Microbiomorphic analysis in the study of the pioneer environment of the Late Glacial: preliminary results of Kulikovo section (Sambian Peninsula, Kaliningrad oblast)

Cover Page

Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription Access

Abstract

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.

Full Text

Restricted Access

About the authors

А. А. Golyeva

Institute of Geography, RAS

Author for correspondence.
Email: olga.alex.druzhinina@gmail.com
Russian Federation, Moscow

О. А. Druzhinina

Herzen State Pedagogical University

Email: olga.alex.druzhinina@gmail.com
Russian Federation, St. Petersburg

References

  1. 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.
  2. 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-BA618
  3. 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.
  4. 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.).
  5. 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/hydrology10010011
  6. 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/biology12060821
  7. 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.
  8. 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.
  9. Geograficheskii atlas Kaliningradskoi oblasti [Geographical Atlas of the Kaliningrad Region]. Kaliningrad: KGU, TsNIT, 2002. 276 р.
  10. Golyeva 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.
  11. Golyeva 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.
  12. Golyeva 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.
  13. 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.12142
  14. 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/mcz064
  15. 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, no. 27, pp. 69–72.
  16. 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.
  17. 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-y
  18. 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.2020.41
  19. Rickard D. Sedimentary pyrite framboid size-frequency distributions: A meta-analysis. Palaeogeogr. Palaeoclimatol. Palaeoecol., 2019, vol. 522, pp. 62–75.
  20. Rudinskaya 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.).
  21. 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_10
  22. Subetto D.A. Donnye otlozheniya ozer: paleolimnologicheskie rekonstruktsii [Lake Sediments: Palaeolimnological Reconstructions]. St.-Petersburg: RGPU im. A.I. Gertsena, 2009. 348 p.
  23. Teller 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.2019.46
  24. 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.
  25. 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.
  26. 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.
  27. 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.
  28. 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.

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download
2. Rice. 1. Kulikovo section: (a) location of the research object on the map of the Kaliningrad region; (b) abrasion slope of the Sambian Peninsula; (c) Kulikovo section.

Download (1MB)
Indexing metadata
3. Rice. 2. Age model of the Kulikovo section.

Download (1MB)
Indexing metadata
4. Rice. 3. Comparative semi-quantitative content and distribution of organomineral microbiomorphs and microspherules: 3 – absolutely predominate; 2 – average content; 1 – low content (single); 0 – none.

Download (2MB)
Indexing metadata
5. Rice. 4. Diversity of phytolith morphotypes encountered: (a) ELONGATE ENTIRE; (b) SPHEROIDAL; (c) BLOCKY RESTANGULAR; (d) ACUTE BULBOSUS; (e) BULLIFORM FLABELLATE; (f) RONDEL CONICAL. The sizes of phytoliths in photographs vary from 2 to 10 μm.

Download (871KB)
Indexing metadata
6. Rice. 5. Diversity of morphotypes: (a)–(d) diatoms; (e), (f) sponge spicules. Object sizes 5–10 μm.

Download (989KB)
Indexing metadata
7. Rice. 6. Iron-enriched microspherules: (a), (b), (c), (f) framboids, Kulikovo section; (d) framboid, Hind section, Canada (Teller et al., 2019); (e) accumulation of framboids (Rickard, 2019); (g) microspherule, Kulikovo section; (h), (i), (k) microspherules associated with the Younger Dryas impact event, Hind section, Canada (Teller et al., 2019); (j) microspherule of cosmogenic genesis, Sasayama, Japan, impact event at the boundary of the Permian and Triassic periods (Miono et al., 1998); (m) microspherule, Pilauco section, Chile, Younger Dryas impact event (Pino et al., 2019). The sizes of microspherules in photographs vary from 5 to 40 μm.

Download (1MB)
Indexing metadata

Copyright (c) 2024 Russian Academy of Sciences

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».