Paleosol

Yer bilimlerinde, paleosol veya fosil toprak, ( İngiltere ve Avustralya’da ) iki anlama gelmektedir. Jeoloji ve Paleontolojide yaygın olan birinci anlamı alüvyal veya lös gibi tortullar ya da volkanik depozitlerin altında gömülerek muhafaza edilen eski bir toprak manasına gelmektedir. Toprak biliminde, paleosoller uzun dönemler önce oluşmuş ve kimyasal ve fiziksel özellikleriyle bugünkü iklim ve bitki örtüsü arasında ilişki olmayan topraklardır. Bu topraklar oldukça eski kıta kratonları üzerinde ve eski kayanın çevresindeki küçük dağınık yerlerde oluşmuştur. Paleosoller Yunanca "eski" anlamındaki "paleo" kelimesinden gelmektedir. Paleosoller genellikle gömülü haldedir ve bugünkü toprağın altında ayrı tabakalar olarak bilinir. Kuaterner jeolojisinde, genelde Sedimantoloji, Paleoklimatoloji ve Jeolojide Rettallack (2001) ile Kraus (1999) tarafından ve sayısız diğer yayınlanmış makale ve kitaplarda tanımlandığı gibi tüm kıt'alardaki açığa çıkmış haldeki volkanik depozitler veya çökeller içerisinde gömülü bulunan bu "fosil" toprakların belirtilmesinde "paleosol" teriminin kullanılması kabul görmektedir.

Paleosollerin üç türü vardır bunlar; Gömülü olanlar, aşınmayla ortaya çıkanlar ve relikt olanlar. Paleosol çeşitleri arazinin yüzeyiyle ilişkili olarak bulunduğu yere göre tanımlanmaktadır. Ruhe (1965, 1975) bu terimleri şu şekilde tanımlamaktadır: Relikt paleosoller, daha önceden var olan yer şekilleri üzerinde oluşmuş fakat genç çökeller tarafından gömülmemiş topraklardır. Bunların oluşumu orijinal yer şekillerinin oluşum zamanından başlar ve günümüze kadar devam eder. Gömülü paleosoller ayrıca daha önceden var olan yer şekilleri üzerinde oluşmuş ve daha sonrasında daha genç çökel veya kaya tarafından gömülmüştür. Aşınmayla ortaya çıkan topraklar ise gömülmüş fakat üzerini örten kabuğun erozyonu sonucu yer yüzeyinin tekrar açığa çıkmasıyla oluşmuştur.

Paleosollerin karmaşıklığı büyüyen sınıf sayılarına karşın tartışma konusudur çünkü günümüz inceleme teknikleri paleosollerin daha detaylı ayırt edilmesi için yetersizdir. Relikt ve aşınmayla ortaya çıkan paleosollerin çoğu özellikleri ayrıca günümüz çevre koşullarına uyum sağlamamış ve günümüz çevre koşulları tarafından değiştirilmiştir. Böylece, onların oluşum çevresi kısmen anlaşılabilmektedir. Ancak onların kil, silt ve kum mineralojisi, tuzdaki majör elementlerin miktarı, serbest karbonat fraksiyonları ve toprak mikrofiberleri gibi daha dayanıklı özellikleri onların geçmişteki çevre veya çevrelerini daha iyi yansıtmaktadır. Relikt paleosoller günümüzden farklı bir veya daha fazla iklim döngülerine direnmiştir. Gömülü paleosoller günümüz ikliminden oldukça az etkilenmiştir çünkü gelişimleri gömülme yoluyla kısıtlanmıştır.

Paleosol, diğer bir deyişle fosil toprak, geçmişteki bir yer şekli üzerinde oluşmuş toprak veya eski bir toprağın kalıntısıdır bu yüzden oluşum zamanının çevresel koşullarını temsil eder. İlk bakışta özelliksiz göründüğü için paleosolleri sahada ayırt etmek ve tanımlamak kesin olarak zordur. Bu çoğunlukla onların kompleks yapısından kaynaklanmaktadır. Sahada ve laboratuvarda belirlenen paleosollerle en büyük tanılayıcı özellikler kök izlerinin varlığı, toprak horizonları ve toprak strüktürüdür. Kök izleri paleosollerin en tanılayıcı kanıtıdır ve bazen çökelmiş ve erozyona dayanıklı oldukları için belirgindir. Çökel yatakları günler içerisinde depolanırken toprak horizonları binlerce yılda gelişir. Genellikle keskin diplere ve de tepelere sahip çökel yataklarının aksine, paleosoller eski arazi yüzeylerini temsil eden bir keskin tepeye fakat dereceli alçalan bağlantılara sahiptir (Retallack 2001a). Paleosoller ayrıca toprak horizonları toprak profil yapısı ve kök izlerinin yanı sıra yüzey şekilleri, mineral yüzeylerinin kırmızılaşma derecesi gibi mikroskobik detay özellikleri, toprak kil miktarları, relikt özellikleri, ve demirden zengin nodüllerin belirlenmesiyle teşhis edilir. Bu relikt özelliklerin günümüzdekilerle kıyaslanması bilim insanlarının geçmiş çevreleri anlamasına izin vermektedir.

Paleosoller tüm dünyada bulunabilmektedir. Kuzey kutup dairesi bölgesinde son Buzul Çağ etkileri hala telaffuz edilmektedir. Buzullar tüm buzul öncesi toprak gelişimini ortadan kaldırmıştır. Buna rağmen, buzul sonrası toprakları Holosen iklim dalgalanmalarının kaydını tutmaktadır. Buzullaşmanın etkilediği bölgelerde, paleosoller buzul depoların altında gömülü bulunur. Bu durumda demir oksit birikimi, ve demir nodülleri (orstein) şeklinde ikincil gleyleşme özelliklerine sahip toprak kütlesi bolca bulunur. Bu özellikler özellikle toprak profilinin üst bölümlerinde iyi gözlemlenir.

Kuaterner jeologları uzun süre paleosol birimlerini stratigrafik işaretler olarak Kuaterner çökellerini bölümlere ayırmak ve yerel ve bölgesel ilişkileri belirlemek için kullandılar. Paleosoller eski topraklara ve toprak evrimine detaylı bir kavrayış sağlamakta çünkü farklı paleosollerin farklı mekânsal dağılımları eski arazilerde meydana gelen jeomorfik süreçleri ve üzerinde oluştukları belirli yer şekillerini yansıtmaktadır.

Paleosollerin Paleoklimatik önemi, iklim gibi toprak oluşum faktörleriyle önemli miktarda ilişkili olan aynı pedojenik özellikler gösteren Kuaterner toprak gelişimi çalışmalardan ileri gelmektedir. Paleosoller ayrıca jeolojik zaman boyunca eski atmosfer ve atmosferik değişikliklerin niteliklerini daha iyi anlamada yardımcı olmaktadır. Paleosoller yalnızca eski iklim rejimlerini yorumlamada kullanılmaz bazı durumlarda paleo-yağış ve paleo-sıcaklık tahmininde de kullanılır. Paleosoller en yaygın olarak alüvyal kayıtlardan tanımlanmaktadır. Çoğu Kuaterner lös gelişim süreci pedojenik olarak değişime uğramamış çökeller ve buna kıyasla daha iyi gelişmiş paleosoller arasında dikey bir değişim gösterir. Aslında bu değişiklikler bir lös- paleosol stratigrafisi sağlamaktadır. Paleosollerin daha nemli iklimlerle ilişkili olarak azalan çökel girdisi süreçleri boyunca oluştuğuna inanılmaktadır (Şekilde görülebilir).

Çoğu paleosoller çökel kayalar içerisinde bulunmaktadır ve ilk olarak Kuaterner kayıtlarında geçmiş olmasına rağmen, şimdi yaygın olarak Prekambrien kadar eski tabakalarda tespit edilmiştir. Paleosoller ayrıca büyük deniz tabakalarında bulunmaktadır ve eğer deniz seviyesi düşmesi denizel çökelleri açığa çıkarmışsa denizel tabakalarda da görülebilir. Akarsu sistemlerinde, iklim değişikliği ayrıca taşkın yarığı ve teras gelişimine sebep olabilir. Paleosoller özellikle eski yarık ve teras oluşumlarını tespit etmek için yararlı olabilmektedir.

Paleosoller dünya üzerinde yaygın olarak bulunmaktadırlar. Türkiye’de Şanlıurfa ili Birecik ilçe merkezinin 2 km batısında ve Diyarbakır’ın 10 km güneyinde gömülü paleosollere rastlanmaktadır.