science Reviews, 25 (5), 575-594.

внешние ссылки