Morphometry of Paleochannels of the Rostov Lowland (Central European Russia)

Cover Page

Cite item

Full Text

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

Abstract

The Rostov Lowland features numerous ancient paleochannels that are clearly visible on satellite images and are located outside the meandering belts of the main rivers. Notably, three generations of paleochannels larger than the current river meander are associated with the Usty–Kotorosl river system. The reasons for their increased size, their isolation from the modern river network, and the presence of multiple generations remain unclear. Resolving these questions could shed light on the historical development of the lowland during the Late Pleistocene and Holocene, including establishing connections between paleochannels and nearby lake Nero. This study examines the morphometric parameters of these paleochannels, comparing them with modern river meanders. It analyzes longitudinal profiles along the channels and floodplains of both ancient and modern rivers, offering hypotheses about past configurations of the river network and factors driving its reorganization. The findings indicate that most paleochannels are approximately two or three times as large as their modern counterparts–distinguishing them from other large paleochannels within the Volga River basin. A new review of remote sensing data enabled a comprehensive tracing of a paleochannel through which the Usty River once flowed into Lake Nero's basin. Small meander cirques within this paleochannel have parameters similar to those of current river meander. The increase in the catchment area of Lake Nero led to the formation of large paleochannels by the Vyoksa River. The small size of modern meander in the upper reaches of the Kotorosl River has previously led to misinterpretations regarding paleochannel sizes. The characteristics of longitudinal profiles along the Usty–Kotorosl river system suggest that change of the Kotorosl River's valley occurred relatively recently, transitioning from its ancient to modern river valley.

About the authors

V. Yu Ukraintsev

Institute of Geography, Russian Academy of Sciences

Email: celerymors@gmail.com
Moscow, Russia

References

  1. Алешинская З.В., Гунова В.С. Голоценовая история озера Неро по данным сопряженного анализа / История озер в голоцене. Л.: Ротапринт ГО СССР, 1975. С. 150–158.
  2. Aleshinskaya Z., Gunova V. Holocene history of Lake Nero based on conjugate analysis. In Istoriya ozer v golotsene [History of Lakes in the Holocene]. Leningrad: Rotaprint Gos. Arkhiva SSSR, 1975, pp. 150–158. (In Russ.).
  3. Алешинская З.В., Гунова В.С. История озера Неро как отражение динамики окружающего его ландшафта / Проблемы палеогидрологии. М.: Наука, 1976. С. 214–222.
  4. Константинов Е.А., Карпухина Н.В., Захаров А.Л., Бричева С.С., Украинцев В.Ю., Лазукова Л.И., Рудинская А.И. Колебания уровня озера Неро в голоцене // Геоморфология и палеогеография. 2023. Т. 54. № 2. С. 51−60. https://doi.org/10.31857/S2949178923020044
  5. Konstantinov E., Karpukhina N., Zakharov A., Bricheva S., Ukraintsev V., Lazukova L., Rudinskaya A. Fluctuations of Nero Lake in the Holocene. Dokl. Earth Sci., 2022, vol. 506, pp. S48−S54. https://doi.org/10.1134/s1028334x22700258
  6. Константинов Е.А., Украинцев В.Ю. Трансформация озерных бассейнов в Ростовской низине (Ярославская область) в позднеледниковье и раннем голоцене. Матер. Всерос. конф. “IX Щукинские чтения” и “XXXVIII Пленум геоморфологической комиссии РАН”. М.: ИГ РАН, МГУ, 2025. С. 299−302.
  7. Konstantinov E., Ukraintsev V. Transformation of lake basins in the Rostov Lowland (Yaroslavl Region) in the Lateglacial and Early Holocene. In Sb. materialov IX Shchukinskikh chtenii i XXXVIII plenuma Geomorfologicheskoi komissii RAN [Proc. of the 9th Shchukin’s Readings and 38th Plenum of the Geomorphological Commission of the Russian Academy of Sciences]. Moscow: IG RAN, MGU, 2025, pp. 299−302. (In Russ.).
  8. Лазукова Л.И., Константинов Е.А., Вайкутиене Г. Палеоэкология озера Неро в конце позднего плейстоцена и голоцене (по данным диатомового анализа) / Пути эволюционной географии. Матер. II Всерос. науч. конф. М.: ИГ РАН, 2021. С. 176−180.
  9. Lazukova L., Konstantinov E., Vaikutiene G. Paleoecology of Lake Nero at the end of the Late Pleistocene and Holocene (based on diatom analysis). In Puti evolyutsionnoi geografii: Materialy II Vserossiiskoi nauchnoi konferentsii [Paths of Evolutionary Geography: Proc. of the 2d Russian Sci. Conf.]. Moscow: IG RAN, 2021, pp. 176−180. (In Russ.).
  10. Литвинов А.С., Поддубный С.А. Гидрология // Гидрология и гидрохимия озера Неро. Рыбинск: изд-во ОАО “Рыбинский дом печати”, 2003. С. 7−49.
  11. Litvinov A., Poddubny S. Hydrology. In Gidrologiya i gidrokhimiya ozera Nero [Hydrology and Hydrochemistry of Lake Nero]. Rybinsk: Rybinskii izdatel’skii dom, 2003, pp. 7−49. (In Russ.).
  12. Маккавеев Н.И. Русло реки и эрозия в ее бассейне. М.: Изд. АН СССР, 1955. 355 с.
  13. Makkaveev N. Ruslo reki i eroziya v yeyo basseine [River Bed and Erosion in Its Basin]. Moscow: Izd-vo Akad. Nauk SSSR, 1955. 355 p. (In Russ.).
  14. Русанов А.Г., Терехов А.В. Растительный покров мелководного гипертрофного озера в различных гидрологических условиях // Тр. Института биологии внутренних вод им. И.Д. Папанина РАН. 2020. № 91. С. 38−48. https://doi.org/10.47021/0320-3557-2020-38-48
  15. Rusanov A., Terekhov A. Aquatic vegetation of shallow hypertrophic lake in different hydrological conditions. Tr. Inst. Biol. Vnutren. Vod Papanina RAN, 2020, no. 91, pp. 38−48. (In Russ.). https://doi.org/10.47021/0320-3557-2020-38-48
  16. Самусь А.В., Константинов Е.А., Борисова О.К., Лазукова Л.И. Трансформация растительных сообществ на рубеже плейстоцена и голоцена в Ростовской низине (Ярославская область) // Геоморфология и палеогеография. 2023. Т. 54. № 4. С. 163−178. https://doi.org/10.31857/S2949178923040114
  17. Samus A., Konstantinov E., Borisova O., Lazukova L. Transformation of plant communities at the turn of the Pleistocene and Holocene boundary in the Rostov Lowland (Yaroslavl region). Geomorfol. Paleogeogr., 2023, vol. 54, no. 4, pp. 163−178. (In Russ.). https://doi.org/10.31857/S2949178923040114
  18. Сидорчук А.Ю., Панин А.В. Геоморфологические подходы к оценке величины речного стока в геологическом прошлом (ст. 1. Морфометрические зависимости) // Геоморфология. 2017а. № 1. С. 55−65. https://doi.org/10.15356/0435-4281-2017-1-55-65
  19. Sidorchuk A., Panin A. Geomorphological approach to the river runoff evaluation in the geological past (Paper 1. Regime Equations). Geomorfol., 2017a, no. 1, pp. 55−65. (In Russ.). https://doi.org/10.15356/0435-4281-2017-1-55-65
  20. Сидорчук А.Ю., Панин А.В. Геоморфологические подходы к оценке величины речного стока в геологическом прошлом (ст. 2. Гидравлические методы реконструкции расходов) // Геоморфология. 2017б. № 2. С. 3−13. https://doi.org/10.15356/0435-4281-2017-2-3-13
  21. Sidorchuk A., Panin A. Geomorphological approach to the river runoff evaluation in the geological past (Paper 2. Estimation of river palaeo-discharges based on channel hydraulics). Geomorfol., 2017b, no. 2, pp. 3−13. (In Russ.). https://doi.org/10.15356/0435-4281-2017-2-3-13
  22. Сидорчук А.Ю., Украинцев В.Ю., Панин А.В. Оценка годового стока Волги в позднеледниковье по данным о размерах палеорусел // Водные ресурсы. 2021. Т. 48. № 6. С. 643−655. https://doi.org/10.31857/s0321059621060171
  23. Sidorchuk A., Ukraintsev V., Panin A. Estimating Annual Volga Runoff in the Late Glacial Epoch from the Size of River Paleochannels. Water Resour., 2021, vol. 48, no. 6, pp. 864−876. https://doi.org/10.1134/S0097807821060178
  24. Судакова Н.Г. Ростовская низина и Борисоглебская возвышенность. Палеогеографические этапы // Разрезы отложений ледниковых районов центра Русской равнины. М.: Изд-во Моск. ун-та, 1977. С. 131−137.
  25. Sudakova N. Rostov Lowland and Borisoglebsk Upland. Paleogeographic stages. In Razrezy otlozhenii lednikovykh raionov tsentra Russkoi ravniny [Sections of Deposits of Glacial Regions of the Central Russian Plain]. Moscow: Izd-vo Mosk. Univ., 1977, pp. 131−137. (In Russ.).
  26. Украинцев В.Ю. Следы мощного речного стока в долинах рек бассейна Волги в поздневалдайскую эпоху // Геоморфология. 2022. № 1. С. 26−34. https://doi.org/10.31857/S0435428122010126
  27. Ukraintsev V. Geomorphological Evidence of High River Runoff in the Volga Basin during the Late Glacial. Dokl. Earth Sci., 2022, vol. 506, pp. S1–S6. https://doi.org/10.1134/S1028334X2260030X
  28. Украинцев В.Ю., Зазовская Э.П., Захаров А.Л., Максимов Ф.Е., Петров А.Ю. О времени проявления эпохи обильного речного стока в бассейне Волги // Водные ресурсы. 2024. Т. 51. № 3. С. 235−243. https://doi.org/10.31857/S0321059624030015
  29. Ukraintsev V., Zazovskaya E., Zakharov A., Maksimov F., Petrov A. On the timing of the epoch of abundant river flow in the Volga basin. Water Resour., 2024, vol. 51, no. 3, pp. 163−170. https://doi.org/10.1134/S0097807824700714
  30. Украинцев В.Ю., Захаров А.Л. Динамика врезания и аккумуляции в речных долинах бассейна Волги в поздневалдайскую эпоху // Гидросфера. Опасные процессы и явления. 2023. Т. 5. № 2. С. 147−159. https://doi.org/10.34753/HS.2023.5.2.147
  31. Ukraintsev V., Zakharov A. Dynamics of downcutting and accumulation in river valleys of the Volga basin during the Late Pleniglacial. Gidrosf. Opasn. Protses. Yavlen., 2023, vol. 5, no. 2, pp. 147−159. (In Russ.). https://doi.org/10.34753/HS.2023.5.2.147
  32. Украинцев В.Ю., Константинов Е.А., Захаров А.Л. Изменение структуры речной сети бассейна реки Которосли // Перигляциал Восточно-Европейской равнины и Западной Сибири. Матер. Всерос. науч. конф. М.: ИГ РАН, 2023. С. 143−151. https://doi.org/10.15356/periglacial978-5-89658-069-0
  33. Ukraintsev V., Konstantinov E., Zakharov A. Changes in the structure of the river network of the Kotorosl River basin. In Periglyatsial Vostochno-Evropeyskoi ravniny i Zapadnoi Sibiri. Materialy Vserossiiskoi nauchnoi konferentsii [Periglacial of the East European Plain and Western Siberia. Proc. of the All-Russian Sci. Conf.]. Moscow: IG RAN, 2023, pp. 143−151. (In Russ.). https://doi.org/10.15356/periglacial978-5-89658-069-0
  34. Чижиков Н.В. Геоморфология и почвы бассейна озера Неро и реки Устье–Которосль // Тр. лаборатории сапропелевых отложений. М.: Изд. АН СССР, 1956. № VI. С. 130−144.
  35. Chizhikov N. Geomorphology and soils of the Nero Lake basin and the Ustye-Kotorosl River. In Trudy laboratorii sapropelevykh otlozhenii. Vyp. 6 [Proc. of the Laboratory of Sapropel. Vol. 6]. Moscow: Izd-vo Akad. Nauk SSSR, 1956, pp. 130−144. (In Russ.).
  36. Belyaev V., Garankina E., Shorkunov I., Konstantinov E., Rusakov A., Shishkina Y., Andreev P., Verlova T. Holocene erosion and deposition within a small catchment of the Northeastern Borisoglebsk Upland (Central European Russia) // IOP Conf. Ser.: Earth Environ. Sci. IOP Publ., 2020. Vol. 438. № 1. https://doi.org/10.1088/1755-1315/438/1/012002
  37. Cohen K., Gibbard P. Global chronostratigraphical correlation table for the last 2.7 million years, version 2019 QI-500 // Quat. Int. 2019. Vol. 500. P. 20–31. https://doi.org/10.1016/j.quaint.2019.03.009
  38. Garankina E., Lobkov V., Shorkunov I., Belyaev V. Identifying relict periglacial features in watershed landscape and deposits of Borisoglebsk Upland, Central European Russia // J. Geol. Soc. 2022. Vol. 179. № 5. https://doi.org/10.1144/jgs2021-135
  39. Gelfan A., Panin A., Kalugin A., Morozova P., Semenov V., Sidorchuk A., Ukraintsev V., Ushakov K. Hydroclimatic processes as the primary drivers of the Early Khvalynian transgression of the Caspian Sea: new developments // Hydrol. Earth Syst. Sci. 2024. Vol. 28. № 1. P. 241−259. https://doi.org/10.5194/hess-28-241-2024
  40. Gonera P., Kozarski S. River channel changes and rough paleodischarge estimates for the Warta river, west-central Poland // Geogr. Ann. Ser. A. Phys. Geogr. 1987. Vol. 69. № 1. P. 163−171. https://doi.org/10.1080/04353676.1987.11880204
  41. Hawker L., Uhe P., Paulo L., Sosa J., Savage J., Sampson C., Neal J. A 30 m global map of elevation with forests and buildings removed // Env. Res. Let. 2022. Vol. 17. № 2. P. 024016. https://doi.org/10.1088/1748-9326/ac4d4f
  42. Konstantinov E., Bricheva S., Zakharov A., Karpukhina N., Lazukova L., Rudinskaya A., Samus A., Sychev N., Ukraintsev V. Rostov basin and lake Nero: geology, geomorphology, and paleogeography // Valdai Periglacial Field Symposium Guidebook. M.: IG RAS, 2023. P. 21−36. https://doi.org/10.15356/periglacial978-5-89658-071-3
  43. Panin A., Matlakhova E. Fluvial chronology in the East European Plain over the last 20 ka and its palaeohydrological implications // Catena. 2015. Vol. 130. P. 46−61. https://doi.org/10.1016/j.catena.2014.08.016
  44. Sidorchuk A., Panin A., Borisova O. Morphology of river channels and surface runoff in the Volga river basin (East European Plain) during the Late Glacial period // Geomorphol. 2009. Vol. 113. № 3−4. P. 137–157. https://doi.org/10.1016/j.geomorph.2009.03.007
  45. Ukraintsev V., Konstantinov E., Zakharov A. Drainage changes in the Nero Lake Basin, central European Russia // Limnol. Freshw. Biol. 2020. № 4. P. 476−477. https://doi.org/10.31951/2658-3518-2020-A-4-476
  46. Ukraintsev V., Sidorchuk A., Panin A. Paleochannels as indicators of climate-induced changes in runoff in the Volga river basin (East European Plain) // PAGES 2025 abstract book. Shanghai: Tongji Univ., 2025. P. 387−389.
  47. Vandenberghe J., Sidorchuk A. Large palaeomeanders in Europe: distribution, formation process, age, environments and significance // Palaeohydrology: Geography of the Physical Environ. Verlag: Springer, 2020. P. 169−186. https://doi.org/10.1007/978-3-030-23315-0_9
  48. Wohlfarth B., Tarasov P., Bennike O., Lacourse T., Subetto D., Torssander P., Romanenko F. Late Glacial and Holocene Palaeoenvironmental Changes in the Rostov-Yaroslavl’ Area, West Central Russia // J. Paleolimnol. 2006. Vol. 35. P. 543–569. https://doi.org/10.1007/s10933-005-3240-4
  49. Zakharov A., Garankina E., Konstantinov E., Rudinskaya A., Shorkunov I., Yurchenko A., Shukhvostov R. Prospects for studying the paleo archive of lake sediment from the Sarskoe Bog // Limnol. Freshw. Biol. 2024. № 4. P. 733−736. https://doi.org/10.31951/2658-3518-2024-A-4-733

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML

Copyright (c) 2025 Russian Academy of Sciences

Согласие на обработку персональных данных

 

Используя сайт https://journals.rcsi.science, я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных») даю согласие на обработку персональных данных на этом сайте (текст Согласия) и на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика» (текст Согласия).