Палеопедологическая запись

Палеопедологическая летопись это, по сути, летопись окаменелостей почв — . Палеопедологическая летопись состоит в основном из палеопочв, погребенных паводковыми отложениями или сохранившихся на геологических несогласиях, особенно на откосах плато или склонах речных долин . Другие ископаемые почвы встречаются в районах, где вулканической активностью древние почвы были покрыты .

Проблемы признания

После захоронения окаменелости почвы, как правило, изменяются под воздействием различных химических и физических процессов. К ним относятся:

Разложение органического вещества, которое когда-то присутствовало в старой почве. Это затрудняет распознавание растительности , которая была в почве, когда она присутствовала.
Окисление железа из Fe ²⁺ в Фе ³⁺ О , ₂ поскольку прежняя почва становится сухой и в почву поступает больше кислорода.
Высыхание водных оксидов железа до безводных оксидов – опять-таки за счет наличия _{большего количества доступного О 2 .} в сухой среде

Ключами к распознаванию окаменелостей различных почв являются:

Трубчатые структуры, которые неравномерно разветвляются и утончаются вниз или демонстрируют анатомию окаменевших корней . следов
Постепенные изменения вниз от резкого литологического контакта, такого как между поверхностью суши и горизонтами почвы.
Сложные структуры трещин и замен минералов , такие как комья почвы ( педы ) и плоские кутаны .

Классификация

Окаменелости почвы обычно классифицируются согласно почвенной таксономии Министерства сельского хозяйства США . За исключением некоторых чрезвычайно старых почв, имеющих глинистый серо-зеленый горизонт, совершенно не похожий ни на одну из современных почв и явно образовавшийся в отсутствие О ₂ , большинство ископаемых почв можно отнести к одному из двенадцати отрядов, признанных этой системой. . Обычно это делается с помощью дифракции рентгеновских лучей , которая позволяет анализировать различные частицы в бывших почвах, чтобы можно было увидеть, какому порядку соответствуют почвы.

Другие методы классификации окаменелостей почвы основаны на геохимическом анализе почвенного материала, который позволяет идентифицировать минералы в почве. Это полезно только в том случае, если доступно большое количество древней почвы, что бывает редко.

Записи различных групп почв

В докембрии , когда жизни на суше препятствовал очень тонкий или отсутствующий озоновый слой , почвы подвергались гораздо более быстрой эрозии, и большинство окаменелостей этого периода представляют собой неразвитые энтизоли или инцептизоли . Вертисоли и аридизоли имеют непрерывную летопись окаменелостей, начиная с палеопротерозойских континентов и далее (хотя мало что известно о том, когда они впервые начали растительность), в то время как несколько окаменелостей андизолей известны из мезопротерозоя и, в большей степени, из ордовика, незадолго до того, как начала появляться наземная растительность. крупные окаменелости андисола можно найти в средней юре Сибири Другие .

Оксисолы , глубоко выветрелые тропические почвы, имеют богатую летопись окаменелостей, начиная с палеопротерозоя. За пределами ледниковых периодов оксисоли обычно были доминирующим порядком почв в палеопедологических данных. Это связано с тем, что почвообразование , после которого для формирования оксисолей требуется больше выветривания, чем любой другой тип почв, практически не существовало за пределами эпох обширного континентального оледенения . Это происходит не только из-за почв, образовавшихся в результате самого оледенения, но и из-за того, что горообразование, которое является еще одним критическим фактором в производстве новой почвы, всегда совпадало с понижением глобальной температуры и уровня моря. Это происходит потому, что отложения, образовавшиеся в результате эрозии гор, уменьшают в атмосфере содержание CO ₂ тесно связывают , а также вызывают изменения в циркуляции, которые климатологи с развитием континентальных ледниковых щитов . Оксизоли не вегетировали до позднего каменноугольного периода, вероятно, потому, что до этого момента эволюция микробов не была достаточно развита, чтобы позволить растениям получать достаточное количество питательных веществ. питательные вещества из почв с очень низким содержанием азота, фосфора, кальция и калия.

Из-за экстремальных климатических требований окаменелости гелизола приурочены к нескольким периодам обширного континентального оледенения - самый ранний из них произошел 900 миллионов лет назад в неопротерозое . Однако в эти периоды ископаемые гелисоли обычно встречаются в изобилии, примечательные находки происходят из каменноугольного периода в Новом Южном Уэльсе .

Самая ранняя наземная растительность встречается в раннесилурийских энтизолях и инцептизолях, а с ростом наземной растительности под защитным озоновым слоем возникло несколько новых отрядов почв. Первые, гистосоли , появились в девоне, но редки в виде окаменелостей, поскольку большая часть их массы состоит из органических материалов, которые имеют тенденцию быстро разлагаться. Alfisols и ultisols появились в конце девона и начале каменноугольного периода и с тех пор имеют непрерывную, хотя и не богатую, летопись окаменелостей. Сподосоли известны только из каменноугольного периода и нескольких периодов после этого времени, хотя менее кислые почвы, в остальном похожие на сподосоли, известны из мезозоя и третичного периода и могут составлять вымерший подотряд.

В течение мезозоя палеопедологические данные, как правило, скудны, вероятно, потому, что отсутствие горообразования и оледенения означало, что большинство поверхностных почв были очень старыми и постоянно подвергались выветриванию тех остатков выветриваемых материалов. Преобладающими группами являются оксисоли и ортенты , хотя обнаружено еще несколько плодородных почв, например упомянутые ранее обширные андизолы из юрской Сибири. Доказательства широко распространенного глубокого выветривания почв в палеоцене можно увидеть в обилии оксисолей и ультизолей в ныне сильно покрытых льдом Шотландии и Антарктиде . Моллисоли , основные сельскохозяйственные почвы настоящего времени, уникальны своей геологической молодостью: они известны с эоцена , но распространены только с миоцена , по мере развития лугов. Наиболее богаты палеопедологические находки четвертичного периода с небольшим количеством почв, отличных от типов, широко встречающихся сегодня.

Важное различие между палеопедологическими данными и летописями окаменелостей растений и животных состоит в том, что очень немногие из обнаруженных почв относятся к вымершим типам. Несмотря на упомянутые ранее трудности идентификации, это делает палеопедологию (изучение ископаемых почв) потенциально очень полезной для понимания экологических взаимоотношений в прошлых экосистемах.

Ссылки

Реталлак, Грегори Джон; Почвы прошлого: введение в палеопедологию (2-е издание), 2001 г., Blackwell Science; Молден, Массачусетс.