Cechy sedymentologiczne i warunki depozycji osadów stożka akumulacyjnego w dolinie rzeki Sertejki (zachodnia Rosja)

• Authors: Piech Wiktor , Kittel Piotr , Mazurkevich Andrey , Pavlovskaia Elena , Kazakov Eduard , Teltevskaya Yulia , Błaszczyk Krzysztof , Kotrys Bartosz

Title variants

EN

Sedimentological features and depositional conditions of deposits of the accumulative fan in the Serteyka River valley (Western Russia)

• Languages of publication: PL EN

Abstracts

PL

Artykuł skupia się na analizie czynników klimatycznych i antropogenicznych wpływających na rozwój rozległego stożka akumulacyjnego powstałego w dolnym odcinku doliny rzeki Sertejki w zachodniej Rosji. W osadach budujących stożek rozpoznano kilka warstw osadów, tj. trzy serie deluwiów (dolna, środkowa i górna), proluwia, a także koluwia i diamikton rolny, które różnią się cechami tekstualnymi i strukturalnymi. Wykonano analizy uziarnienia i zestawiono cechy teksturalne badanych osadów stokowych: średnią średnicę ziaren, skośność, odchylenie standardowe, kurtozę. Następnie dokonano oraz omówiono relacje wybranych parametrów uziarnienia. Otrzymane wyniki wskazują na niewielką odmienność cech tekstualnych osadów budujących stożek w stosunku do materiału źródłowego. Deluwia dolne charakteryzują się bardzo słabo wykształconym laminowaniem i jasnobrunatnożółtą barwą, deluwia środkowe mają barwę brunatną, a wartości wskaźników teksturalnych są do siebie zbliżone. Znamienne dla deluwiów górnych jest subhoryzontalne warstwowanie. W tej warstwie notowane są również wahania wartości wskaźników teksturalnych. Diamikton rolny jest osadem zagęszczonym i masywnym, powstałym wskutek mieszania deluwiów górnych poprzez orkę. Wszystkie wyróżnione serie cechują się małą zawartością węglanu wapnia. Rozwój stożka rozpoczął się w trakcie pessimum Małej Epoki Lodowej wskutek zmian klimatu i zwiększenia liczby ulewnych deszczy oraz intensyfikacji antropopresji. Rozpoznano sześć zasadniczych etapów kształtowania badanej formy, które są wiązane głównie ze zmianami użytkowania terenu i wzrostem intensywności antropopresji na przestrzeni ostatnich 300 lat.

EN

The article focuses on the analysis of climatic and anthropogenic factors affecting the development of the accumulative fan in the lower sector of the Serteyka River valley in Western Russia. Within the fan deposits, several layers of sediments were identified, i.e. three units of deluvium (lower, central and upper), proluvium and also colluvium and tillage diamicton, which differ in textural and structural features. The grain size analysis was made and the textural features of the studied slope sediments were compared: mean grain diameter, skewness, standard deviation, kurtosis. Then, the relations of selected grain size parameters were interpreted. The obtained results indicate a rather small transformation of the accumulative fan in relations to the textural features of the source material. Lower deluvium is characterized by very weak lamination and light brown yellow color, the central deluvium has a brown color and the textual indicators are similar. Subhorizontal stratification is significant for the upper deluvium. This layer is characterized also by fluctuations in the value of sedimentological indices. Tillage diamicton is represented by thickened and massive sediment formed as a result of mixing of the upper deluvium by plowing. All featured series have a low content of calcium carbonate. The development of the fan began during the pessimum of the Little Ice Age due to climate change and an increase in the number of heavy rains, an also as a result of rising human impact. Six stages of the development of the studied relief form were identified, which are mainly associated with changes in land use and an increase in the intensity of anthropopression over the last 300 years.

Keywords

PL

osady stokowe; rozcięcia erozyjne; akumulacja osadów; antropopresja; Europa Wschodnia

EN

slope deposits; erosion cut; accumulation; human impact; Eastern Europe

• Publisher: Łódzkie Towarzystwo Naukowe, Stowarzyszenie
• Journal: Acta Geographica Lodziensia
• Year: 2018
• Volume: 107
• Pages: 215-238

Contributors

author

Piech Wiktor

• Uniwersytet Łódzki, Wydział Nauk Geograficznych, Katedra Geomorfologii i Paleogeografii

author

Kittel Piotr

• Uniwersytet Łódzki, Wydział Nauk Geograficznych, Katedra Geomorfologii i Paleogeografii

author

Mazurkevich Andrey

• Państwowe Muzeum Ermitażu

author

Pavlovskaia Elena

• Saint Petersburg State University, Faculty of Earth Sciences, Institute of Earth Sciences, Department of Geophysics

author

Kazakov Eduard

• Nansen International Environmental and Remote Sensing Center

author

Teltevskaya Yulia

• Saint Petersburg State University, Institute of Earth Sciences, Department of Cartography and Geoinformatics

author

Błaszczyk Krzysztof

• Muzeum Regionalne im. Stanisława Sankowskiego w Radomsku

author

Kotrys Bartosz

• Państwowy Instytut Geologiczny – Państwowy Instytut Badawczy, Oddział Pomorski

References

• Abramov L.S. 1972. Opisaniya prirody nashey strany: Razvitiye fiziko-geograficheskikh kharakteristik. Mysl'. Moskva.
• Belyaev V.R., Eremenko E.A., Panin A.V., Belyaev Y.R. 2005. Stages of Late Holocene gully development in the Central Russian Plain. International Journal of Sediment Research 20(3): 224-232.
• Bintliff J. 2002. Time, process and catastrophism in the study of Mediterranean alluvial history: a review. World Archaeology 33: 417-435.
• Blott S., Pye K. 2001. Gradistat: a grain size distribution and statistics package for the analysis of unconsolidated sediments. Earth Surface Processes and Landform 26: 1237-1248.
• Bronk Ramsey C. 2009. Bayesian analysis of radiocarbon dates. Radiocarbon 51(1): 337-360.
• Dotterweich M. 2008. The history of soil erosion and fluvial deposits in small catchments of Central Europe:
• Deciphering the long-term interaction between humans and the environment. Geomorphology 101: 192-208.
• Dotterweich M., Dreibrodt S. 2011. Past Land Use and Soil Erosion Processes in Central Europe. PAGES News 19(2): 49-51.
• Dotterweich M., Rodzik J., Zgłobicki W., Schmitt A., Schmidtchen G., Bork H.R. 2012. High resolution gully erosion and sedimentation processes, and land use changes since the Bronze Age and future trajectories in the Kazimierz Dolny area (Nałęczów Plateau, SE-Poland). Catena 95: 50-62.
• Dreibrodt S., Lomax J., Nelle O., Lubos C., Fischer P., Mitusov A., Reiss S., Radtke U., Nadeau M., Grootes P. M., Bork H.R. 2010. Are mid-latitude slopes sensitive to climatic oscillations? Implications from an Early Holocene sequence of slope deposits and buried soils from eastern Germany. Geomorphology 122: 351-369.
• Folk R.L., Ward W. 1957. Brazos River bar: A study in the significance of grain size parameters. Journal of Sedimentary Petrology 27: 3-26.
• Golosov V. 2002. Soil erosion and small river aggradation in Russia. Proceedings of 12th ISCO Conference, May 26-31, 2002. Tsinghua University Press, Beijing: 154-159.
• Golosov V., Ivanova N., Kurbanova S. 2017. Influence of agricultural development and climate changes on the drainage valley density of the southern half of the Russian Plain. International Journal of Sediment Research 32(1): 60-72.
• Gorlach A., Kalm V., Hang T. 2015. Thickness distribution of quaternary deposits in the formerly glaciated part of the East European plain. Journal of Maps 11(4): 625-635.
• Hildebrandt-Radke I. 2017. Rekonstrukcja środowiska przyrodniczego na podstawie analiz litologicznych i geochemicznych. W: M. Krzepkowski, M. Moeglich, P. Wroniecki (red.) Dzwonowo. Średniowieczne zaginione miasto. Tom I. Środowisko naturalne, zarys dziejów, badania nieinwazyjne. Muzeum Regionalne w Wągrowcu: 32-46.
• Jones P.D., Mann M.E. 2004. Climate over past millennia. Reviews of Geophysics 42(2): 1-42.
• Kalicki T., Alexandrovskiy A.L., Kittel P., Krupa J., Mazurkevich A., Pawłowski D., Płóciennik M., Stachowicz-Rybka R. 2015. From Lake Basins to River Valley, Late Vistulian and Holocene evolution of last glaciation area: Serteya Basin (Western Russia). International conference “Gradualism vs Catastrophism in Landscape Evolution”. Barnaul, Russia: 159-161.
• Kaplan J.O., Krumhardt K.M., Zimmermann M. 2009. The prehistoric and preindustrial deforestation of Europe. Quaternary Science Reviews 28: 3016-3034.
• Kittel P. 2014. Slope deposits as an indicator of anthropopressure in the light of research in Central Poland. Quaternary International 324: 34-55.
• Kittel P. 2016. Badania geoarcheologiczne pokrywy stokowej na stanowisku archeologicznym Szynkielew 11, gm. Pabianice. Acta Universitatis Lodziensis. Folia Geographica Physica 15: 25-35.
• Kittel P., Mazurkevich A., Dolbunova E., Kalicki T., Kulkova M., Pawłowski D., Płóciennik M., Stachowicz-Rybka R., Zaitseva G. 2016. Evolution of Lake Basins in the Serteya region (Western Russia) in the context of Neolithic settlement’s development. Proceedings of the International Conference ”Paleolimnology of Northern Eurasia Experience, Methodology, Current Status”. 22 – 27 August 2016, Yakutsk: 13-16.
• Kittel P., Mazurkevich A., Dolbunova E., Kazakov E., Mroczkowska A., Pavlovskaia E., Piech W., Płóciennik M., Sikora J., Teltevskaya Y., Wieckowska-Lüth M. 2018. Palaeoenvironmental reconstructions for the Neolithic pile-dwelling Serteya II site case study, Western Russia. Acta Geographica Lodziensia 107: 191-213.
• Klimczak R. 1988. Metoda obliczania objętości form wklęsłych i jej zastosowanie w geologii dynamicznej. Czasopismo Geograficzne 59(2): 201-208.
• Kondracki J. 1992. Fizycznogeograficzna regionalizacja republik Litewskiej i Białoruskiej w układzie dziesiętnym. Przegląd Geograficzny 64(3-4): 341-346.
• Kulkova M.A., Mazurkevich A.N., Dolukhanov P.M. 2001. Chronology and palaeoclimate of prehistoric sites in Western Dvina-Lovat’ area of North- Western Russia. Geochronometria 20: 87-94.
• Lang A. 2003. Phases of soil erosion-derived colluviation in the loess hills of South Germany. Catena 51: 209-221.
• Majewski M. 2017. Cechy uziarnienia deluwiów na tle osadów źródłowych na przykładzie zagłębień bezodpływowych w rejonie Łupawska (Pojezierze Zachodniopomorskie). Acta Geographica Lodziensia 106: 221-223.
• Marks L. 2016. Zmiany klimatu w holocenie. Przegląd Geologiczny 64(1): 59-65.
• Mazurkevich A.N., Korotkevich B.N., Dolukhanov P.M., Shukurov A.M, Arslanov Kh.A., Savel'eva L.A., Dzinoridze E.N., Kulkova M.A., Zaitseva G.I. 2009a. Climate, subsistence and human movements in the Western Dvina – Lovat River Basins. Quaternary International 203 (1-2): 52-66.
• Mazurkevich A., Hookk D., Fassbinder J. 2009b. Magnetometry and susceptibility prospecting on Neolithic- early Iron Age sites at Serteya, North-West Russia. ArcheoSciences Revue d’archeometrie, supplement 33: 81-85.
• Mazurkevich A., Kulkova M., Savel’eva L. 2012. Geoarchaeological issues of the Upper Dnieper - Western Dvina River region (Western Russia): fieldtrip guide. Geomorphic processes and geoarchaeology. International conference “From Landscape Archeology to Archaeotourism”, August 20-24, 2012. Moscow-Smolensk, Russia: 49-69.
• Mazurkevich A., Dolbunova E., Kittel P., Fassbinder J. W. E., Maigrot Y., Mroczkowska A., Płóciennik M., Sikora J., Słowiński M., Sablin M., Shirobkov I. 2017. Multi-disciplinary research on the Neolithic pile-dwelling Serteya II site (Western Russia) and the landscape reconstruction. W: A. Marciniak-Kajzer, A. Andrzejewski, A. Golański, S. Rzepecki, M. Wąs (red.) Nie tylko krzemienie – Not only flints. Instytut Archeologii Uniwersytetu Łódzkiego, Łódzka Fundacja Badań Naukowych, Stowarzyszenie Naukowe Archeologów Polskich Oddział w Łodzi, Łódź: 103-128.
• Mycielska-Dowgiałło E. 1995. Wybrane cechy teksturalne osadów i ich wartość interpretacyjna. W: E. Mycielska-Dowgiałło, J. Rutkowski (red.) Badania osadów czwartorzędowych. Wybrane metody i interpretacja wyników. Uniwersytet Warszawski, Warszawa: 29-90.
• Mycielska-Dowgiałło E., Ludwikowska-Kędzia M. 2011. Alternative interpretations of grains-size data from Quaternary deposits. Geologos 17(4): 189-203.
• Panin A.V., Fuzeina J.N., Belyaev V.R. 2009. Long-term development of Holocene and Pleistocene gullies in the Protva River basin, Central Russia. Geomorphology 1008(1-2): 71-91.
• Panin A., Fuzeina Y., Karevskaya I., Sheremetskaya E. 2011. Mid-Holocene gullying indicating extreme hydroclimatic events in the Centre of the Russian Pain. Geographica Polonica 84(1): 95-115.
• Pietrzak M. 2002. Geomorfologiczne skutki zmian użytkowania ziemi na Pogórzu Wiśnickim. Wyd. IGiGP, Uniwersytet Jagielloński.
• Poesen J. 2018. Soil erosion in the Anthropocene: Research needs. Earth Surface Processes and Landforms 43: 64-84.
• Sidorchuk A., Litvin L., Golosov V., Chernysh A. 2006. European Russia and Byelorus. W: J. Boardman, J. Poesen (red.) Soil Erosion in Europe. John Wiley & Sons: 73-93.
• Smolska E. 2003. Cechy deluwiów na przykładzie osadów stokowych pagórka w okolicy Łopuchowa na Pojezierzu Suwalskim. Prace i Studia Geograficzne 33: 45-57.
• Smolska E. 2005. Znaczenie spłukiwania w modelowaniu stoków młodoglacjalnych (na przykładzie Pojezierza Suwalskiego). Wydział Geografii i Studiów Regionalnych UW, Warszawa.
• Starkel L. 2005. Role of climatic and anthropogenic factors accelerating soil erosion and fluvial activity in Central Europe. Studia Quaternaria 22: 27-33.
• Stochlak J. 1996. Osady deluwialne nieodłączny efekt procesu spłukiwania i propozycja ich podziału. Ogólnopolskie sympozjum naukowe „Ochrona agroekosystemów zagrożonych erozją”, Puławy- Lublin-Zwierzyniec, 11-13 września 1996 r. Prace Naukowe, Część 2, Instytut Uprawy, Nawożenia i Gleboznawstwa, Puławy: 111-132.
• Szmańda J. 2011. Zapis warunków depozycji w uziarnieniu aluwiów pozakorytowych. Landform Analysis 18.
• Tarasov P.E., Savelieva L.A., Long T., Leipe C. 2018 (in press). Postglacial vegetation and climate history and traces of early human impact and agriculture in the present-day cool mixed forest zone of European Russia. Quaternary International https://doi.org/10.1016/j.quaint.2018.02.029
• Twardy J. 1995. Dynamika denudacji holoceńskiej strefie krawędziowej Wyżyny Łódzkiej. Acta Geographica Lodziensia 89.
• Twardy J. 2000. Deluwia neoholoceńskie – przykłady z Wyżyny Łódzkiej. Acta Geographica Lodziensia 78: 135-173.
• Twardy J. 2003. Cechy sedymentologiczne neoholoceńskich osadów stokowych na Wyżynie Łódzkiej i ich wartość interpretacyjna. Prace i Studia Geograficzne 33: 25-44.
• Twardy J. 2008. Transformacja rzeźby centralnej części Polski Środkowej w warunkach antropopresji. Wyd. UŁ, Łódź.
• Twardy J. 2011. Influences of man and climate changes on relief and geological structure transformation in Central Poland since the Neolithic. Geographia Polonica 84: 163-178.
• Twardy J. 2013. Pradziejowa kolonizacja małych dolin rzecznych środkowej Polski i jej konsekwencje dla rozwoju rzeźby. Landform Analysis 4: 97-106.
• Twardy J. 2017. Holoceńska ewolucja niecek i dolin denudacyjnych w okolicach Łodzi w świetle dotychczasowych badań. Acta Geographica Lodziensia 106: 17-30.
• Twardy J., Forysiak J., Kittel P. 2014. Evolution of vegetation, relief and geology in Central Poland under anthropopressure. W: E. Kobojek, T. Marszał (red.) Origin of relief of Central Poland and its anthropogenic transformation in Łódź University geographical research. Wyd. UŁ, Łódź: 57-94.
• Velichko A.A., Faustova M.A., Pisareva V.V., Gribchenko Yu.N., Sudakova N.G., Lavrentiev N.V. 2011. Glaciations of the East European Plain: Distribution and Chronology. Developments in Quaternary Science 15: 337-359.
• Visher G. S. 1969. Grain size distributions and depositional processes. Journal of Sedimentary Petrology 39: 1074-1106.
• Wicik B. 1993. Badania laboratoryjne w opracowaniach fizycznogeograficznych. W: A. Richling (red.) Metody szczegółowych badań geografii fizycznej. PWN, Warszawa: 28-36.
• Yeremeyev I.I. 2003. Rannesrednevekovyye pamyatniki u Velizhskikh porogov na Zapadnoy Dvine (k probleme rekonstruktsii marshrutov puti «iz varyag v greki), W: A.N. Mazurkenvich (red.) Drevnosti Podvin'ya: istoricheskiy aspekt. Izdatel'stvo Gosudarstvennogo Ermitazha, Sankt-Peterburg: 258-270.
• Zgłobicki W., Rodzik J., Superson J., Dotterwiech M., Schmitt A. 2014. Phases of gully erosion in the Lublin Upland and Roztocze region. Annales Universitatis Mariae Curie-Skłodowska, Sectio B 69(1): 149-162.