EVOLUTION OF ENVIRONMENTAL AND CLIMATIC CONDITIONS WITHIN THE TEREK-KUMA LOWLAND DURING THE PLEISTOCENE

The article deals with paleogeography and stratigraphy of the Pleistocene in the Terek-Kuma Lowland, a most arid region ofRussia(north-western part of the Caspian Lowland or the Eastern Cis-Caucasus). The results of detailed palinological, paleomagnetic and microteriologic examination of the Otkaznoye reference sequence (theMiddleKumaRivervalley) are for the first time analyzed in an integrated manner. The reference sequence composed of loess-soil, alluvial and proluvial-alluvial strata is unique in its depth (about160 m) and stratigraphical completeness. As a result of its detailed climatic-stratigraphic subdivision the paleoclimatic stages were reconstructed and correlated with marine isotope stages. Climate and landscape changes and successions of plant formations within the Terek-Kuma Lowland during all ice ages and interglacial periods of the Middle and Late Pleistocene, as well as several stages of the Early Pleistocene, are described. The results of detailed palinological analysis of a deepest loess-soil sequence in Northern Eurasia, the reconstruction of landscape-climatic conditions of soil formation and loess accumulation during the Pleistocene and the climatic-stratigraphic schemes have no analogues in foreign scientific publications dealing with paleogeography and stratigraphy of loesssoil strata in loess areas of North and South America, Western and central Europe, Central Asia and China.

1. Балаев Л.Г., Царев П.В. Лёссовые породы Центрального и Восточного Предкавказья. М.: Наука, 1964. 248 с. Balayev L.G., Tsarev P.V. L’ossovyye porody Central’nogo i Vostochnogo Predkavkaz’ya [Loess sediments of the Central and Eastern Caucasian forelands], Moscow, Nauka, 1964. 248 p. (in Russian).

2. Болиховская Н.С. Эволюция лёссово-почвенной формации Северной Евразии. М.: Изд-во Моск. ун-та, 1995. 270 с. Bolikhovskaya N.S. 1995. Evol’utsiya l’ossovo-pochvennoj formatsii Severnoj Evrazii [The Evolution of Loess-Paleosol Formation of Northern Eurasia], Moscow Izdatel’stvo Moskowskogo Universiteta, 270 p. (in Russian).

3. Болиховская Н.С. Основные этапы развития растительности и климата в плейстоцене // География, общество, окружающая среда. Т. 1. Структура, динамика и эволюция природных геосистем. Гл. 3.6. М.: ГЕОС, 2004. С. 561–582. Bolikhovskaya N.S. Osnovnyye etapy razvitiya rastitel’nosti i klimata v plejstocene [Principal stages of vegetation and climate evolution during the Pleistocene]. Geografiya, obschestvo, okruzhayuschaya sreda. Vol. 1. Struktura, dinamika i evol’utsiya prirodnykh geosistem. Gl. 3.6, Moscow: GEOS, 2004, pp. 561–582 (in Russian).

4. Болиховская Н.С., Молодьков А.Н. К корреляции континентальных и морских четвертичных отложений Северной Евразии по палинологическим данным и результатам ЭПР датирования // Актуальные проблемы палинологии на пороге третьего тысячелетия. М.: Изд. ИГиРГИ, 1999. С. 25–53. Bolikhovskaya N.S., Molodkov A.N. K korrelyatsii kontinental’nyh i morskih chetvertichnykh otlozhenij Severnoj Evrazii po palinologicheskim dannym i rezul’tatam EPR datirovaniya [On the correlation of the Quarternary continental and marine sediments of the Northern Eurasia by pollen data and results of ESR dating], Aktual’nyye problemy palinologii na poroge tret’yego tysyacheletiya. Moscow: Izdanie IGiRGI, 1999, pp. 25–53 (in Russian).

5. Вирина Е.И., Ударцев В.П., Фаустов С.С., Чернова Л.М. Палеомагнитная стратиграфия лёссовых отложений Предкавказья // Четвертичный период: методы исследования, стратиграфия и экология: Тез. VII Всесоюз. сов. Т. 1. Таллин: Изд. ин-та геологии АН Эстонии, 1990. С. 120–121. Virina YE.I., Udartsev V.P., Faustov S.S., Chernova L.M. Paleomagnitnaya stratigrafiya l’ossovykh otlozhenij Predkavkaz’ya [Paleomagnetic stratigraphy of loess sediments of the Caucasian forelands]. Chetvertichnyj period: metody issledo vaniya, stratigrafiya i ekologiya. Tezisy VII Vses. Sovesch, Tallinn: Izdanie Instituta geologii AN Estonii, 1990, V. 1, pp. 120–121 (in Russian).

6. Гвоздецкий Н.А. Кавказ. Очерк природы. М.: Географгиз, 1963. 264 с. Gvozdetskij N.A. Kavkaz. Ocherk prirody [Caucasus: a sketch of the nature], Moscow: Geografgiz, 1963, 264 p. (in Russian).

7. Маркова А.К. Реконструкция палеоландшафтов лихвинского межледниковья по материалам фаун мелких млекопитающих Восточной Европы // Изв. РАН. Сер. геогр. 2004. № 2. С. 39–51. Markova A.K. Rekonstruktsiya paleolandshaftov likhvinskogo mezhlednikov’ya po materialam faun melkih mlekopitayuschikh Vostochnoj Evropy [Likhvin Interglacial palaeolandscape reconstruction by the materials of Eastern European small mammal faunas], Izvestiya RAN, Seriya geograficheskaya, 2004, no 2, pp. 39–51 (in Russian).

8. Маркова А.К., ван Кольфсхотен Т., Бохнкке Ш. и др. Эволюция экосистем Европы при переходе от плейстоцена к голоцену (24–8 тыс. л. н.). М.: Изд-во КМК, 2008. 556 с. Markova A.K., van Kol’fskhoten T., Bohnkke Sh., Kosintsev P.A., Mol I., Puzachenko A.U., Simakova A.N., Smirnov N.G., Verpoorte A., Golovachev I.B. Evol’utsiya ekosistem Evropy pri perehode ot plejstocena k golotsenu (24–8 tys. l. n.) [Evolution of European ecosystems during Pleistocene — Holocene transition (24–8 kyr BP)], Izdatel’stvo KMK, 2008, 556 p. (in Russian).

9. Молодьков А.Н., Болиховская Н.С. Климато-хроностратиграфическая схема неоплейстоцена Северной Евразии (по данным палинологического, ЭПР и ИК-ОСЛ анализов отложений) // Проблемы палеогеографии и стратиграфии плейстоцена. Вып. 3: Мат-лы Всеросс. науч. конф. “Марковские чтения 2010 года”. М., 2011. C. 44–76. Molodkov A.N., Bolikhovskaya N.S. Klimato-khronostratigraficheskaya skhema neoplejstocena Severnoj Evrazii (po dannym palinologicheskogo, EPR i IK-OSL analizov otlozhenij) [Climato-chronostratigraphic framework of the Neopleistocene of Northern Eurasia, based on pollen, electron spin resonance, and infrared optically stimulated luminescence analyses of deposits]. Problemy paleogeografii i stratigrafii plejstotsena. V. 3. Sbornik nauchnykh statej. Materialy Vserossijskoj nauchnoj konferencii “Markovskiye chteniya 2010 goda”, Moscow, Geograficheskij fakul’tet MGU, 2011, pp. 44–76 (in Russian).

10. Морозов Д.Р. Микроморфологические особенности плейстоценового почвообразования Восточного Предкавказья // Бюлл. Почв. ин-та имени В.В. Докучаева. 1989. № 51. С. 21–24. Morozov D.R. Mikromorfologicheskiye osobennosti plejstotsenovogo pochvoobrazovaniya Vostochnogo Predkavkaz’ya [Micromorphological features of Pleistocene soil formation in the Eastern Cis-caucasia], B’ull. Pochv. Instituta im. V.V. Dokuchayeva, 1989, no 51, pp. 21–24 (in Russian).

11. Морозов Д.Р., Тимирева С.Н., Чиколини Н.И. Свойства лёссово-почвенной толщи ключевого участка “Отказное” (Восточное Предкавказье) в связи с палеогеографическими условиями их образования // Инженерная геология лёссовых пород: Тез. докл. Всесоюз. сов. Кн. 2. Ростов н/Д, 1989. С. 105–107. Morozov D.R., Timireva S.N., Chikolini N.I. Svojstva l’ossovo-pochvennoj tolschi kl’uchevogo uchastka “Otkaznoye” (Vostochnoye Predkavkaz’ye) v svyazi s paleogeograficheskimi usloviyami ikh obrazovaniya [Properties of loesssoil strata in key site “Otkaznoye” (Eastern Ciscaucasia) in connection with the paleogeographic conditions of their formation]. Inzhenernaya geologiya l’ossovykh porod, Tezisy dokladov Vseso’uznogo soveschaniya, Rostov n/D, 1989, V. 2, pp. 105–107 (in Russian).

12. Ударцев В.П., Болиховская Н.С., Вирина Е.И. Опорные разрезы, хроностратиграфия и палеогеография лёссовых толщ Предкавказской лёссовой области // Инженерная геология лёссовых пород: Тез. докл. Всесоюз. сов. Кн. 2. Ростов н/Д, 1989. С. 102–103. Udartsev V.P., Bolikhovskaya N.S., Virina Ye.I. Opornyye razrezy, khronostratigrafiya i paleogeografiya l’ossovyh tolsch Predkavkazskoj l’ossovoj oblasti [Reference sections, chronostratigraphy and paleogeography of the loess sediments of Ciscaucasian loess region]. Inzhenernaya geo logiya l’ossovykh porod, Tezisy dokladov Vsesoyuznogo soveschaniya, Rostov n/D, 1989, V. 2, pp. 102–103 (in Russian).

13. Ударцев В.П., Цацкин А.И. Проблемы стратиграфии и корреляции среднего плейстоцена ледниковой и перигляциальной формаций восточной половины Русской равнины // Четвертичный период. Палеогеография и литология. Кишинев: Штиинца, 1989. С. 193–200. Udartsev V.P., Tsatskin A.I. Problemy stratigrafii i korrelyatsii srednego plejstocena lednikovoj i periglyatsial’noj formatsij vostochnoj poloviny Russkoj ravniny [Problems of stratigraphy and correlation of the Middle Pleistocene of glacial and periglacial formations in the eastern part of the Russian plain]. Chetvertichnyj period. Paleogeografiya i litologiya, Kishinev: Shtiinca, 1989, pp. 193–200 (in Russian).

14. Файнер Ю.Б., Лизогубова Р.Н. Расчленение отложений лёссовой формации степного Ставрополья и ее корреляция с образованиями перигляциальной зоны Евразии // Инженерно-геологические особенности цикличности лёссов. М.: Наука, 1987. С. 103–109. Fajner Yu.B., Lizogubova R.N. Raschleneniye otlozhenij l’ossovoj formatsii stepnogo Stavropol’ya i yeye korrelyatsiya s obrazovaniyami periglyatsial’noj zony Evrazii [The subdivision of deposits of loess formation of steppe Stavropol Territory and its correlation with deposits of the periglacial zone of Eurasia]. Inzhenerno-geologicheskiye osobennosti tsiklichnosti l’ossov, Moscow, Nauka, 1987, pp. 103–109 (in Russian).

15. Фаустов С.С., Вирина Е.И. О стратиграфическом положении границы Матуяма-Брюнес в лёссовой формации Русской равнины // Бюлл. комиссии по изучению четвертич. периода. 2001. № 64. С. 21–31. Faustov S.S., Virina YE.I. O stratigraficheskom polozhenii granitsy Matuyama-Br’unes v l’ossovoj formatsii Russkoj ravniny [The stratigraphic position of MatuyamaBrunhes boundary in loess formation of the Russian plain], B’ulleten’ Komissii po izucheniyu chetvertichnogo perioda, 2001, no 64, pp. 21–31 (in Russian).

16. Шелкопляс В.Н., Куликова Л.С., Галай Б.Ф. Геохронология лёссовых толщ Центрального Предкавказья по термолюминесцентным и палеомагнитным данным // Инженерно-геологические особенности цикличности лёссов. М.: Наука, 1987. С. 109–114. Shelkoplyas V.N., Kulikova L.S., Galaj B.F. Geokhronologiya l’ossovykh tolsch Tsentral’nogo Predkavkaz’ya po termol’uminescentnym i paleomagnitnym dannym [Geochronology of loess strata of the Central Ciscaucasia by thermoluminescence and paleomagnetic data]. Inzhenerno-geologicheskiye osobennosti tsiklichnosti l’ossov, Moscow, Nauka, 1987, pp. 109–114 (in Russian).

17. Шик С.М. Неоплейстоцен центра Русской равнины: современные представления о стратиграфии и палеогеографии // Стратиграфия. Геологическая корреляция. 2014. Т. 22, № 2. С. 108–120. Shik S.M. Neoplejstotsen tsentra Russkoj ravniny: sovremennyye predstavleniya o stratigrafii i paleogeografii [The Neopleistocene of the European Russia Centre: modern concepts of stratigraphy and paleogeography], Stratigrafiya. Geologicheskaya korrelyatsiya, 2014, V. 22, no 2, pp. 108–120 (in Russian).

18. Bolikhovskaya N.S. The Pleistocene and Holocene of the North-Western Caspian Sea Region: climatostratigraphy, correlation and palaeoenvironments // Stratigraphy and sedimentology of oil-gas basins. Baku, Azerbaijan, 2011, no 1, pp. 3–30.

19. Markova A., Puzachenko A. Late Pleistocene mammals of Northern Asia and Eastern Europe. Vertebrate records // Encyclop. Quaternary Sc. 2007, V. 4, Elsevier B.V., pp. 3158–3174.

20. Markova A.K. Small mammal fauna from Kabazi II, Kabazi IV, and Starosele: paleoenvironments and evolution // The Paleolithic of Crimea, II. The Middle Paleolithic of Western Crimea, V. 2, ERAUL-87, Liege, 1999, pp. 75–98.

21. Molodkov A.N., Bolikhovskaya N.S. Climato-chronostratigraphic framework of the Pleistocene terrestrial and marine deposits of Northern Eurasia, based on pollen, electron spin resonance, and infrared optically stimulated luminescence analyses // Eston. J. Earth Sc. 2010, V. 59, no 1, pp. 49–62.

22. Singer B.S., Hoffman K.A., Chauvin A. et al. Dating transitionally magnetized lavas of the late Matuyama Chron: Toward a new 40Ar/39Ar timescale of reversals and events // J. Geophys. Res. 1999, no 104, pp. 679–693.