КАРТОЧКА ПРОЕКТА ФУНДАМЕНТАЛЬНЫХ И ПОИСКОВЫХ НАУЧНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ,
ПОДДЕРЖАННОГО РОССИЙСКИМ НАУЧНЫМ ФОНДОМ

Информация подготовлена на основании данных из Информационно-аналитической системы РНФ, содержательная часть представлена в авторской редакции. Все права принадлежат авторам, использование или перепечатка материалов допустима только с предварительного согласия авторов.

 

ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ


Номер 19-77-10061

НазваниеЛандшафтная память междуречий в области последнего среднеплейстоценового оледенения Русской равнины: компоненты, методология, реконструкция

РуководительШоркунов Илья Германович, Кандидат географических наук

Организация финансирования, регион федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт географии Российской Академии наук, г Москва

Период выполнения при поддержке РНФ 07.2019 - 06.2022 

Конкурс№41 - Конкурс 2019 года «Проведение исследований научными группами под руководством молодых ученых» Президентской программы исследовательских проектов, реализуемых ведущими учеными, в том числе молодыми учеными.

Область знания, основной код классификатора 07 - Науки о Земле, 07-707 - Ландшафтоведение

Ключевые словавозвышенность, палеоархив, память почв, погребённый рельеф, покровные суглинки, криогенный горизонт, московское оледенение, поздний плейстоцен, голоцен, радиоизотопное исследование, морфологический анализ рельефа, иерархическое морфогенетическое исследование

Код ГРНТИ39.03.19


СтатусУспешно завершен


 

ИНФОРМАЦИЯ ИЗ ЗАЯВКИ


Аннотация
Предлагаемый Проект направлен на разработку и апробацию универсальной методологической системы дешифрирования комплексной памяти ландшафта междуречий. Несмотря на то, что междуречные пространства занимают бо́льшую часть общей площади суши [Рычагов, 2006], классическими объектами для глобальных палеогеографических реконструкций широкого ряда разрешений являются осадочные серии дна морей и океанов, отложения, выполняющие долины рек и озёрные котловины, а также ледниковые керны и годичные кольца деревьев. Обязательным свойством этих архивов палеогеографической информации является ритмичная и иерархически многопорядковая горизонтальная слоистость, где каждый последовательный слой (группа, пачка, горизонт) имеет характерное время накопления (роста, экспонирования) и является последовательным членом хроноряда. Такой тип памяти принято называть книгоподобным [Таргульян, 1983, 2008]. Похожий тип записи в первом приближении характерен и для специфического архива - лёссово-почвенной формации Северного полушария, складывающей здесь весомую долю междуречных пространств аккумулятивных равнин умеренных и субтропических широт [Kukla, An, 1989; Величко, 1990, 1997; Додонов, 1991, 2001; Bronger et al., 1995; Bronger, 2003 и др.]. Однако, слоистость лёссово-почвенных серий, как правило, однопорядковая и отвечает лишь общей ритмике климатически обусловленных эволюционных стадий "холодной" биосферы [Макеев, 2009]. Расшифровка почвенной и седиментационной памяти в возрастающем ряду временно́го разрешения неизбежно сталкивается с проблемой длительного субаэрального экспонирования почв и лёссов, многократно наложенной и уничтоженной записи в ходе последовательной эволюции междуречного ландшафта, проявляющейся в полигенезе почв и глубокой диагенетической трансформации всей осадочной толщи. Такой палеоархив обладает низким временны́м, при этом существенно более высоким - пространственным разрешением, что делает его незаменимым для восстановления параметров конкретного ландшафта in situ. Подобный тип записи принято называть палимпсестовым [Таргульян, 1983, 2008], проблема «чтения» которого особенно остра для обширных междуречных пространств, где в записана уникальная история непрерывного субаэрального экзогенеза. В качестве объекта настоящего Проекта выбрана область последнего среднеплейстоценового оледенения центра Русской равнины. Здесь современный рельеф представлен сложным и слабо изученным с точки зрения пространственного соотношения сочетанием моренных, водно- и озерно-ледниковых равнин, в различной степени измененных более поздними процессами, в первую очередь – эрозионно-аккумулятивными и криогенными. Поэтому ледниковый рельеф морфологически здесь выражен значительно менее четко, чем в расположенной севернее зоне валдайского оледенения, однако представления о соотношении вклада ледниковых и постледниковых процессов в современный геоморфологический ландшафт носят только самый общий характер. Более того, на данный момент остается спорным возраст ряда конечно-моренных образований, относимых отдельными исследователями к ранневалдайскому ледниковому покрову. Не разрешено и несоответствие полноты книгоподобной геологической, палеопочвенной и палеокриогенной летописи в долинном, овражно-балочном и озёрно-котловинном комплексах - с одной стороны, и палимпсестовой палеопочвенной записи междуречных пространств - с другой, что затрудняет корреляцию событий и формирование общих представлений об эволюции ландшафта в целом. Недостаточно исследованы степень унаследованности, соотношение глубины и густоты проникновения современной и древней эрозионной сети в пределы междуречий, взаимосвязь флювиальных процессов с криогенными, в особенности в период относительно быстрой деградации криолитозоны в конце валдайской эпохи. Реконструкция истории трансформации ландшафтов междуречий основана на комплексном подходе к исследованию рельефа и рельефообразующих процессов, толщи рыхлых отложений и развитых в ней криоструктур и криогенных горизонтов, а также признаков почвообразования для восстановления ископаемого ландшафта на разные временные срезы, – в единой системе подходов и методов, в последовательном ряду пространственных масштабов и для разных типов ландшафтной памяти. Авторская методология иерархического морфогенетического исследования включает применение комплекса морфологических, физико-химических и (радио)изотопных инструментальных методов исследования организации твердофазного вещества с привлечением методик определения ассоциаций биоморфов и детального морфологического и морфометрического анализа рельефа с использованием современных геодезических и дистанционных съемочных технологий для нескольких ключевых и контрольных объектов в последовательном ряду морфологического разрешения от макро- до микро- и субмикроуровня. Это позволит впервые выявить последовательность этапов трансформации рельефа возвышенностей в постледниковье в ее связи с эволюцией позднеплейстоценового почвенного и растительного покровов, пульсационным развитием валдайской криолитозоны и циклами врезания и заполнения эрозионной сети и первичных неровностей ледниковой топографии. Также будет разработана концептуальная модель морфо-, лито- и педогенеза междуречий за последние 150 тысяч лет, реализованная в виде серии крупномасштабных морфогенетических карт и схем актуальной и погребенных поверхностей для ключевых участков. В ходе выполнения Проекта творческим коллективом будет создана и опубликована база данных радиоизотопного (14С – сцинтилляционный метод и ускорительная масс-спектрометрия) и оптически стимулированного люминесцентного расчётного возраста для различных типов записи и её носителей на ключевых участках междуречного комплекса краевой зоны московского оледенения. Результаты работы будут опубликованы в периодических рецензируемых изданиях, индексируемых в системах РИНЦ, Scopus и WoS, в том числе в журналах первого квартиля (Q1). Основной массив результатов исследования будет организован в структуру базы данных и опубликован на собственном web-портале коллектива в виде интерактивного ГИС-проекта. По итогам работы (за пределами выполнения настоящего Проекта) творческий коллектив планирует разработать программное обеспечение – приложение для мобильных устройств, имеющее онлайн-доступ к созданной структуре базы данных и позволяющее любому пользователю самостоятельно работать с организованной информацией как в удалённом режиме, так и непосредственно на местности (в поле). Система визуализации и презентации материалов комплексного, междисциплинарного исследования, включающая структуру базы данных, план web-портала и мобильное приложение, является универсальным продуктом и может быть использована для организации результатов работы исследовательских групп широкого профиля, проведения образовательных программ и популяризациии научного знания.

Ожидаемые результаты
1. Будут выделены диагностические признаки современных и погребенных форм рельефа и слагающих их отложений, достоверно позволяющие определять их генезис, возраст и стратиграфическую позицию на ключевых и контрольных участках исследования на основе сопряженного анализа морфологии, морфометрических характеристик, литостратиграфической и посткриогенной организации осадочных толщ, их педогенной проработки. 2. Будут определены ведущие механизмы морфолитогенеза в последовательной серии этапов формирования и трансформации облика междуречий, установлены стадии и хронология активизаций денудационных и аккумулятивных процессов, а также этапы наиболее длительного экспонирования стабильных поверхностей, связанные с изменениями ландшафтно-климатических условий и зафиксированные в детальной записи о процессах диагенеза, почвообразования и криогенеза на междуречьях. 3. Будет уточнена хроностратиграфическая схема эрозионно-аккумулятивных циклов в пределах малых эрозионных форм; предполагается связать объемы и скорости осадконакопления на разнопорядковых участках эрозионной сети с динамикой процессов на их водо- и литосборах; будет произведена корреляция групп признаков почвообразовательных и криогенных процессов между вершинными поверхностями и днищами малых эрозионных форм. 4. Таким образом, окажется возможным оценить вклад как актуальных (голоценовых), в т.ч. современных, воспроизводящихся процессов, так и реликтовых (ледниковых и постледниковых) компонентов в формирование облика междуречий краевой зоны последнего среднеплейстоценового оледенения центра Русской равнины и восстановить соответствовавшие характерные ландшафтные обстановки – на разных временных срезах в ряду увеличения пространственного разрешения. 5. Предполагается разработать детальный сценарий формирования современного рельефа возвышенностей, включающий фазы деградации ледникового покрова и водно-озёрно-ледниковых преобразований в позднемосковское время, стадии морфолитогенеза и наложенные периоды криогенеза, непрерывное полигенетическое почвообразование в позднем плейстоцене и голоцене. Он будет проиллюстрирован серией крупномасштабных морфогенетических карт актуального и палеорельефа ключевых участков, а также более мелкомасштабными итоговыми хрономорфогенетическими картами возвышенностей на ключевых и контрольных участках. Впервые на основании результатов междисциплинарного иерархического исследования будет создана концептуальная модель морфо-, лито- и педогенеза для междуречий Центра Русской равнины за последние 150 тыс. лет. 6. Разработанные модели и авторские подходы позволят рассматривать блоки литостратотипических, (палео)топологических, крио- и педогенных признаков в качестве единого ансамбля признаков памяти ландшафта междуречий. Предполагается типизировать ландшафтную память на основании характерного набора носителей информации, их пространственной и временно́й разрешающей способности, а также длительности и степени непрерывности записи, характерной последовательности, взаимного наложения и степени сохранности признаков. Для ключевых участков исследования будут созданы тематические карты типов ландшафтной памяти, что позволит оценить степень достоверности палеогеографических реконструкций, проведенных ранее на основе ограниченного набора ключевых объектов (разрезов, шурфов, скважин и т.д.) в пределах ландшафтных позиций, обладающих различным потенциалом записи. Предварительное районирование контрольных участков настоящего исследования по типам ландшафтной памяти позволит подобрать необходимое и достаточное число объектов на этапе рекогносцировки и проводить апробацию подхода с более высокой пространственной точностью и более обоснованным набором методических подходов. 7. В ходе выполнения Проекта творческим коллективом будет создана и опубликована база данных радиоизотопного (14С – сцинтилляционный метод и ускорительная масс-спектрометрия) и оптически стимулированного люминесцентного расчётного возраста для различных типов записи и её носителей на ключевых участках междуречного комплекса краевой зоны московского оледенения, что позволит рассматривать ключевые участки в качестве уникальных опорных объектов (территорий) для региональных литостратотипических корреляций и палеогеографических реконструкций. 8. Результаты работы будут опубликованы в периодических рецензируемых изданиях, индексируемых в системах РИНЦ, Scopus и Web of Science, в том числе в журналах первого квартиля (Q1). Основной массив результатов исследования будет организован в структуру базы данных и опубликован на собственном web-портале коллектива в виде интерактивного ГИС-проекта. По итогам работы (за пределами выполнения настоящего Проекта) творческий коллектив планирует разработать программное обеспечение – приложение для мобильных устройств, имеющее онлайн-доступ к созданной структуре базы данных и позволяющее любому пользователю самостоятельно работать с организованной информацией как в удалённом режиме, так и непосредственно на местности (в поле). Система визуализации и презентации материалов комплексного, междисциплинарного исследования, включающая структуру базы данных, план web-портала и мобильное приложение, является универсальным продуктом и может быть использована для организации результатов работы исследовательских групп широкого профиля, проведения образовательных программ и популяризациии научного знания. Комплексное применение оригинального методологического подхода и современной приборно-технической базы в исследовании позволит полностью выполнить поставленные перед Проектом задачи и получить результаты с высокой степенью достоверности и верифицируемости. Наличие уже сейчас у творческого коллектива свежей публикации предварительных результатов работ на ключевом участке «Поклоны» в зарубежном журнале из топ-25 (Q1) подтверждает мировой уровень проводимых исследований и свидетельствует об актуальности решаемых вопросов на мировой арене.


 

ОТЧЁТНЫЕ МАТЕРИАЛЫ


Аннотация результатов, полученных в 2019 году
Позднемосковский рельеф равнины был сформирован озерно-ледниковой аккумуляцией, в начале в условиях крупного внутриледникового бассейна, затем – локальнее в пределах более мелких внутри- и наледниковых озер, проецирование осадков которых и вытаивание блоков мертвого льда обусловили холмисто-котловинный характер территории. Морены играют подчиненную роль как в местном литостратотипе, так и в формировании дневного рельефа (погребены под мощными лимногляциальными толщами), что противоречит общепринятой трактовке территории как моренной равнины и тем более как зоны распространения конечно-моренных образований. Именно наличие множества замкнутых и полузамкнутых депрессий (как гляциокарстовых впадин, так и, реже, - моренных западин) в дальнейшем контролировало распределение постледниковых процессов, создав предпосылки к продолжительному (на протяжении большей части позднего плейстоцена) озерному осадконакоплению с периодами стабилизации (пересыхания/спуска озер), проявляющихся в виде этапов торфонакопления, следов разновременного почвообразования и криогенеза. Интенсивное выполнение таких промежуточных коллекторов наносами сформировало «разорванную» структуру эрозионной сети, лишь частично унаследовавшей позднемосковские ложбины стока талых вод (долины малых рек и верховья эрозионных систем). Имели место перестройки систем стока и заложение новых врезов (основная часть оврага руч. Пужбол) при прорыве моренных и водно-ледниковых перемычек. Литолого-почвенный анализ микулинских и валдайских озерных толщ и датирование органического материала вмещенных торфов, растительных макроостатков и почвенных горизонтов позволили установить типичную смену обстановок седиментогенеза и эпох стабилизации и размыва в пределах среднего яруса междуречий (180-150 м абс.). Выполненный расчет по модели для водосбора Пужбол свидетельствует о значительной потенциальной интенсивности смыва почвы на территории для условий распашки. При экстраполяции полученного диапазона величин слоя сноса (1,2-2 мм) на предполагаемую длительность периода распашки 800-1000 лет (для всего водосбора в целом) мы получаем слой сноса от 1 до 2 м, что, явно, нереалистично. При оценке только для современной площади пахотных земель (отбрасываются нераспахиваемые крутые склоны и эрозионная сеть с заведомо завышенными значениями результатов расчета) экстраполяция слоя стока на 800-1000 лет дает нам диапазон значений 0,4-0,5 м, что также, очевидно выше наблюдаемых величин, оцениваемых по морфологии пахотных почв разной степени смытости. В целом, данные варианта ЭММ1 без возможности расчета аккумуляции, вероятно, лучше использовать как показатель максимально возможных темпов смыва для разных севооборотов на более коротких промежутках времени (например, при сопоставлении с данными радиоцезиевого метода), а также для приближенной оценки экстремальных событий, например, последствий лесных пожаров. Для оценки внутрисклонового переотложения рыхлого материала и результирующего выноса со склонов в овражно-балочную сеть будут использованы мощности отложений, интерпретируемых нами в разрезах и скважинах как делювиальные. Наличие довольно четкой литолого-почвенной дифференциации и нескольких радиоуглеродных датировок позволяют нам, в ряде случаев, относительно уверенно выделить для голоценового периода развития территории: 1) погребенные делювиальные шлейфы первой половины голоцена, сравнительно однородного строения; 2) средне-позднеголоценовые делювиально-пролювиальные отложения, строение разреза которых, местами, осложнено наличием нескольких погребенных эрозионных врезов, вероятнее всего, связанных с кратковременными пирогенно инициированными вспышками плоскостной и линейной эрозии, связанными с естественными лесными пожарами; в разрезах достигают мощности 1-1,5 м, в основном, перекрыты пачкой агроделювия; 3) залегающие с поверхности агрогенные аккумулятивные отложения, сформировавшиеся в период распашки территории в результате взаимодействия аккумуляции рыхлого материала водными потоками и процесса медленного массового перемещения вещества пахотного горизонта в результате механической обработки почвы. Характерные мощности, в основном, 0,5-0,6, местами – до 1-1,5 м. На основе анализа распределения наборов литогенных, криогенных и педогенных признаков толщах постледниковых осадков на склоне и в подножии верхнего яруса междуречья ключевого участка «Поклоны» разработаны модели локального педолитогенеза по принципу изменения (проработки) мощности осадков (ось ординат) во времени (ось абсцисс). Основой для детализации оси времени явилась относительная стратиграфия и набор собственных инструментальных радиоуглеродных датировок, полученных в ходе работ по Проекту и используемых в качестве хроностратиграфических реперов. Впервые в толще водно- и озёрно-ледниковых осадков на глубинах 7-9 м обнаружены in situ признаки первого постледникового почвообразования: системы субвертикальных пор-плоскостей и трубок с комплексом илистых покровов-кутан. Литостратотип подножия склонов верхнего яруса междуречья характеризуется последовательной сменой типов седиментогенеза: длительный озёрно-ледниковый --> краткосрочный делювиальный --> длительный позднеплейстоценовый озёрный с периодическим участием склонового делювиально-солифлюкционного --> поздневалдайский и голоценовый делювиальный. Признаки первого постледникового почвообразования предварительно отнесены к микулинскому межледниковью, две вскрытые погребённые почвы характеризуют средневалдайский этап стабилизации поверхности. Актуальный почвенный покров почти всей площади склонов и подножия верхнего яруса междуречья фактически представлен составными профилями с признаками полициклического голоценового почвообразования, претерпевшего значительное влияние земледелия по меньшей мере в последнюю тысячу лет.

 

Публикации

1. Беляев В.Р., Гаранкина Е.В., Шоркунов И.Г., Константинов Е.А., Русаков А.В., Шишкина Ю.В., Андреев П.В., Верлова Т.А. Holocene erosion and deposition within a small catchment of the northeastern Borisoglebsk Upland (Central European Russia) IOP Conference Series: Earth and Environmental Science (EES), IOP Conf. Series: Earth and Environmental Science 438 (2020). P. 1-17 (год публикации - 2019) https://doi.org/10.1088/1755-1315/438/1/012002


Аннотация результатов, полученных в 2020 году
Установлено, что в середине XIX века для междуречного комплекса северо-восточного макросклона Борисоглебской возвышенности были характерны меньшие площади отдельных полей, занимавших, в основном, наиболее дренированные поверхности. Анализ разновременных карт и спутниковых снимков позволил установить динамику развития овражно-балочной системы Пужбол в последние 150-160 лет. Можно констатировать, что значительная часть современных верховьев Пужбола и весь овраг Восточный Черемошник образовались, вероятнее всего, в послевоенное время. Это подтверждается прорезаемыми их бортами хорошо сохранившимися остатками грунтовых дорог Черемошник-Козлово и Черемошник-Пужбол, а также непосредственными свидетельствами учёных, занимавшихся изучением свежих обнажений в этих оврагах (Москвитин, 1976). Расчёт по модели WaTEM/SeDEM позволил приблизительно оценить долю переотложения наносов внутри ключевого водосбора «Пужбол», которая, для разных использованных сценариев землепользования, составляет от 70 до 85% общего твердофазного стока. Из этих значений, переотложение наносов внутри пашни составляет 15-20%, в буферных зонах (залуженных участках между нижней границей пашни и бровками МЭФ) – 20-35% и аккумуляция наносов в днищах МЭФ – 30-40%. Результаты расчета индекса геоморфологической сопряженности/разобщенности с учетом структуры землепользования для нескольких реконструированных схем показал, что максимальные значения наблюдались в 1968 г.; между 1941 и 1968 гг. имел место значительный прирост сопряжённости. Это связано с существенным увеличением площади распашки территории, достигшей пика в период 1950-х гг. – начала 1980-х гг. Для этого времени характерно преобладание относительно крупных площадей отдельных полей. Увеличение площади распашки было достигнуто за счет вовлечения в севооборот относительно крутосклонных подножий холмов верхнего и среднего яруса междуречий, что привело, в целом, к увеличению потенциальной эрозионной опасности территории. В этот период стала наиболее развитой сеть наезженных грунтовых дорог, в значительной мере ориентированных вдоль линий поверхностного стока, что являлось одной из причин его более высоких показателей по сравнению с современностью. Также заметное влияние на увеличение индекса могло оказать проведение в конце 1970-х – начале 1980-х гг. масштабных мероприятий по организации поверхностного и подземного дренажа территории, однако, количественно оценить этот фактор, пока, не представляется возможным. На данном этапе можно только утверждать (по данным прямых наблюдений во время ливневого и талого стока), что подземный сток из таких дренажных систем играет значительную роль в формировании пиковых расходов воды в верховьях оврагов системы Пужбола. Современный этап характеризуется как направленным ростом площадей распаханных полей (восстановление заброшенных в период постсоветского кризиса площадей), так и выводом части земель из с/х оборота. Анализ пространственной структуры ключевого объекта ORZ позволяет заключить, что к концу позднемосковского времени участок представлял собой западину, сформированную при вытаивании блока мёртвого льда. На протяжении позднего плейстоцена её занимал мелководный водоём, периодически пересыхавший и уступавший местообитание болотно-лесным ассоциациям. Накопление эвтрофных торфов и озерно-лужевых суглинков практически выполнило котловину к концу валдайского времени, хотя, вероятно, прерывалось серией этапов стабилизации либо эпизодов размыва поверхности в конце микулинского – начале валдайского времени. Резкие изменения в динамике рельефа связаны с переходом от позднеледниковья к голоцену, когда в пределах ключевого объекта активизировались в начале склоновые процессы, а затем в результате регрессивного роста вершины оврага, выявлено, как минимум 4 цикла врезания – выполнения линейных эрозионных форм. Первый врез расчленял пологоволнистую поверхность, сложенную озёрно-склоновыми толщами, достигнув глубины не более 3-4 м при ширине на 10-13 м больше современной. Впоследствии этот распластанный корытообразный врез был практически полностью выполнен делювиальным алевритом не позднее 6.5 тыс. кал.л.н., когда повторное врезание было зафиксировано коррелятным отложением педосидементов гумусовых, элювиальных и субэлювиальных горизонтов склоновых почв, обогащённых углистым материалом. В этот период здесь формировалась более узкая U-образная эрозионная форма глубиной около 1.2-1.5 м, фактически моментально заполнившаяся пирогенно инициированным делювием. Третий этап активизации, пока не визуализированный в представленной модели, видимо, связан с локальным врезанием притока основного оврага около 1.4 тыс. л.н. и маркирует первый этап агрогенного освоения (пирогенное сведение лесов с переложным типом земледелия). Одновременно или непосредственно за этим событием последовало регрессивное врезание основного оврага, более амплитудное (более 8 м) и затронувшее всю толщу голоценовых и позднеплейстоценовых отложений. Возникновение крутосклонного вреза на фоне сельскохозяйственной обработки прилегающих междуречий обусловило активизацию накопления в его прибровочной части мощной агроделювиальной пачки, быстро выклинивающейся с увеличением уклона. Вероятно, современной (послевоенной) активизации врезания оврага, установленной выше, предшествовал еще один этап выполнения вреза, маркируемый плавными очертаниями крупной ложбины на месте и выше объекта ORZ на топокарте 1941 г. Чехол покровных постледниковых отложений ключевого участка "Поклоны" условно подразделён на три литостратотипа: аккумулятивный, аккумулятивно-элювиальный и аккумулятивно-элювиально-денудационный. Первый составляет выполнения первичных замкнутых водно-ледниковых депрессий и представлен последовательной серией осадков небольших по площади позднеплейстоценовых озёр мощностью до 12 м. Второй охватывает округло-плосковершинные поверхности холмов верхнего яруса междуречий, а также их подножия и основную площадь пологих склонов среднего яруса междуречного комплекса. Аккумулятивно-элювиально-денудационный литостратотип характеризует покатые участки склонов верхнего междуречного яруса, а также островершинные поверхности и покатые верхние части склонов отдельных холмов среднего и нижнего яруса междуречного комплекса. Максимум распашки территории междуречного комплекса восточного макросклона Владимиро-Суздальского Ополья (более 80% площади), по-видимому, был достигнут ещё во второй половине XIX в., после земельной реформы 1861 г, после этого происходили лишь незначительные колебания площадей пашни. Для последних десятилетий выявлено незначительное сокращение площади пашни за счёт отодвигания её нижних границ от бровок овражно-балочной сети. Следами этого являются старые напаши, расположенные непосредственно над бровками МЭФ. Зона между современной и старой напашью, занятая, преимущественно, луговой растительностью, является важным буфером, способным перехватывать значительную часть твёрдого стока с распаханных склонов, и играет важную роль в общем балансе наносов малых водосборов на территории. Максимальная распашка на междуречьях Угорско-Протвинской низины была достигнута ещё в дореформенный период. С 1861 г. здесь, как и в целом по Калужской губернии, наблюдается постепенное сокращение площадей пашни, связанное с истощением почв и переориентацией сельского хозяйства на животноводство. С начала XXI в. эта тенденция ещё больше усилилась в связи с переводом значительной части бывших пахотных угодий под индивидуальную застройку. Сейчас пахотные земли в пределах ключевого участка занимают менее 10% территории. На примере плоской привершинной поверхности в урочище «Серебряная гора» показано разнообразие и характерное распределение текстурных, литологических и педогенных признаков в постледниковой толще междуречного комплекса Угорско-Протвинской низины. Достоверно вскрыты четыре последовательных яруса покровного суглинка, для двух верхних определён делювиально-эоловый, для третьего – солифлюкционно-делювиальный и для нижнего – делювиальный тип седиментогенеза. Верхний ярус может быть аппроксимирован полноголоценовой элювиальной моделью почвообразования, второй ярус вмещает признаки поздневалдайского, третий – средневалдайского почвообразования. Нижний ярус несёт признаки ранневалдайского размыва иллювиальных горизонтов суглинистой почвы. В целом для междуречного комплекса Угорско-Протвинской низины выявлена динамическая неоднородность среды осадконакопления в позднее- и послемосковское время. Вариабельность проявляется в латеральном направлении в зависимости от геоморфологического положения и по вертикальному профилю толщи. Чехол на плакорных междуречных позициях и пологих междуречных склонах имеет двучленное строение разной степени выраженности. Верхняя пачка варьирует в пределах 0.5-2.0 м, сложена алевритистыми суглинками, с содержанием лёссовой фракции (0.01-0.05 мм) более 30%; нижняя – разнородным суглинистым материалом, с повышенной долей обломочной составляющей (отношение песка к содержанию глины более 1, единичные включения крупнообломочного материала) и большей глинистостью. Более чётко различия в механическом составе пачек проявляются в пределах слабонаклонных (2-7 градусов) поверхностей. Для чехла пологих склонов в пределах осевой области междуречий и заполнения разноуровневых днищ ложбинообразных понижений (деллей и субмеридиональных линейных понижений, наследующих рельеф времени отступания среднеплейстоценового (московского) оледенения), зафиксированы структурно-текстурные признаки действия склоновых процессов массового смещения вещества, а также криогенные преобразования. Выражены такие признаки, как вмещение гумусированных педоседиментов, маркирующих этапы кратковременной стабилизации поверхности междуречий в позднем плейстоцене и голоцене; прослои песчаного (в т.ч. отмытого) материала, свидетельствующие о повышении динамической активности литопотоков; делювиально-солифлюкционные текстуры и криогенные деформации. В строении толщи заполнения ложбин выделяются темноцветные (гумусированные) слои, разделяющие толщи предположительно озёрно-склонового генезиса и деформированные криогенными процессами. В локализованных полузамкнутых депрессиях, предположительно гляциокарстового позднемосковского происхождения, мощность толщи заполнения достигает 5 м. Наиболее разнообразен механический состав маломощного (иногда не более 0.6 м) покровно-склонового чехла в пределах фрагментов долинных зандров. Постледниковая последовательность отложений в пределах ключевых участков Борисоглебской возвышенности и Суздальского Ополья расчленена на основе комплекса макротекстурных признаков на 8 толщ, начиная с водно-ледниковых фаций конца московского оледенения, включая флювиальные, озерно-лужевые и склоновые фации валдайского возраста, вплоть до делювиальных и агроделювиальных фаций позднеледниковья и голоцена. В стратифицированном покровном чехле выявлено, по меньшей мере, три разновозрастных горизонта унаследованных клиновидных вертикальных структур полигональной пространственной организации и реконструирован палеомерзлотный полигональный и деллевый микрорельеф. Установлено, что на ключевых объектах реликтовая криогенная морфоскульптура ярко проявляется в контрастной глубинной и латеральной дифференциации поверхностных отложений, амплитудном погребенном микрорельефе, закономерной полигональной и полосчатой организации почвенного покрова блоков и межблочий и соответствующей дифференциации растительности на обрабатываемых полях, однако слабо (полигоны D=70-100 м) или не выражены (полигоны D=10-30 м) в современной микротопографии.

 

Публикации

1. Шеремецкая Е.Д., Каревская И.А., Самусь А.В., Гаранкина Е.В., Шоркунов И.Г. Новые данные о стратиграфической значимости разреза "Черемошник" Вестник Московского Университета, серия 5 "География", - (год публикации - 2021)


Аннотация результатов, полученных в 2021 году
Борисоглебская возвышенность сформирована в условиях разрушения пассивного позднемосковского ледникового покрова. На востоке ее междуречья образованы в результате озерно-ледникового осадконакопления при участии глыб мертвого льда. Обилие замкнутых понижений инверсионного рельефа обеспечило развитие постледниковой мелководной седиментации и значительную трансформацию рельефа. Преобладал парагенез озёрно-лужевой аккумуляции в каскадах замкнутых депрессий и транзитно-аккумулятивных озёрно-склоновых обстановок на пологих участках прилегающих междуречий на фоне постепенного увеличения доли эолового привноса в позднем плейстоцене. Это привело к выравниванию рельефа междуречий, где амплитуды уменьшились вдвое, а эрозионное расчленение достигло лишь небольшой части таких заполненных котловин. В замкнутых понижениях ледникового рельефа сформировались неглубокие водоемы, где накапливались межледниковые гиттии и затем слоистые суглинки холодного валдайского времени. Эпизоды обмеления/пересыхания водоемов фиксируют пачки торфов (микулино - ранний валдай), насыщенные растительным детритом прослои (средний валдай) и педоседименты (поздний валдай - голоцен). Верхневалдайские толщи деформированы криогенезом, говоря о мелководности бассейнов, тогда как в более глубоководных ранне-средневалдайских фациях многопорядковая слоистость часто не нарушена. На бортах котловин озерная аккумуляция была характерна лишь при максимальных подъемах уровня водоемов в среднем валдае, тогда как преобладающие тенденции к сносу выразились в размыве подстилающего ледникового цоколя и переходе к субаэральному преобразованию материала с конца среднего валдая на фоне спуска либо заиления водоемов. Поздневалдайские склоновые и покровные эоловые пачки подвергались криогенезу, а их стадийное накопление отразилось в как минимум трёх палеокриогенных горизонтах. Это последовательно горизонты псевдоморфоз по повторно-жильным льдам максимума последнего оледенения и псевдоморфоз по ледогрунтовым жилам и изначально грунтовых жил позднеледниковья, которые отражают направленные изменения типа криогенеза и могут выступать в качестве криостратиграфических реперов. Низкая геоморфологическая “связность” обусловила сохранность погребённых псевдоморфоз в покровном чехле. Однако высотные амплитуды между блоками и межблочьями, читаемыми по вариациям почвенно-растительного покрова, в современном рельефе стерты. Современные ложбины имеют возраст в первые десятилетия или столетия, врезаясь в агроделювий, накопливающийся с VI-XI века н.э. Некоторые наследуют крупные средневалдайские ложбины, и скорее можно говорить о зависимости развития криогенной морфоскульптуры от распространения эрозионного рельефа средневалдайского возраста, чем наоборот. Периоды атлантической и субореальной стабилизации зафиксированы вторыми гумусовыми горизонтами, тогда как в последнее тысячелетие интенсивное выполнение палеокриогенных неровностей связано с постпирогенной и агроделювиальной аккумуляцией вследствие сельскохозяйственного освоения. Вспышки эрозионно-аккумулятивной активности в среднем и позднем голоцене, в условиях широкого распространения потенциально не подверженных водной эрозии лесных ландшафтов, связаны с лесными пожарами. К распахиваемым верхним и средним частям склонов приурочены слабо- и среднесмытые почвы, на их подножиях зоны преобладания денудации и аккумуляции неоднократно смещались и чередовались. Вблизи бровок МЭФ периодически возникали сети промоин, соотносимые с фазами денудации верхних частей склонов. В позднеледниковье и на протяжении голоцена в морфологической организации склоновых почв наблюдается циклическое чередование отличных по продолжительности периодов стабилизации с короткими фазами активной денудации и последующей, не полностью компенсирующей её, - аккумуляции. Современные тенденции землепользования предполагают снижение эрозионно-аккумулятивной активности в связи с внедрением посевов кормовых смесей, однолетних и многолетних трав вместо более эрозионноопасных севооборотов со злаками и пропашными культурами. Суздальское ополье характеризуется плащом позднеплейстоценовых отложений на ледниковом цоколе малой мощности, облекающем дочетвертичную возвышенность. Однако покровные суглинки демонстрируют контрастную стратиграфическую последовательность. Преобладающий тренд к флювиальной и криогенной переработке ледникового цоколя в раннем валдае сменяется локальным мелководным осадконакоплением на фоне возрастающего эолового привноса. В позднем валдае эоловый агент преобладал и как источник, и как механизм седиментации. С раннего дриаса склоновое переотложение сново вышло на первый план в преобразовании ландшафтов и стало определяющим литогенным фактором голоценовой эволюции почвенного покрова. Пространственная неоднородность почвенного покрова и почвообразующих пород возникла на этапах стабилизации поверхности при цикличном преобразовании постледниковой толщи криогенезом и педогенезом. Три горизонта клиновидных структур отвечают как по стратиграфическому положению, так и по структурно-текстурным признакам поздневалдайским горизонтам клиньев на Борисоглебской возвышенности, разделяя брянскую криотурбированную палеопочву, почву с дифференцированным профилем и позднеледниковую почву, вовлеченную в заключительную фазу валдайского криогенеза. Смена типов клиновидных структур - от более широких псевдоморфоз по полигонально-жильным льдам к более узким, но мощным псевдоморфозам по ледогрунтовым жилам и затем мелким первично-грунтовым клиньям, заполненнным органическим веществом, - отражает тренд от относительно более влажного климата начала поздневалдайского оледенения к существенно более аридным условиям финала существования перегляциальной зоны. Наиболее молодые темноцветные клинья сопоставлены с поздней фазой ярославского криогенного горизонта (поздний дриас), наиболее мощные - с его ранней (основной) фазой (ранний дриас), а самые древние - с владимирским горизонтом (LGM), что указывает на формирование дифференцированного почвенного профиля между последними в период выраженного потепления трубчевского интерстадиала. Амплитуды высот позднеледниковой полигональной сети практически стёрты в современном рельефе благодаря выраженному эрозионному тренду в голоцене, но центры полигонов, их краевые части и погребённые делли, развитые по полигональным ложбинам, демонстрируют высокую контрастность почвенных микрокомбинаций. А поперечные ложбины, где клиновидные структуры вскрываются сразу под пахотным слоем, объединены с центрами полигонов элементарным почвенным ареалом абрадированных дерново-подзолистых почв. Линейно-полигональные положительные аномалии удельного электрического сопротивления и магнитного поля строго соответствуют элементарным почвенным ареалам серых почв и простиранию вмещённых темноцветных клиновидных структур с высокими показателями содержания углерода органических соединений и магнитной восприимчивости. Таким образом, неоднородность актуального почвенного покрова чувствительна не к наличию посткриогенных псевдоморфоз как таковых, а к переотложению поверхностных осадков в соответствии с распределением погребённой криогенной морфоскульптуры. В нижних частях распахиваемых склонов пачки агроделювия выполняют разветвлённую систему эрозионных рытвин. Смоделированные зоны внутрисклоновой аккумуляции совпадают с наблюдаемыми в разрезах, но можно говорить о неоднократном их перемещении в прошлом из-за изменений границ пашни, что могло быть вызвано резкими перестройками структуры землепользования после земельной реформы 1861 года либо в послереволюционный период, но значимо не изменило эрозионную опасность. Снижение среднегодовых темпов смыва связано с более высоким почвозащитным коэффициентом современных севооборотов. Оценка аккумулятивной составляющей несколько занижена из-за недоучета переотложения наносов в потяжинах, деллях и участках выполаживания продольного профиля, вдоль узких напашей.

 

Публикации

1. Гаранкина Е.В., Лобков В.А., Шоркунов И.Г., Беляев В.Р. Identifying relict periglacial features in watershed landscape and deposits of Borisoglebsk Upland, Central European Russia Journal of the Geological Society, Volume 179, Issue 5 (год публикации - 2022) https://doi.org/10.1144/jgs2021-135

2. Гаранкина Е.В., Лобков В.А., Шоркунов И.Г., Шеремецкая Е.Д., Шевченко В.А. Large-scale heterogeneity of mantle loams at Vladimir-Suzdal Opolie, Central European Russia CATENA, - (год публикации - 2022)

3. Куст П.Г., Макеев А.О., Лесовая С.Н., Милановский Е.Ю., Русаков А.В., Абросимов К.Н., Беляев В.Р., Рязанцев П.А. Polygenetic features in Retisols, formed in Moscow (Late Saalian) glacial till CATENA, Volume 214, July 2022, 106245 (год публикации - 2022) https://doi.org/10.1016/j.catena.2022.106245


Возможность практического использования результатов
не указано