Вариабельность изотопного состава углерода (13С/12С) в почвах и культурных слоях геоархеологических памятников Русской равнины

Аннотация

Развивающаяся в последние годы практика применения изотопного анализа в археологических исследованиях, требует познания особенностей фракционирования изотопов в культурных слоях и погребенных почвах. Конструктивные свойства геоархеологических памятников обусловлены местным рельефом, климатом, растительностью, гидрологией ландшафтов, физическими и химическими свойствами почвообразующих и подстилающих пород, бытованием культур, и поэтому их изотопная подпись имеет сложный кумулятивный характер. Целью исследования стало изучение вариабельности изотопного состава углерода почв, пород и культурных слоев различных ландшафтных частей геоархеологических насыпей в разных природных зонах Русской равнины с позиций выявления общеклиматических трендов и вклада антропогенного фактора во фракционирования изотопов углерода. В качестве объектов исследования выбраны оборонительные валы Дмитровского Кремля (Московская область), Давыдовского городища (Тамбовская область), Водянского городища (Волгоградская область), некрополи археологических комплексов Жерено и Кветунь (Брянская область). Показано, что значительная вариабельность изотопного состава углерода характерна для почв и культурных слоев геоархеологических памятников разных природных зон и позволяет выявить этапы стабильного почвообразования на поверхности насыпей и этапы подсыпки сооружений. Изотопные отношения уменьшаются в гумусовых горизонтах дневных и погребенных почв. Увеличение изотопных отношений характерно для культурных слоев геоархеологических памятников во всех природных зонах и маркирует эпохи бытования культур, однако, механизмы этого процесса требуют дальнейших исследований. Несмотря на преимущественное распространение травяной растительности на дневной поверхности памятников, изотопная подпись погребенных почв отражает тип господствующей зональной растительности и через особенности типа фотосинтеза позволяет реконструировать особенности климата региона различных хроноэтапов существования объектов.

Литература

1.Александровский А.Л. Пирогенное карбонатообразование: результаты почвенно-археологических исследований //Почвоведение. № 5. 2007.
2.Андреев С.И., Разуваев Ю.Д. Исследование укреплений Давыдовского городища в 2011 г. // Вестн. ТГУ. 2012. Вып. 6 (110).
3.Вагапов И.М., Алексеев А.О. Магнитная восприимчивость в оценке пространственной и профильной неоднородности почв, обусловленная палеоэкологическими факторами // Известия РАН. Сер. географическая, 2015. № 5.
4.Герасимова М.И., Строганова М.Н., Можарова Н.В. и др. Антропогенные почвы: учебное пособие для бакалавриата и магистратуры. 2-е изд., испр. и доп. М., 2017.
5.Гольева А.А. Почвенные исследования средневековых валов Дмитрова, Ярославля и Ростиславля // Археология Подмосковья: материалы научного семинара. Вып. 5. М., 2009.
6.Евстигнеев О. И. Неруссо-Деснянское полесье: история природопользования. Брянск, 2009.
7.Иванов А.В., Яшков И.А., Грачев В.А. и др. Эволюционная урбанистика Поволжья и Прикаспия в музейном пространстве. Исследования сетей поселений в рамках проекта «Флотилия плавучих университетов». Путеводитель и каталог совместных экспозиций Музея естествознания Саратовского гос. техн. ун-та имени Ю.А. Гагарина и Музея землеведения Моск. гос. ун-та имени М. В. Ломоносова / М., 2020.
8.Ковалева Н.О., Добровольский Г.В. Изотопный состав углерода почв в диагностике изменений климата: состояние проблемы и вероятные сценарии. // Доклады по экологическому почвоведению, 2013, Т. 19, № 2.
9.Ковалева Н.О., Ковалев И.В. Лигниновые фенолы как биомаркеры палеорастительности // Почвоведение. № 9. 2015.
10.Ковалева Н.О., Канищев В.В., Тютерева О.И. и др. Гидрогеохимия ландшафтов Тамбовщины в историческое время // Вестн. Тамбовского ун-та. Сер. Естественные и технические науки. 2016. Вып. 1. Т. 21. http://vesnik.tsutmb.ru/rus; http://vesnik.tsutmb.ru/eng/).
11.Ковда И.В., Олейник С.А., Голубева Н.И. и др. Изменение изотопного состава углерода органического вещества и карбонатов почв в пределах слабого дрейфа климатических параметров // Известия РАН. Сер. географическая. 2011. № 2.
12.Макаров М.И., Малышева Т.И., Бузин И.С., и др. К вопросу об использовании стабильных изотопов углерода в почвах как индикатора изменений климата и растительности // Материалы IV Всероссийской научной конференции «Динамика современных экосистем в голоцене». Товарищество научных изданий КМК. М., 2016.
13.Моргун Е.Г., Ковда И.В., Рысков Я.Г. и др. Возможности и проблемы использования методов геохимии стабильных изотопов углерода в почвенных исследованиях (обзор литературы) // Почвоведение. 2008. № 3.
14.Падин В.А. Среднее Подесенье (Трубчевская округа) в VI–V вв. до н.э. — X–XII вв. н.э., по материалам археологических исследований // Очерки про истории археологии Брянской области. Вып. 2. Брянск. 2004.
15.Падин В.А. Курганы эпохи бронзы около Трубчевска // Советская археология. 1963. № 1.
16.Смирнов А.С. Неолитические стоянки Жеренских озер // Советская археология. 1982. № 3.
17.Тиунов А.В. Стабильные изотопы углерода и азота в почвенно-экологических исследованиях // Известия РАН. Сер. биологическая. 2007. № 4.
18.Эволюция почв и почвенного покрова. Теория, разнообразие природной эволюции и антропогенных трансформаций почв. М., 2015.
19.Энговатова А.В., Добровольская М.В., Зайцева Г.И. "Kремлевская диета" древнерусского города (по изотопным данным) // Краткие сообщения Института археологии, Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт археологии Российской академии наук (Москва). 2015. № 237.
20.Юдович Я.Э., Кетрис М.П.  Соотношение изотопов углерода в стратисфере и биосфере: четыре сценария // Биосфера. 2010. № 4.
21.Яворская Л.В., Антипина Е.Е., Энговатова А.В., Зайцева Г.И. Стабильные изотопы углерода и азота в костях домашних животных из трех городов Европейской части России: первые результаты и интерпретации // Вестн. Волгоградского гос. ун-та. Сер. 4. История. 2015. № 1 (31).
22.Farquhar G.D., Ehleringer J.R., Hubick K.T. Carbon isotope discrimination and photosynthesis. //Ann. Rev. Plant Physiol. Plant Mol. Biol. 1989. Vol. 40.
23.Kögel I.  Estimation and decomposition pattern of the lignin component in forest soil // Soil Biol. Biochem. 1986. № 18.