sergeogrИзвестия Российской академии наук. Серия географическаяIzvestiya Rossiiskoi Akademii Nauk. Seriya Geograficheskaya2587-55662658-697510.31857/S2587556624010078GLCKXVsergeogr-2624Research ArticleЭволюция природных системEvolution of Natural SystemМикробиоморфный анализ в изучении позднеледниковой природной среды: предварительные результаты исследования разреза Куликово (Самбийский полуостров, Калининградская область)Microbiomorphic Analysis in the Study of the Pioneer Environment of the Late Glacial: Preliminary Results of Kulikovo Section (Sambian Peninsula, Kaliningrad Oblast)ГольеваА. А.GolyevaA. A.

Москва

Moscow

ДружининаО. А.DruzhininaO. A.

Санкт-Петербург

St. Petersburg

olga.alex.druzhinina@gmail.comИнститут географии РАНРоссияInstitute of Geography, RASRussian FederationРоссийский государственный педагогический университет им. А.И. ГерценаРоссияHerzen State Pedagogical UniversityRussian Federation2024161020248817789Copyright © Гольева А.А., Дружинина О.А., 20242024Гольева А.А., Дружинина О.А.Golyeva A.A., Druzhinina O.A.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://izvestia.igras.ru/jour/article/view/2624

Статья посвящена предварительным результатам исследования разреза Куликово (Самбийский полуостров, Калининградская область, Россия), вскрывающего отложения одного из позднеплейстоценовых палеоводоемов. Разрез представлен алевритами с прослойками торфа. Уникальность разреза обусловлена его хорошей сохранностью. В то время как большая часть палеоводоемов, существовавших вдоль побережья Балтийского моря, впоследствии была разрушена в ходе голоценовых морских трансгрессий и регрессий, обнаруженные отложения предоставляют возможность детального изучения природной среды позднеледниковья юго-восточной части побережья Балтийского моря во временном интервале от среднего до позднего дриаса (~14200–12500 кал. л. н.). Впервые для региона данный тип отложений исследован методом микробиоморфного анализа. При этом решались две основные задачи: оценить информативность метода применительно к позднеледниковым отложениям палеоводоемов и получить дополнительные локальные данные о растительности и окружающей среде позднеледниковья. Первый этап изучения разреза показал высокую информативность метода. Получены сведения о составе микробиоморфных спектров позднеледниковых водных отложений. Он включает в себя 4 основных категории микробиоморф: фитолиты растений, панцири диатомовых водорослей, спикулы губок, растительный детрит. В отдельную группу выделены сферулы, обогащенные железом (Fe). На основании имеющихся предварительных результатов можно сделать вывод о неоднократной смене гидрологических условий на прилегающей территории, выразившейся в изменении проточности водоема. Получены также данные о растительных сообществах, окружавших палеоводоем: они были представлены тростниковыми зарослями, луговой и лесной растительностью, включая хвойные деревья. Последний факт особенно важен при решении дискуссионного вопроса о распространении древесных пород на освобожденных от ледника пространствах. Обнаружение железистых сферул в отложениях Куликово имеет существенное значение для дальнейшего исследования влияния импактных событий на природу позднеледниковья.

The article is devoted to the preliminary results of the study of the Kulikovo section (Sambian Peninsula, Kaliningrad oblast, Russian Federation), where deposits of one of the Late Pleistocene palaeobasins are exposed. The uniqueness of the section is due to its good preservation: while most of the postglacial basins that existed along the Baltic coast were subsequently destroyed during the Holocene marine transgressions and regressions, the deposits of the Kulikovo section, represented by silt with peat interlayers, provide an opportunity for a detailed study of the palaeoenvironment of the southeastern Baltic during the Middle to Younger Dryas (~14200–12500 cal BP). For the first time in the Baltic region, this type of deposits has been studied by microbiomorphic analysis. The aim of the analysis was to evaluate the informative potential of the method in relation to Late Glacial palaeobasin deposits and to obtain additional local data on Late Glacial vegetation and environment. The first phase of the study of the section showed the high informative value of the method. Data were obtained on the microbiomorphic composition of the Late Glacial water sediments. It includes 4 main categories of microbiomorphs: phytoliths, diatom shells, sponge spicules and plant detritus. Fe-rich spherules were also detected in the sediments. The analysis provided information on the plant communities surrounding the paleobasin, represented by reed communities, meadow and forest vegetation, including coniferous trees. The latter is an important point in the discussion about the presence of trees in the ice-free areas. A repeated change in hydrological conditions in the adjacent area was also noted, expressed in a change in the flow rate of the basin. Further study of the Fe-rich nodules in the Kulikovo sediments is important with regard to “impact events” and their role in the dynamics of the Late Glacial environment.

микробиоморфыфитолитыжелезистые микросферулыпозднеледниковьепостледниковый водоемmicrobiomorphsphytolithsFe-rich spherulesLate Glacialpostglacial basinИсследование выполнено при финансовой поддержке Российского научного фонда, проект № 22-17-00113 “Критические рубежи и палеоклиматические события позднего плейстоцена и голоцена и их роль в формировании природно-культурных ландшафтов юго-восточной Прибалтики”.The work was supported by the Russian Science Foundation, project 22-17-00113 (https://rscf.ru/ project/22-17-00113).ReferencesБлажчишин А.И. Палеогеография и эволюция позднечетвертичного осадконакопления в Балтийском море. Калининград, 1998. 160 с.Andronikov A., Rudnickaite E., Lauretta D., Andronikova I., Kaminskas D., Sinkunas P., Melesyte M. Geochemical evidence of the presence of volcanic and meteoritic materials in Late Pleistocene Lake sediments of Lithuania. Quat. Int., 2015, no. 386, pp. 18–29.Географический атлас Калининградской области. Калининград: КГУ, ЦНИТ, 2002. 276 с.Blaauw M., Christen J.A. Flexible paleoclimate age-depth models using an autoregressive gamma process. Bayesian Anal., 2011, vol. 6, no. 3, pp. 457–474. https://doi.org/10.1214/11-BA618Гольева А.А. Фитолиты и их информационная роль в изучении природных и археологических объектов. Сыктывкар: Элиста, 2001. 200 с.Blazhchishin A.I. Paleogeografiya i evolyutsiya pozdnechetvertichnogo osadkonakopleniya v Baltiiskom more [Paleogeography and Evolution of Late Quaternary Sedimentation in the Baltic Sea]. Kaliningrad, 1998. 160 p.Гольева А.А. Микробиоморфные комплексы природных и антропогенных ландшафтов: Генезис, география, информационная роль. М.: Изд-во ЛКИ, 2008. 240 с.Druzhinina O.A. On the prospects for using the method of phytolith analysis in paleolimnology. Estestv. Tekhn. Nauki, 2020, no. 3, pp. 139–142. (In Russ.).Дружинина О.А. О перспективах применения метода фитолитного анализа в палеолимнологии // Естественные и технические науки. 2020. № 3. С. 139–142.Druzhinina O., Napreenko M., Napreenko-Dorokhova T., Golyeva A., Bashirova L. Water Level Fluctuations in the Middle and Late Holocene in the Curonian Lagoon, Southeastern Baltic: Results of the Macrofossil and Phytolith Analyses. Hydrology, 2023, vol. 10, no. 1, art. 11. https://doi.org/10.3390/hydrology10010011Дружинина О.А., Шварев С.В., Кротова-Путинцева А.Е., Сходнов И.Н. Палеогеография юго-восточной Прибалтики. Путеводитель. Полевой семинар рабочей группы Перибалтик, 18–22 июля 2023. Калининград: Страж Балтики, 2023. 78 с.Druzhinina O., Rudinskaya A., Filippova K., Lazukova L., Lavrova N., Zharov A., Skhodnov I., Burko A., van den Berghe, K. The Bølling–Allerød Transition in the Eastern Baltic: Environmental Responses to Climate Change. Biology, 2023, vol. 12, no. 6, art. 821. https://doi.org/10.3390/biology12060821Рудинская А.И., Филиппова К.Г., Лазукова Л.И., Дружинина О.А., Бурко А.А., Сходнов И.Н. Новые данные о строении и условиях формирования отложений разреза Куликово (Самбийский полуостров, Калининградская область) // Рельеф и четвертичные образования Арктики, Субарктики и Северо-запада России. 2022. № 9. С. 348–351.Druzhinina O.A., Shvarev S.V., Krotova-Putintseva A.E., Skhodnov I.N. Paleogeografiya yugo-vostochnoi Baltiki. Putevoditel’. Polevoi seminar rabochei gruppy Peribaltik, 18–22 iyulya 2023 [Palaeogeography of the South-Eastern Baltic Region. Guide. Field Workshop of the Peribaltics Working Group, July 18–22, 2023]. Kaliningrad: Strazh Baltiki Publ., 2023. 78 р.Субетто Д.А. Донные отложения озер: палеолимнологические реконструкции. СПб.: РГПУ им. А.И. Герцена, 2009. 348 c.Firestone R.B., West A., Kennett J.P., Becker L., Bunch T.E., Revay Z.S., et al. Evidence for an extraterrestrial impact 12,900 years ago that contributed to the megafaunal extinctions and the Younger Dryas cooling. Proc. Nat. Acad. Sci. USA, 2007, vol. 104, no. 41, pp. 16016–16021.Andronikov A., Rudnickaite E., Lauretta D., Andronikova I., Kaminskas D., Sinkunas P., Melesyte M. Geochemical evidence of the presence of volcanic and meteoritic materials in Late Pleistocene lake sediments of Lithuania // Quat. Int. 2015. № 386. Р. 18–29.Geograficheskii atlas Kaliningradskoi oblasti [Geographical Atlas of the Kaliningrad Region]. Kaliningrad: KGU, TsNIT, 2002. 276 р.Blaauw M., Christen J.A. Flexible paleoclimate age-depth models using an autoregressive gamma process // Bayesian Anal. 2011. Vol. 6. № 3. Р. 457–474. https://doi.10.1214/11-BA618Golyeva A.A. Fitolity i ikh informatsionnaya rol’ v izuchenii prirodnykh i arkheologicheskikh ob’’ektov [Phytoliths and Their Informational Role in the Study of Natural and Archaeological Objects]. Syktyvkar: Elista Publ., 2001. 200 p.Druzhinina O., Rudinskaya A., Filippova K., Lazukova L., Lavrova N., Zharov A., Skhodnov I., Burko A., van den Berghe K. The Bølling–Allerød Transition in the Eastern Baltic: Environmental Responses to Climate Change // Biology. 2023. Vol. 12. № 6. Art. 821. https://doi.10.3390/biology12060821Golyeva A. Various phytolith forms as bearers of different kinds of ecological information. In Plants, People and Places: Recent Studies in Phytolithic Analysis. Madella M., Zurro D., Eds. UK: Oxbow Books, 2007, pp. 107–203.Druzhinina O., Napreenko M., Napreenko-Dorokhova T., Golyeva A., Bashirova L. Water Level Fluctuations in the Middle and Late Holocene in the Curonian Lagoon, Southeastern Baltic: Results of the Macrofossil and Phytolith Analyses // Hydrology. 2023. Vol. 10. № 1. Art. 11. https://doi.10.3390/hydrology10010011Golyeva A.A. Mikrobiomorfnye kompleksy prirodnykh i antropogennykh landshaftov: Genezis, geografiya, informatsionnaya rol’ [Microbiomorphic Complexes of Natural and Anthropogenic Landscapes: Genesis, Geography, Informational Role]. Moscow: LKI Publ., 2008. 240 p.Firestone R.B., West A., Kennett J.P., Becker L., Bunch T.E., Revay Z.S., et al. Evidence for an extraterrestrial impact 12.900 years ago that contributed to the megafaunal extinctions and the Younger Dryas cooling // Proc Natl Acad Sci USA. 2007. Vol. 104. № 41. Р. 16016–16021.Hughes A.L.C., Gyllencreutz R., Lohne Ø.S., Mangerud J., Svendsen J.I. The last Eurasian ice sheets – a chronological database and time-slice reconstruction, DATED-1. Boreas, 2016, vol. 45, no. 1, pp. 1–45. https://doi.org/10.1111/bor.12142Golyeva A. Various phytolith forms as bearers of different kinds of ecological information / M. Madella, D. Zurro (Eds.). Plants, People and Places: Recent Studies in Phytolithic Analysis. UK: Oxbow Books, 2007. P. 107–203.International Committee for Phytolith Taxonomy (ICPT). International Code for Phytolith Nomenclature (ICPN) 2.0. Ann. Bot., vol. 124, no. 2, pp. 189–199. https://doi.org/10.1093/aob/mcz064Hughes A.L.C., Gyllencreutz R., Lohne Ø.S., Mangerud J., Svendsen J.I. The last Eurasian ice sheets – a chronological database and time-slice reconstruction, DATED-1. Boreas, 2015. https://doi.10.1111/bor.12142Kabailiné M. The Baltic Ice Lake and Yolda Sea stages, based on data from diatom analysis in the Central, South-Eastern and Eastern Baltic. Quat. Int., 1995, no. 27, pp. 69–72.International Committee for Phytolith Taxonomy (ICPT). International code for phytolith nomenclature (ICPN) 2.0 // Annals of Botany. 2019. Vol. 124. № 2. P. 189–199.Miono Sh., Detre Cs., Berczi S., Don G., Dosztály L., Solt P., Tóth I., Uzonyi I., Lukács B. Permo-Triassic Boundary cosmic spherule layers in Eurasia. In Conf. Proc.: LPSC. Vol. 29. Houston, 1998, 89 p.Kabailiné M. The Baltic Ice Lake and Yolda Sea stages, based on data from diatom analysis in the Central, South-Eastern and Eastern Baltic // Quat. Int. 1995. № 27. Р. 69–72.Pino M., Abarzúa A., Astorga G., Martel-Cea A., Cossio-Montecinos N., Navarro R.X., et al. Sedimentary record from Patagonia, southern Chile supports cosmic-impact triggering of biomass burning, climate change, and megafaunal extinctions at 12.8 ka. Sci. Rep., 2019, no. 9, art. 4413. https://doi.org/10.1038/s41598-018-38089-yMiono Sh., Detre Cs., Berczi S., Don G., Dosztály L., Solt P., Tóth I., Uzonyi I., Lukács B. Permo-Triassic Boundary cosmic spherule layers in Eurasia. Conference Proceedings: Lunar and Planetary Science Conference. Houston, 1998. Vol. 29. Р. 89.Reimer P., Austin W.E.N., Bard E., et al. The IntCal20 Northern Hemisphere radiocarbon age calibration curve (0–55 cal kBP). Radiocarbon, 2020, vol. 62, no. 4, pp. 725–757. https://doi.org/10.1017/RDC.2020.41Pino M., Abarzúa A., Astorga G., Martel-Cea A., Cossio-Montecinos N., Navarro R.X., et al. Sedimentary record from Patagonia, southern Chile supports cosmic-impact triggering of biomass burning, climate change, and megafaunal extinctions at 12.8 ka // Nature. 2019. № 9. Р. 4413.Rickard D. Sedimentary pyrite framboid size-frequency distributions: A meta-analysis. Palaeogeogr. Palaeoclimatol. Palaeoecol., 2019, vol. 522, pp. 62–75.Reimer P., Austin W.E.N., Bard E., et al. The IntCal20 Northern Hemisphere radiocarbon age calibration curve (0–55 cal kBP) // Radiocarbon. 2020. Vol. 62. № 4. Р. 725–757. https://doi.10.1017/RDC.2020.41Rudinskaya A.I., Filippova K.G., Lazukova L.I., Druzhinina O.A., Burko A.A., Skhodnov I.N. New data on the structure and conditions of formation of deposits of the Kulikovo section (Sambian Peninsula, Kaliningrad region). Rel’ef Chetvert. Obrazov. Arktiki, Subarktiki Sev.- Zap. Ross., 2022, no. 9, pp. 348–351. (In Russ.).Rickard D. Sedimentary pyrite framboid size-frequency distributions: A meta-analysis // Palaeogeography, Palaeoclimatology, Palaeoecology. 2019. Vol. 522. Р. 62–75.Sivkov V., Dorokhov D., Ulyanova M. Submerged Holocene Wave-Cut Cliffs in the South-eastern Part of the Baltic Sea: Reinterpretation Based on Recent Bathymetrical Data. In The Baltic Sea Basin. Harff J., Ed. Berlin, Heidelberg: Springer, 2011, pp. 203–217. https://doi.org/10.1007/978-3-642-17220-5_10Sivkov V., Dorokhov D., Ulyanova M. Submerged Holocene Wave-Cut Cliffs in the South-eastern Part of the Baltic Sea: Reinterpretation Based on Recent Bathymetrical Data. In The Baltic Sea Basin / J. Harff (Ed.). Berlin/ Heidelberg: Springer, 2011. P. 203–217. https://doi.10.1007/978-3-642-17220-5_10Subetto D.A. Donnye otlozheniya ozer: paleolimnologicheskie rekonstruktsii [Lake Sediments: Palaeolimnological Reconstructions]. St.-Petersburg: RGPU im. A.I. Gertsena, 2009. 348 p.Teller J., Boyd M., Le Compte M., Kennett J., West A., Telkaf A., Diaz A., Adedeji V., Batchelor D., Mooney C., Garcia R. A multi-proxy study of changing environmental conditions in a Younger Dryas sequence in southwestern Manitoba, Canada, and evidence for an extraterrestrial event // Quat. Res. 2019. Р. 1–28. https://doi.10.1017/qua.2019.46Teller J., Boyd M., Le Compte M., Kennett J., West A., Telkaf A., et al. A multi-proxy study of changing environmental conditions in a Younger Dryas sequence in southwestern Manitoba, Canada, and evidence for an extraterrestrial event. Quat. Res., 2019, pp. 1–28. https://doi.org/10.1017/qua.2019.46Uścinowicz S. An Outline of the History of the Baltic Sea. In: Geochemistry of Baltic Sea surface sediments, 2nd ed. / S. Uścinowicz (Ed.). Warsaw, 2011. Р. 70–73.Uścinowicz S. An Outline of the History of the Baltic Sea. In Geochemistry of Baltic Sea surface sediments. Uścinowicz S., Ed. Warsaw, 2011, pp. 70–73.West A., Bunch T., Lecompte M., Adedeji V., Moore C., Wolbach W. Evidence from Pilauco, Chile Suggests a Catastrophic Cosmic Impact Occurred Near the Site 12.800 Years Ago / M. Pino, G.A. Astorga (Eds.). Pilauco: A Late Pleistocene Archaeo-paleontological Site, The Latin American Studies Book Series, Springer Nature Switzerland AG, 2020. Р. 249–270.West A., Bunch T., Lecompte M., Adedeji V., Moore C., Wolbach W. Evidence from Pilauco, Chile Suggests a Catastrophic Cosmic Impact Occurred Near the Site ~12,800 Years Ago. In Pilauco: A Late Pleistocene Archaeo-paleontological Site. Pino M., Astorga G.A., Eds. Switzerland: Springer Nature, 2020, pp. 249–270.Wittke J.H., Weaver J.C., Bunch T.E., Kennett J.P., Kennett D.J., Moore A.M.T., et al. Evidence for deposition of 10 million tonnes of cosmic impact spherules across four continents 12.800 years ago // Proc. Nat. Acad. Sci. USA. 2013. Vol. 110. № 23. Р. E2088–E2097.Wittke J.H., Weaver J.C., Bunch T.E., Kennett J.P., Kennett D.J., Moore A.M.T., et al. Evidence for deposition of 10 million tonnes of cosmic impact spherules across four continents 12,800 years ago. Proc. Nat. Acad. Sci. USA, 2013, vol. 110, no. 23, pp. E2088–E2097.Wolbach W., Ballard J., Mayewski P., Kurbatov A., Bunch T., Le Compte M., et al. Extraordinary Biomass-Burning Episode and Impact Winter Triggered by the Younger Dryas Cosmic Impact 12.800 Years Ago: A Reply // The J. of Geology. 2020. Vol. 128. Р. 1–20.Wolbach W., Ballard J., Mayewski P., Kurbatov A., Bunch T., Le Compte M., et al. Extraordinary Biomass-Burning Episode and Impact Winter Triggered by the Younger Dryas Cosmic Impact ~12,800 Years Ago: A Reply. J. Geol., 2020, vol. 128, pp. 1–20.Yost С., Jackson L.J., Stone J.R., Cohen A.S. Subdecadal phytolith and charcoal records from Lake Malawi, East Africa imply minimal effects on human evolution from the ~74 ka Toba supereruption // J. of Human Evolution. 2018. Vol. 116. P. 75–94.Yost С., Jackson L.J., Stone J.R., Cohen A.S. Subdecadal phytolith and charcoal records from Lake Malawi, East Africa imply minimal effects on human evolution from the ~74 ka Toba supereruption. J. Hum. Evol., 2018, vol. 116, pp. 75–94.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.