ИСТИНА

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.

The proposed project aims at developing and testing a universal methodological system for deciphering the complex memory of the interfluvial landscapes. Despite the fact that interfluvial areas occupy a larger part of the entire land surface [Rychagov, 2006], the sedimentary series of sea and ocean floor, deposits infilling river and lake basins, as well as glacial ice cores and tree rings are the main case study objects for global paleogeographic reconstructions. The obligatory property of these archives of paleogeographic information is rhythmic and hierarchically multi-scale horizontal stratification, where each successive layer (laminaset, bed, unit) has a characteristic accumulation (growth, exposure) time and is a successive element of the chronosequence. This type of memory is usually attributed as book-wise [Targulian, 1983, 2008]. Resembling in the first approximation type of record is also characteristic of a specific archive – the loess-soil formation of the Northern Hemisphere, which construct a significant part of interfluvial areas of accumulative plains in temperate and subtropical latitudes [Kukla & An, 1989; Velichko, 1990, 1997; Dodonov, 1991, 2001; Bronger et al., 1995; Bronger, 2003, etc.].However, the stratification of the loess-soil series has usually only one scale corresponding to the general rhythm of the climatically conditioned evolutionary stages of the “cold” biosphere [Makeev, 2009]. Deciphering soil and sedimentary memory in an increasing series of temporal resolutions inevitably encounters the problems of long-term subaerial exposure of soil and loess; repeatedly superimposed and destroyed records during the successive evolution of the interfluvial landscape, manifesting in soil polygenesis and deep diagenetic transformation of the entire sedimentary sequence. Such a paleoarchive has a low temporal, but significantly higher spatial resolution, which makes it crucial for restoring the parameters of a particular landscape in situ. Encountering such type of record usually referred to as palimpsest [Targulian, 1983, 2008] and typical for vast interfluvial areas, a problem of perusal of a unique history of continuous subaerial exogenesis arises especially acute. As the object for this Project, region of the last Middle Pleistocene glaciation at the Russian Plain center is chosen. The modern landscape is represented there by a complex and poorly studied in terms of spatial relations combination of the moraine, glaciofluvial, and limnoglacial plains, to varying degrees modified by superimposed, primarily erosion-accumulative and cryogenic, processes. Therefore, its glacial topography is morphologically much less clearly expressed than at the Valdai (Weichselian) glaciation zone northward. Although, concepts of glacial and postglacial processes contribution into the modern geomorphological landscape are developed only in the most generalized way. Moreover, the questionable age of a number of end-moraine formations, attributed to the Early Valdai (Early Weichselian) ice cover distribution by certain researchers, has not yet been finally established. The discordance between completeness of a stratified geological, soil and cryogenic chronicle in valley, gully and lake basins - on the one hand, and palimpsest paleopedogenic record of interfluves - on the other, remains unresolved, which makes it difficult to correlate events and depict the evolution of the landscape as a whole. The range of inheritance, the ratio of depth and density of the modern and ancient erosion networks penetrating the interfluves, the relationship of fluvial and cryogenic processes, especially during the relatively rapid cryolithozone degradation at the end of the Valdai (Weichselian) time, have not been sufficiently studied. Reconstruction of the interfluvial landscapes transformation is based on an integrated approach to study relief and land forming processes, sedimentary sequences and incorporated cryostructures and cryogenic horizons, as well as soil formation features to restore the relic landscapes for different time intervals, - in a unified system of approaches and methods, in a successive series of spatial scales and for different types of landscape memory. The original methodology of hierarchical morphogenetic research includes a complex application of morphological, physiochemical, and (radio)isotopic instrumental methods for the solid-phase organization investigation involving biomorphs associations determination techniques and detailed morphological and morphometric topography analysis using modern geodetic and remote sensing technologies for several key and control objects in a range of morphological resolutions from macro to micro and submicroscale. This will allow for the first time identifying the succession of stages of uplands landscape transformation during the Postglacial in its connection with the evolution of the Late Pleistocene soil and vegetation cover, the pulsatory history of the Valdai (Weichselian) cryolithozone, the incision-infill cycles of fluvial network and depressions of the initial glacial topography. In addition, a conceptual model of interfluvial morpho-, litho-, and pedogenesis for the last 150 kyr will be developed, implemented as a series of large-scale morphogenetic maps and schemes of the actual and buried surfaces for key areas. In the course of the Project, the creative team will compile and publish a database of radioisotope (14С - scintillation technique and acceleration mass spectrometry) and optically stimulated luminescent (OSL) estimated ages for various types of records and its carriers at the key sites of the interfluvial complex of the Moscow glaciation terminal zone. The results will be published in peer-reviewed periodics indexed in the RISC, Scopus and WoS systems, including the first quartile (Q1) journals. According to the work results (outside the implementation of this Project), the creative team plans to develop software – an application for mobile devices with online access to the created database allowing any user to work independently with organized information both remotely and directly in the field. Visualization and presentation system of the integrated interdisciplinary research data, including a database structure, a web-portal design, and a mobile application, is a universal product and can be used to organize the work results of research groups of a broad profile, conduct educational training, and popularize scientific knowledge.

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.