السجل الباليوبيدولوجي

يُعدّ السجل الأحفوري للتربة ، في جوهره، السجل الأحفوري للتربة . ويتألف هذا السجل بشكل رئيسي من الترب القديمة المدفونة تحت رواسب الفيضانات ، أو المحفوظة عند أسطح عدم التوافق الجيولوجي، لا سيما منحدرات الهضاب أو جوانب وديان الأنهار . وتوجد أنواع أخرى من الترب الأحفورية في المناطق التي غطت فيها النشاطات البركانية الترب القديمة.

بعد الدفن، تميل الأحافير الموجودة في التربة إلى التغير بفعل عمليات كيميائية وفيزيائية مختلفة. وتشمل هذه العمليات ما يلي:

• يؤدي تحلل المواد العضوية التي كانت موجودة في التربة القديمة إلى صعوبة التعرف على الغطاء النباتي الذي كان موجوداً فيها آنذاك.
• أكسدة الحديد من Fe ²⁺ إلى Fe ³⁺ بواسطة O ₂ عندما تجف التربة السابقة ويدخل المزيد من الأكسجين إلى التربة.
• تجفيف أكاسيد الحديديك المائية إلى أكاسيد لا مائية - مرة أخرى بسبب وجود المزيد من الأكسجين المتاح _في البيئة الجافة.

تشمل مفاتيح التعرف على الأحافير في أنواع التربة المختلفة ما يلي:

• هياكل أنبوبية تتفرع وتتناقص بشكل غير منتظم نحو الأسفل أو تُظهر تشريح آثار الجذور المتحجرة
• التغير التدريجي نزولاً من تماس صخري حاد مثل ذلك الموجود بين سطح الأرض وآفاق التربة
• أنماط معقدة من الشقوق واستبدال المعادن مثل تلك الموجودة في كتل التربة ( البيدات ) والجلد المستوي .

تُصنَّف الأحافير التربية عادةً وفقًا لتصنيف التربة التابع لوزارة الزراعة الأمريكية . وباستثناء بعض الترب القديمة جدًا التي تتميز بطبقة طينية رمادية مخضرة تختلف تمامًا عن أي تربة حالية، والتي تشكلت بوضوح في غياب الأكسجين _، يمكن تصنيف معظم الترب الأحفورية إلى واحدة من الرتب الاثنتي عشرة المعترف بها في هذا النظام. ويتم ذلك عادةً باستخدام حيود الأشعة السينية ، الذي يسمح بتحليل الجزيئات المختلفة داخل الترب القديمة لتحديد الرتبة التي تنتمي إليها.

تعتمد طرق أخرى لتصنيف الأحافير في التربة على التحليل الجيوكيميائي لمادة التربة، مما يسمح بتحديد المعادن الموجودة فيها. ولا يكون هذا مفيدًا إلا في حال توفر كميات كبيرة من التربة القديمة، وهو أمر نادر الحدوث.

خلال العصر ما قبل الكمبري ، عندما حالت طبقة الأوزون الرقيقة جدًا أو المعدومة دون وجود حياة على اليابسة ، تعرضت التربة لتآكل أسرع بكثير، ومعظم الأحافير من هذه الفترة تعود إلى تربة إنتيسول أو إنسيبتيسول غير متطورة . وتمتلك تربة فيرتيسول وأريديسول سجلًا أحفوريًا متصلًا من قارات العصر الباليوبوروتيروزوي فصاعدًا ( مع أن المعلومات المتوفرة عن وقت ظهور الغطاء النباتي عليها قليلة)، بينما عُثر على عدد قليل من أحافير تربة أنديسول من العصر الميزوبروتيروزوي ، وبشكل أكثر وفرة من العصر الأوردوفيسي قبيل ظهور الغطاء النباتي على اليابسة. ويمكن العثور على أحافير رئيسية أخرى لتربة أنديسول في العصر الجوراسي الأوسط في سيبيريا .

تتميز التربة الأكسيسية ، وهي تربة استوائية متأثرة بشدة بالتجوية، بسجل أحفوري غني يعود إلى حقبة ما قبل الكامبري وما بعدها. وباستثناء العصور الجليدية ، كانت التربة الأكسيسية هي النوع السائد في السجل الأحفوري للتربة. ويعود ذلك إلى أن تكوين التربة ، الذي تتطلبه التربة الأكسيسية للتكوّن بدرجة تجوية أعلى من أي نوع آخر، كان شبه معدوم خارج فترات التجلد القاري الواسع . ولا يقتصر هذا على التربة المتكونة بفعل التجلد نفسه، بل يشمل أيضاً تكوّن الجبال، وهو العامل الحاسم الآخر في إنتاج تربة جديدة، والذي لطالما تزامن مع انخفاض في درجات الحرارة العالمية ومستويات سطح البحر. ويعود ذلك إلى أن الرواسب المتكونة من تآكل الجبال تُقلل من محتوى _ثاني أكسيد الكربون في الغلاف الجوي ، كما تُحدث تغيرات في الدوران الجوي، والتي يربطها علماء المناخ ارتباطاً وثيقاً بتكوّن الصفائح الجليدية القارية . لم تكن التربة الأكسيسولية مغطاة بالنباتات حتى أواخر العصر الكربوني، ربما لأن التطور الميكروبي لم يكن متقدمًا بما يكفي قبل ذلك الوقت للسماح للنباتات بالحصول على العناصر الغذائية الكافية من التربة ذات التركيزات المنخفضة جدًا من النيتروجين والفوسفور والكالسيوم والبوتاسيوم.

نظراً لمتطلباتها المناخية القاسية، تقتصر أحافير التربة الجليدية على فترات قليلة من التجلد القاري الواسع النطاق، وأقدمها يعود إلى 900 مليون سنة مضت في العصر النيوبروتيروزوي . ومع ذلك، فإن أحافير التربة الجليدية وفيرة عموماً في هذه الفترات، ومن أبرز الاكتشافات تلك التي تعود إلى العصر الكربوني في نيو ساوث ويلز .

تُوجد أقدم أنواع الغطاء النباتي الأرضي في تربة "إنتيسولز" و"إنسيبتيسولز" التي تعود إلى العصر السيلوري المبكر ، ومع نمو الغطاء النباتي الأرضي تحت طبقة الأوزون الواقية، ظهرت عدة أنواع جديدة من التربة. أولها، تربة "هيستوسولز "، التي ظهرت في العصر الديفوني، ولكنها نادرة كأحافير لأن معظم كتلتها تتكون من مواد عضوية تميل إلى التحلل بسرعة. ظهرت تربة "ألفيسولز" و "ألتيسولز" في أواخر العصر الديفوني وأوائل العصر الكربوني، ولها سجل أحفوري متصل، وإن لم يكن غنيًا، في العصور اللاحقة. أما تربة "سبودوسولز" فلا تُعرف إلا من العصر الكربوني ومن فترات قليلة تلته، على الرغم من وجود أنواع من التربة أقل حمضية تشبه تربة "سبودوسولز" من حقبتي الحياة الوسطى والثالثية ، وقد تُشكل رتبة فرعية منقرضة.

خلال حقبة الحياة الوسطى، كان السجل الأحفوري للتربة ضعيفًا، ربما بسبب غياب تكوين الجبال والتجلد، مما جعل معظم التربة السطحية قديمة جدًا وتتعرض باستمرار للتجوية، تاركةً ما تبقى من مواد قابلة للتجوية. تُعدّ الأوكسيسولات والأورثنتات المجموعتين السائدتين، على الرغم من العثور على بعض أنواع التربة الأكثر خصوبة، مثل الأنديسولات الواسعة المذكورة سابقًا من سيبيريا الجوراسية. ويمكن ملاحظة أدلة على انتشار التربة المتجوية بعمق في العصر الباليوسيني من خلال وفرة الأوكسيسولات والألتيسولات في اسكتلندا والقارة القطبية الجنوبية، اللتين تغطيهما الأنهار الجليدية بكثافة حاليًا . أما الموليسولات ، وهي أنواع التربة الزراعية الرئيسية في الوقت الحاضر، فتتميز بحداثتها الجيولوجية، إذ عُرفت منذ العصر الإيوسيني ، لكنها لم تنتشر إلا منذ العصر الميوسيني ، مع تطور المراعي. ويُعدّ السجل الأحفوري للتربة الأكثر وفرة هو سجل العصر الرباعي ، الذي يحتوي على عدد قليل من أنواع التربة المختلفة عن الأنواع المنتشرة على نطاق واسع اليوم.

يتمثل أحد الفروق المهمة بين السجل الأحفوري للتربة والسجل الأحفوري للنباتات والحيوانات في أن عددًا قليلًا جدًا من أنواع التربة المكتشفة هي من الأنواع المنقرضة. وعلى الرغم من صعوبات التحديد المذكورة سابقًا، فإن هذا يجعل علم التربة القديمة (دراسة التربة الأحفورية) مفيدًا للغاية لفهم العلاقات البيئية في النظم البيئية القديمة.

• ريتالاك، غريغوري جون؛ تربة الماضي: مقدمة في علم التربة القديمة، (الطبعة الثانية)، 2001، بلاكويل ساينس؛ مالدن، ماساتشوستس.