Paleopedological запись является, по сути, окаменелостями из почвы . Paleopedological запись состоит главным образом из палеопочв захороненных на пойменных отложениях , или сохранились в геологических несогласиях, особенно плато откосов или стороны речных долин . Другие ископаемые почвы встречаются в районах, где вулканическая активность покрыла древние почвы.
Проблемы распознавания
После захоронения окаменелости почвы, как правило, изменяются различными химическими и физическими процессами. Это включает:
- Разложение органических веществ, которые когда-то присутствовали в старой почве. Это мешает распознать растительность, которая была в почве, когда она присутствовала.
- Окисление железа из Fe 2+ до Fe 3+ от O 2 , как бывшие почвы становится сухим и больше кислорода поступает в почве.
- Сушка водных оксидов железа до безводных оксидов - опять же из-за наличия большего количества доступного O 2 в сухой среде.
Ключи к распознаванию окаменелостей различных почв включают:
- Трубчатые структуры, которые неравномерно разветвляются и истончаются вниз или показывают анатомию окаменелых следов корней
- Градационное изменение вниз от резкого литологического контакта, подобного контакту между земной поверхностью и горизонтами почвы.
- Сложные структуры трещин и минеральных замещений , как у почвенных комков ( Пешеходы ) и плоский cutans .
Классификация
Ископаемые остатки почвы обычно классифицируются по таксономии почв USDA . За исключением некоторых чрезвычайно старых почв, которые имеют глинистый серо-зеленый горизонт, совершенно не похожий на любую существующую почву и явно сформированный в отсутствие O 2 , большинство ископаемых почв можно отнести к одному из двенадцати порядков, 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 почвенных окаменелостей основаны на геохимическом анализе почвенного материала, который позволяет идентифицировать минералы в почве. Это полезно только там, где доступно большое количество древней почвы, что бывает редко.
Рекорды различных почвенных групп
Во время докембрия , 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 энтисоли или инцептизоли . Вертисоли и аридизоли имеют непрерывную летопись окаменелостей с палеопротерозойских континентов и далее (хотя мало что известно о том, когда они впервые заросли растительностью), в то время как несколько окаменелостей андизолей известны из мезопротерозоя и, в большей степени, из ордовика незадолго до появления наземной растительности. Другие крупные andisol окаменелости могут быть найдены в средней юры в Сибири .
Оксисоли , глубоко выветрившиеся тропические почвы, имеют богатую летопись окаменелостей, начиная с палеопротерозоя. Вне ледниковых периодов оксисоли обычно были доминирующим порядком почв в палеопедологической летописи. Это связано с тем, что почвообразование, после которого для образования оксисолей требуется больше выветривания, чем для любого другого почвенного порядка, практически не существовало за пределами эпох обширного континентального оледенения . Это происходит не только из-за почв, образованных самим оледенением, но и из-за того, что горообразование, которое является другим критическим фактором образования новой почвы, всегда совпадало с понижением глобальной температуры и уровня моря. Это связано с тем, что отложения, образовавшиеся в результате эрозии гор, снижают содержание CO 2 в атмосфере, а также вызывают изменения в циркуляции, которые климатологи тесно связывают с развитием континентальных ледяных щитов . Оксисолы не выращивались до конца каменноугольного периода, вероятно, потому, что до этого момента микробная эволюция не была достаточно развитой, чтобы позволить растениям получать достаточное количество питательных веществ из почв с очень низкими концентрациями азота, фосфора, кальция и калия.
Из-за экстремальных климатических требований окаменелости гелизола относятся к нескольким периодам обширного континентального оледенения, самое раннее из которых было 900 миллионов лет назад в неопротерозое . Однако в эти периоды ископаемые гелизоли обычно встречаются в изобилии, примечательные находки происходят из карбона в Новом Южном Уэльсе .
Самая ранняя наземная растительность встречается в раннесилурийских энтисолях и инцептисолях, а с ростом наземной растительности под защитным озоновым слоем возникло несколько новых почвенных порядков. Первые, гистозоли , появились в девоне, но в виде окаменелостей встречаются редко, потому что большая часть их массы состоит из органических материалов, которые имеют тенденцию к быстрому разложению. Альфизоли и ультисоли возникли в конце девона и начале карбона и с тех пор имеют непрерывную, хотя и не богатую, летопись окаменелостей. Сподозоли известны только из карбона и нескольких периодов с того времени, хотя менее кислые почвы, в остальном похожие на сподозоли, известны из мезозоя и третичного периода и могут представлять собой вымерший подотряд.
В течение мезозоя палеопедологические данные имеют тенденцию быть плохими, вероятно, потому, что отсутствие горообразования и оледенения означало, что большинство поверхностных почв были очень старыми и постоянно подвергались выветриванию из оставшихся погодоустойчивых материалов. Оксисоли и ортенты являются доминирующими группами, хотя было обнаружено еще несколько плодородных почв, таких как обширные андизоли, упомянутые ранее в юрской Сибири. Свидетельства широкого распространения глубоко выветренных почв в палеоцене можно увидеть в большом количестве оксизолей и ультисолей в Шотландии и Антарктиде, которые сейчас сильно покрыты льдом . Моллисоли , основные сельскохозяйственные почвы современности, уникальны по своей геологической молодости, известны с эоцена, но распространены только с миоцена , когда появились пастбища. Наиболее многочисленные палеопедологические записи относятся к четвертичному периоду с небольшим количеством почв, отличных от типов, широко распространенных сегодня.
Важное различие между палеопедологической летописью и летописью окаменелостей растений и животных состоит в том, что очень немногие из найденных почв относятся к вымершим типам. Несмотря на упомянутые ранее трудности идентификации, это делает палеопедологию (изучение ископаемых почв) потенциально очень полезной для понимания экологических взаимосвязей в прошлых экосистемах.
Рекомендации
- Retallack, Грегори Джон; Почвы прошлого: Введение в палеопедологию (2-е издание), 2001, Blackwell Science; Мальден, Массачусетс.