ПОЧВОВЕДЕНИЕ. Радиоактивность почв

Возраст современных почв. Когда образовались чернозёмы

Особого внимания заслуживает вопрос интерпретации данных о возрасте гумуса и его отдельных фракций, измеряемых радиоуглеродным методом. Современные почвы — это природные образования, в которых происходит непрерывное обновление углерода за счет разложения старого органического вещества и притока свежего в процессе ежегодного поступления и разложения растительных остатков.

В полностью сформировавшихся почвах реализуется состояние динамического равновесия, при котором приток свежего органического вещества компенсируется утечкой и распадом части гумусовых веществ почвы в результате биогенных, химических и физических процессов, протекающих в ней. Поэтому, когда говорят о возрасте современных почв, измеренном радиоуглеродным методом (относительный возраст), под ним понимают среднее время жизни молекул гумуса, которое пропорционально продолжительности периода, требуемого для завершения процесса гумусонакопления. Абсолютный же возраст определяется этим методом лишь для погребенных почв, лишенных притока органических веществ из верхних горизонтов в нижние.

В настоящее время опубликовано значительное число работ как в нашей стране, так и за рубежом по измерению абсолютного возраста погребенных почв и относительного возраста современных почв. К ним относятся, в частности, работы И. П. Герасимова, Г. В. Добровольского, А. П. Виноградова и их сотрудников и др. Измерения возраста погребенных почв дали результаты, совпадающие с датировкой другими методами, что указывает на их надежность для палеогеографических реконструкций.

Относительный возраст современных почв варьирует от нескольких сотен лет (для подзолов) до нескольких тысяч лет (для чернозёмов). Это указывает на то, что круговорот углерода в подзолистых почвах и, соответственно, процесс почвообразования происходят значительно быстрее, чем в черноземах. Эти различия связывают с тем, что в подзолах преобладает биологически активный и менее стойкий гумус, в черноземах — биологически инертный, который защищен от биологических агентов более выраженной степенью конденсированности и связями с минеральной частью почвы. Биологически активный гумус является показателем относительного возраста почв, биологически инертный — абсолютного, т. е. древних этапов почвообразования, запечатленных в почвенной толще.

Обнаружено также, что измеряемый возраст почв возрастает от верхних горизонтов к нижним, что обусловлено эффектом постепенной изоляции нижних горизонтов от притока молодого углерода по мере роста гумусированного слоя почвы вверх. Так, на трех разных типах почв Венесуэлы выявлена линейная зависимость между измеренным радиоуглеродным методом возрастом фракций органического вещества, остающегося в почве после ее обработки NaOH, и глубиной отбора образца. Предполагается, что радиоуглерод этих устойчивых к разложению фракций почвы не загрязнен молодым органическим веществом и его содержание в большей мере характеризует абсолютный возраст почв; радиоуглерод фракции, экстрагируемой NaOH, — современного происхождения.

Обработка полученных экспериментальных данных по этой модели дала значение абсолютного возраста 15 ООО лет, что соответствует окончанию последнего ледникового периода, т. е. отражает истинный возраст почв. Возраст фракции, извлекаемой NaOH, в верхних горизонтах дает даже отрицательные значения, что объясняется загрязнением гумуса радиоуглеродом, образовавшимся в атмосфере при ядерных испытаниях.