Вся электронная библиотека      Поиск по сайту

 

Биогеохимия почвы

Глава XII. АРЕАЛЫ АККУМУЛЯЦИИ ПРОДУКТОВ ВЫВЕТРИВАНИЯ И ПОЧВООБРАЗОВАНИЯ

 

В.А. Ковда

В.А. Ковда

 

Смотрите также:

 

Почва и почвообразование

 

Почвоведение. Типы почв

 

Книги Докучаева

докучаев 

Фитоценология

 

Химия почвы

 

Происхождение жизни

 

Геология

геология

Основы геологии

 

Геолог Ферсман

 

Черви и почвообразование

дождевые черви

 

Дождевые черви

 

Вернадский. Биосфера

биосфера

 

Геохимия - химия земли

 

Минералогия

минералы

 

Земледелие. Агрохимия почвы

 

Справочник агронома

 

Удобрения

 

Происхождение растений

растения

 

Эволюция биосферы

 

Земледелие

 

зелёные растения

 

Геоботаника

 

Общая биология

 

Биографии биологов, почвоведов

Биографии почвоведов

 

Эволюция

 

 

ГЕОХИМИЧЕСКАЯ ДИФФЕРЕНЦИАЦИЯ НА РУССКОЙ РАВНИНЕ

 

Важную роль в формировании гипергенной оболочки Русской равнины сыграла вековая геохимическая миграция продуктов выветривания, транспортируемых наземными и подземными водами ледниковых и послеледниковых эпох (Ковда, Самойлова, 1966).

 

В период наибольшего оледенения толщина материкового льда на Русской равнине достигла 1—1,5 км. Край ледника возвышался над равниной на 300—500 м, господствуя над уходящими к югу пространствами. Ледники и талые воды выносили массу механических взвесей и растворенного материала, который отлагался на разном расстоянии от края ледника в зависимости от мощности водных истоков, крупности частиц и в соответствии с закономерностями механической и педохимической дифференциации вещества (Марков, Лазуков, Николаев, 1965).

 

В нижнечетвертичное время поверхность Русской равнины лежала ниже современного уровня и была расчленена слабее, чем в настоящее время (Николаев, 1962). В течение антропогена на фоне общего поднятия Русской равнины быстрее поднимались территории положительных тектонических структур, т.е. современных возвышенностей. А некоторые части Русской равнины - Тамбовская и Приднепровская низменности - медленно опускались и опускаются в настоящее время. Вследствие этих противоположно направленных тектонических движений разность высот между возвышенностями и прилегающими к ним низменностями достигала 50—100 м и 6orfee. Теперь возвышенности южной части Русской равнины высятся как преграда, которая могла стоять на пути водных потоков, но в период таяния льдов максимального оледенения такие преграды, по-видимому, были ниже и водно-ледниковые потоки, как и грунтовые воды, достигали берегов Черного, Азовского и Каспийского морей.

 

Таяние льдов вызвало, как известно, эвстатическое поднятие уровня Мирового океана и трансгрессии морей. Уровень Каспия поднимался до отметки +50—70 м, а Черное море затопило прилегающие низменности (Марков, Лазуков, Николаев, 1965). В связи с этим базис эрозии повысился, устья рек оказались подтопленными, сток замедлился. Замедлению поверхностного и подземного стока способствовало и то, что вся Русская равнина была ниже, уклоны местности меньше. Малые уклоны русел, лощины, стоки, подпертость долин со стороны морей не могли не вызвать огромных разливов при интенсивности таяния льдов и поступлении ледниковых вод.

 

Если сопоставить южные границы распространения ледников и ледниковых вод с границами морских трансгрессий, становится ясным, что на Русской равнине почти не было условий для развития чисто элювиальных сухопутных ландшафтов. Они могли быть лишь на отдельных островах (Донецком кряже, Приволжской и Волыно-Подольской возвышенностях) среди обширных пространств, заливаемых талыми и подпитываемых грунтовыми водами. Но и на этих возвышенностях обнаруживается маломощный покров водных наносов.

 

Гидроморфное прошлое многих современных неоэлювиальных ландшафтов и почв Русской равнины подтверждается самими свойствами почвообразующих пород и почв. Водно-аккумулятивное происхождение почвообразующих пород, в частности лёссов и суглинков, доказьюается наличием в их толще 5-7 погребенных почв, минералов гидрогенного происхождения (марказит, сидерит, пирит), пресноводных моллюсков пыльцы древесных пород, включений гальки или валунов, линз песка и т.д. (Бондарчук, 1939; Заморий, 1957; Соколовский, 1958; Булавин, 1966; Веклич, 1957). Марганцево-железистые, кремнеземистые, карбонатные, гипсовые новообразования в породе и почве, остаточные скопления легкорастворимых солей, остатки и следы гидрофильной флоры и фауны свидетельствуют о палеогидроморфном происхождении наносов и почв. Подобные остаточные признаки имеют многие почвы, которые рассматривались прежде как исконно сухопутные: серые лесные, черноземы, каштановые, бурые, сероземы, такыры и др.

 

Изучение почв Русской равнины с историко-геохимической позиции позволяет сделать вывод о сложной истории ее почвенного покрова. Современный элювиальный характер почвообразовательного процесса является лишь новейшей стадией развития почв, которой предшествовали гидро- морфные стадии развития (подводная и кашллярно-гидроморфная). Напомним, что в понятие "гидроморфная стадия почвообразования" мы вкладываем представления не только об определенном типе водного режима, но и о накопительном типе баланса веществ при почвообразовании. Эти накопительные процессы обогатили и лёссы, и суглинки, и первичные почвы.

 

Итак, Русскую равнину следует рассматривать как сложную древнюю водно-аккумулятивную равнину, в образовании наносов, рельефа и почв которой принимали участие процессы, сходные с процессами, свойственными современным приледниковым , поемным и дельтовым ландшафтам. Примерно такой же путь прошли и другие великие равнины земной суши: Западно-Сибирская, равнины США, Канады, Восточно-Китайская равнина, низменности бассейна Амура—Сунгари, Венгерская низменность, равнины Центральной Австралии, Аргентины и др. Почвы этих равнин пережили подводную и капиллярно-гидроморфную стадию развития, которая и поныне сохранилась на погружающих участках их территории и закончилась, сменившись неоэлювиальной стадией в области поднятий.

 

В периоды таяния ледников Русская равнина находилась под воздействием многочисленных наземных и подземных водно-геохимических потоков, представлявших, в сущности, единый геохимический поток, который сформировал серию сопряженных геохимических поясов в направлении с севера на юг. Реки, начинавшие свой сток от края ледника на Русской равнине, отличались многоводностью, были насыщены кремнеземом и перегружены крупнозернистым материалом, так же как в Исландии р. Втна-Иокуль, питаемая ледником, которая только за один летний день может дать до 145 млн. м3 воды и до 112 тыс. т наносов.

 

Реки Русской равнины в период оледенения и отступания ледника были похожи на реки Аляски, Исландии и советской Субарктики (Лаврушин, 1963). Вероятно, в подобных условиях опесчаненный крупнозернистый материал откладывался в верхних частях течения приледниковых разливов, ручьев, рек. Это вело к многократной бифуркации и распаду рек и ручьев на отдельные рукава, а также к образованию обширных лощин стока, массивов зандровых песков и песчаных отложений в полесьях и ме- щерах. Эти пески позже подвергались чисто педогеохимическому оже- лезнению.

 

Размывая морену, ледниковые воды уносили на юг и юго-восток механические частицы и растворенные вещества. По мере удаления от границы ледника происходило утяжеление механического состава покрова образующихся отложений. Поэтому в направлении с севера на юг морены валдайского возраста сменяются песками, затем легкими суглинками и наконец тяжелыми суглинками и глинами. Эта картина механической дифференциации хорошо иллюстрируется составленным нами комплексным профилем (60).

 

Использованный для составления профиля аналитический материал относится только к почвам и почвообразующим породам ландшафтов, которые находятся в настоящее время в автоморфных условиях (равнинные водоразделы и террасы). Средневзвешенное содержание валовых форм макро- и микроэлементов было рассчитано для метровой толщи почв и выражено для макроэлементов в процентах, а для микроэлементов - в миллиграммах на 1 кг. Содержание гумуса и реакция среды даны лишь для гумусовых горизонтов почв. Механический состав пород и почв (нижняя часть диаграммы) позволяет проследить закономерную дифференциацию кластического материала. В направлении от Карелии к Черному морю наблюдается общая тенденция нарастания глинистости и утяжеления механического состава пород и почв и постепенное увеличение содержания монтмориллонита. Заметно растет к югу щелочность почв (рН).

 

На Русской равнине в направлении с севера и северо-запада на юг и юго- восток увеличивается засушливость климата, растет расход наземных и грунтовых вод на транспирацию и испарение и вместе с тем увеличивается концентрация растворов. Различные компоненты начинают выпадать в осадок по мере насыщения ими раствора. В ходе движения наземных и подземных вод на Русской равнине к*югу первыми из раствора выпадали соединения марганца, железа и затем кремнезема. Вместе с ними в осадок частично выпадали такие микроэлементы, как Си, Со, №. Ярко выраженная аккумуляция соединений марганца и железа, углекислого кальция и сопутствующих им микроэлементов наблюдается повсеместно в аккумулятивных ландшафтах севера и в заболоченных низинах, поймах и бессточных депрессиях типа Ильменской впадины.

 

Областью механической аккумуляции кремния в виде кварца является пояс полесий. Химическая же аккумуляция аморфного кремнезема происходила несколько южнее, на территории современной лесостепи.

 

Гидрогенная аккумуляция кремнезема зафиксирована в профиле серых лесных почв в виде обильных кремнеземистых присыпок через весь профиль почвы и подстилающей породы (с максимумом скопления на глубинах 60—120 см), т.е. в зоне бывшей капиллярной каймы.

 

Расположенные южнее и ниже по уклону местности современные степи, сухие степи и полупустыни являлись в гидроморфный период ареалом накопления углекислого кальция как в рассеянной форме, так и в виде конкреций, прослоев и т.п. В поясе аккумуляции СаС03 происходило и поныне местами происходит накопление в грунтовых водах и почвах карбонатов и бикарбонатов натрия. Реликты почв содового засоления и современные содовые солончаки и солонцы обнаруживаются в Днепровско-До- нецкой и Окско-Донской низменностях, в Среднем Заволжье и даже в черноземах юга.

 

Вследствие значительно большей растворимости сульфатов кальция по сравнению с карбонатами кальция гипс начинал выпадать в осадок значительно южнее, когда сильно возросший расход грунтовых вод на испарение вызывал их высокое концентрирование. Позже и южнее в отложениях и почвах появлялись и накапливались также другие легкорастворимые соли. Формирование карбонатно-сульфатной коры выветривания происходило поэтому в поймах и разливах нижнего течения ледниковых рек, как это наблюдается и в настоящее время в поймах рек юга Русской равнины.

 

Наконец, в областях древних эстуариев, устьев, дельт и в озерно-лиман- ных разлйвах у древних морских побережий наряду с СаС03 и CaS04 происходило накопление в грунтовых водах, грунтах и в почвенном профиле таких солей, как Na2S04, MgS04, NaCL Здесь же шло накопление соединений В, I, Zn,

 

Пояс карбонатных и гипсовых аккумуляций, как и пояс аккумуляции легкорастворимых солей (ныне остаточных) последовательно и отчетливо обособляется на южной половине Русской равнины, как это показано на комплексном геохимическом профиле ().

 

В поймах и дельтах современных крупных рек, сток которых направлен на юг, с известным основанием можно видеть упрощенную и уменьшенную модель Русской равнины периода интенсивного таяния ледников и формирования ее как сложной водно-аккумулятивной поверхности. В послеледниковое время Русская равнина пережила общее поднятие. Ранние этапы поднятий характеризовались обсыханием, которое сопровождалось усилением испарительной гидрогенной и биогенной аккумуляции в породах и почвах подвижных продуктов выветривания и почвообразования. Почвы развивались при высоком уровне пресных бикарбонатных грунтовых вод под покровом мощной луговой и лугово-лесной растительности. От этого времени сохранились скопления новообразований, погребенные почвенные горизонты, мощные запасы гумуса и микроэлементов в черноземах и лугово-черноземных почвах, а также пыльца древесных растений в реликтовых торфяниках, расположенных в современной степи.

 

На последующих этапах развития периодические разливы и затопления повторялись, но постепенно (с уходом ледника) прекратились. На низких частях равнины преобладали луговой, лугово-солончаковый, а на крайнем юге солончаковый гидроморфный режим почвообразования. На более поздних этапах послеледникового поднятия суши наметилось общее понижение уровня грунтовых вод, ксерофитизация лугов и постепенное исчезновение или сокращение парковых лесов, остепнение луговых почв с преобразованием их в черноземы, рассоление почв и остепнение солонцов с образованием каштановых почв. Развивалось эрозионное расчленение территории.

 

Почвы Русской равнины вступили в стадию неоэлювиального развития, протекающую без гидрогенной аккумуляции, но с выраженным биогенным аккумулятивным процессом.

Сильное выщелачивание почв и пород на севере и осолонцевание, осолодение и остепнение почв на юге полностью изменили былой лесо-луговой гидроморфный облик раннего послеледникового почвенного покрова. Однако обширные части территории Русской равнины и до сих пор еще имеют грунтовые воды на глубинах 2—8 м, т.е. все еще находятся в стадии гидроморфного или мезогидроморфного режима. Эти территории приурочены к Днепровско-Донецкой, Окско-Донской и Прикаспийской низменностям, Прикубанской и Приазовской равнинам, к морским побережьям, современным дельтам и низким террасам долин. Поэтому многие типы почв Русской равнины (например, серые лесные, черноземы, каштановые) имеют явные следы гидроморфного прошлого: железисто-марганцевые пятна или их мелкие конкреции, висячие горизонты конкреций углекислого кальция и гипса или их прослои, остаточные соли, остаточная солонцеватость. Об этом свидетельствует высокое содержание монтмориллонита, гидрослюд, наличие погребенных горизонтов, зерен пирита и т.д.

 

Следует подчеркнуть, что на Русской равнине встречаются и изначально автоморфные почвы, развитые на элювии коренных пород. Но занятые ими территории значительно меньше, чем это представлялось раньше.

 

Закономерности геохимической дифференциации в гипергенной оболочке Русской равнины прослеживаются в комплексном профиле от Карелии к Черному морю (). Профиль построен на обширном цифровом материале о составе наносов и почв Русской равнины и является фактическим подтверждением положений, рассмотренных выше.

 

В гидроморфных макроландшафтах юга Русской равнины и теперь накапливаются легкорастворимые соли (хлориды и сульфаты) и одновременно с ними бор, йод, бром. Речные воды содержат также повышенные количества названных микроэлементов и обогащены сульфатами и хлоридами. В грунтовых водах концентрация солей может достигать 10—30— 50 г/л. Южный участок профиля - это район Сивашей. Здесь представлены типичные современные гидроморфные ландшафты сульфатно-хлоридной аккумуляции.

 

К современным гидроморфным ландшафтам хлоридно-сульфатной, сульфато-хлоридной и хлоридной аккумуляции (содовой и содово-сульфатной) следует отнести также низовья рек Прикубанской низменности, Манычскую впадину и большую часть Прикаспийской низменности и Приазовья. Это дельтово-аллювиальные области интенсивного современного соленакопления, представляющие собой аккумулятивные равнины с высоким уровнем грунтовых вод, что и обусловливает активное засоление почвенной толщи в аридном климате. Но эти аккумулятивные равнины сложены продуктами геохимического и механического сноса с гор Кавказа.

 

Сложнее и своеобразнее история ландшафтов с "извечно" автоморф- ными почвами. Это территория высоких равнин: Приволжской, Волыно- Подольской и Ставропольской возвышенностей, Донецкого кряжа и Высокого Заволжья. Однако и в этих ландшафтах значительная часть почв развивалась не без влияния ледниковых вод и делювиального бокового притока влаги и растворов.

 

 

 

К содержанию книги: Ковда В.А. Биогеохимия почвенного покрова

 

 

Последние добавления:

 

Глазовская. Почвоведение и география почв

 

Сукачёв: Фитоценология - геоботаника

 

Сукачёв. БОЛОТОВЕДЕНИЕ И ПАЛЕОБОТАНИКА

 

ГЕОХИМИЯ ЛАНДШАФТА

 

Жизнь в почве  Агрохимик и биохимик Д.Н. Прянишников

 

 Костычев. ПОЧВОВЕДЕНИЕ  Полынов. КОРА ВЫВЕТРИВАНИЯ

 

Тюрюканов. Биогеоценология. Биосфера. Почвы

 

Почвоведение - биология почвы

 

Происхождение и эволюция растений