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The carbon and oxygen isotopic composition of pedogenic calcite from mid-Turonian paleosols in Israel was analyzed to evaluate paleoenvironmental conditions and calculate paleoatmospheric pCO2. The central area of Israel was a part of a marine carbonate shelf that emerged during the mid-Turonian stage, as evidenced by karstic phenomena, fluvial sandstone, and soil profiles. The paleosols have the characteristics of equivalent modern calcic Vertisols but are distinguished by the predominance of palygorskite, which formed as an essential part of the soil processes.

The pedogenic calcite and the underlying and overlying marine limestone beds have mean δ13C (‰, Vienna Peedee belemnite [VPDB]) values of −6.15 ± 0.93, −2.82 ± 1.87, −1.33 ± 2.17, respectively, and δ18O values of −5.03 ± 1.24, −6.31 ± 0.87, and −5.81 ± 0.97, respectively. In most sections, the δ18O values of pedogenic calcite are much heavier than those of the limestone due to evaporation. Since most of the pedogenic calcite formed at >50 cm depth and did not show diagenetic modification, the δ13C values were used to calculate pCO2 according to the Cerling model (as applied by Ekart et al., 1999). This marks the first Turonian pCO2 estimate calculated from pedogenic calcite. The calculated range for the mid-Turonian is 1450–2690 ppmv CO2. This high pCO2 level is similar to or somewhat higher than other estimates for the Cretaceous and in accord with calculated high Turonian temperatures from many studies.

La zona central de Israel formó parte de una plataforma marina carbonática que emergió durante el Turoniense medio, tal como indican los fenómenos cársticos, las areniscas fluviales y los perfiles edáficos. Los paleosuelos tienen características similares a vertisuelos cálcicos recientes, y presentan como rasgo distintivo la abundancia de paligorskita, que se formó durante los procesos edáficos. El registro continental indica un aumento progresivo de la aridez. Se analizó la composición isotópica de carbono y oxígeno de las calcitas pedogénicas de estos paleosuelos del Turoniense medio con objeto de evaluar las condiciones ambientales y calcular los paleoniveles de CO2 atmosféricos.

Los valores medios de las calcitas pedogénicas y de las calizas marinas infra y suprayacentes son, respectivamente, −6.15 ± 0.93, −2.82 ± 1.87, −1.33 ± 2.17 (‰, VPDB) para el δ 13C, y −5.03 ± 1.24, −6.31 ± 0.87, −5.81 ± 0.97, para el δ18O. En la mayoría de las secciones los valores de δ18O de las calcitas pedogénicas son más pesados que los de las calizas, debido a la evaporación. Puesto que la mayoría de las calcitas pedogénicas se formaron a profundidades superiores a 50 cm y no presentan rasgos de modificación diagénetica, sus valores de δ13C se usaron para calcular la pCO2 de acuerdo con el modelo de Cerling (Ekart et al., 1999). Esta es aparentemente la primera estimación realizada a partir de calcita pedogénica para el Turoniense. Los cálculos realizados asumen una baja tasa de respiración de CO2 en el suelo (Sz = 4000 ppmV), 25 °C como temperatura del suelo y valores de 2‰ para el δ13C de los carbonatos oceánicos superficiales. Los datos obtenidos para el Turoniense medio indican valores de 1450 a 2690 ppmv de pCO2. Estos valores elevados son similares o algo más altos que otras estimaciones realizadas para el Cretácico y son coherentes con las elevadas temperaturas que se han calculado en otros estudios para el Turoniense.

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