Антропогенные процессы в литосфере

ЛИТОСФЕРА

Л. называют верхнюю каменную оболочку Земли, все компоненты к-рой нах-ся в твердом кристаллическом состоянии. Она включает земную кору, подкоровую верхнюю мантию и подстилается астеносферой.

Характерная особенность верхней мантии — ее расслоенность, установленная геофизическими методами исследований. На глубине около 100 км под материками и 50 км под океанами ниже подошвы земной коры находится астеносфера. Это слой, обнаруженный в 1914 г. немецким геофизиком Б. Гутенбергом. В данном слое установлено резкое снижение скорости распространения упругих колебаний, что объясняют размягченностью вещества в нем. Предполагают, что вещество там находится в твердо-жидком состоянии; твердые гранулы окружены пленкой расплава.
Выше астеносферы породы мантии находятся в твердом состоянии и совместно с земной корой образуют литосферу. Таким образом, считается, что мощность литосферы составляет 50—200 км, в том числе земной коры — до 75 км на континентах и 10 км под дном океана.
Ниже астеносферы располагается слой, в котором плотность вещества возрастает, что увеличивает скорость распространения сейсмических волн. Слой назван в честь русского ученого Б. Б. Голицина, впервые указавшего на его существование. Предполагается, что он состоит из сверхплотных разновидностей кремнезема и силикатов.
Верхняя часть земной коры, постоянно видоизменяемая под влиянием механического и химического воздействий погодноклиматических факторов, растений и животных, выделяется в отдельный слой, называемый корой выветривания.

В наши дни ценную информацию о строении Земли человечество получает путем бурения сверхглубоких скважин, а также специальным сейсмическим методом (от греческого слова seismos — колебание). Суть его такова. На поверхности Земли производят взрывы. Специальный прибор — сейсмограф — отмечает, с какой скоростью распространяются в земле колебания, вызванные взрывом. Их скорость в различных горных породах неодинакова. Чем твёрже горная порода, тем с большей скоростью распространяется внутри Земли эхо взрыва (взрывная волна), чем мягче – тем медленнее. Для каждой горной породы определена скорость распространения волн от взрыва (например, известно, что для твёрдого гранита эта скорость около 5 км/с, а для более мягкого песчаника почти в два раза меньше –3 км/c). Ученые по специальным таблицам определяют, через какие именно горные породы прошли колебания.

Характерным признаком л. явл-ся ее жесткость и прочность. Для того, чтобы литосферную плиту разрушить или дефомировать, необходимо к ней приложить дополнительные механические напряжения, превышающие предел ее прочности. Астеносфера – пластичная оболочка мантии, вещ-во к-рой вследствие высоких температур частично расплавлено. Она явл-ся зоной, ослабленной в механическом смысле и слабо сопротивляющейся сдвиговым напряжениям. Поэтому она допускает движение литосферы относительно нижней мантии. Для геодинамики л. важны два обстоятельства:

1. даже оставаясь в твердом состоянии, вещ-во астеносферы механически ослаблено и в нем может идти процесс ползучести, за счет к-рого а. в геологических масштабах времени ведет себя как вязкая жидкость;

2. а. выражена глобально, хотя ее глубина и физические св-ва варьруют в довольно широких пределах.

В океане толщина л. меняется от неск-х км под рифтовыми долинами срединных хребтов до примерно 100 км на периферии океанов. Под древними щитами континентов толщина л. достигает 300-350 км.

Природные процессы в литосфере

Осадконакопление ( седиментация) – процесс образования всех видов отложений в природных условиях при переходе осаждаемого материала из подвижного, взвешенного или растворенного состояния (в водной или воздушной среде) в неподвижное – осадок. Протекает о. на дне океанов, морей, рек и озер, а также на поверхности суши. В рез-те о. возникают осадочные горные породы, покрывающие около 75% поверхности материков.

Эндогенные процессы – это тектонические процессы, протекающие в земной коре и обусловленные внутренней энергией Земли. Они проявляются в виде различных тектонических движений, процессов вулканизма, землетрясений, метаморфизма горных пород и др.

Экзогенные процессы протекают на поверхности Земли или на небольшой глубине в земной коре и обусловлены внешними силами: энергией солнечного излучения, силами гравитации, движущихся воды и льда, жизнедеятельности организмов. Важнейшими из них следующие – выветривание, денудация, эоловые процессы, эрозия, аккумуляция, нивация.

К экзогенным процессам следует отнести также лавины, оползни и сели, к-рые наблюдаются только в горных областях. Развитие этих процессов имеет закономерный хар-р, однако их проявление в пространстве-времени слабо предсказуемо, поэтому они называются также стихийными природными явлениями, опасными, или экстремальными, катастрофами и т.д.

Антропогенные процессы в литосфере

В ХХ в. опустошено более 140 000 месторождений полезных ископаемых при полном игнорировании закономерностей и функций этих месторождений в природных процессах. В рез-те закрылись многие каналы космической энергии и информации, проникавшие в глубину литосферы.

Наблюдается активизация глубинных геофизических и геологических процессов; появляются новые их виды – гибридные, энергии и масштаб к-рых составляют сумму природных и антропогенных процессов. Например, землетрясение в Газли спровоцировано шоковой добычей газа.

Антропогенные землетрясения

Ант-е землет-я возникают в рез-те след-х видов деят-ти ч-ка.

Изменение гидростатич-х и гидродинам-х условий при окачке из коры флюидов или внедрении их.

(Флюид (магма) — жидкие и газообразные легкоподвижные компоненты магмы или циркулирующие в земных глубинах, насыщенные газами растворы. Предполагается, что в составе флюидов преобладают перегретые пары воды, присутствуют фтор, хлор, углекислота и многие др. Вещества)

. Возбуждение чел-м движений земной коры охватывает по меньшей мере ее верхние части, местами проникая и глубже. Таковы земл-я в районах нефтегазодобычи. В последнее время такое происхождение имели землет-я в след-х местах извлечения флюидов: Грозный (1971, март 1978, февраль 1979), Газли (май, июнь 1976, июнь 1978), Калифорния (октябрь 1976, август 1977, май 1979, январь 1980), Карпаты (март 1977)...., Мексика (март 1979), Нефтегорск (май 1995) и др. Эти зем-я различны по своей повторяемости, глубине залегания эпицентра, магнитуде, что естественно, поскольку велики различия в геол-м строении и особенностях антропоген-х измен-й гидродинамич-х условий. Например, в Грозном 7-балльное земл-е 1971 г. связано с падением в предшествующие годы (за 7 лет) давления на 250 атм в пластах меловых известняков на глубине 4 км, толчки последующих лет были слабее.

Широкую известность приобрели антроп-е земл-я в зонах водохранилищ, построенных в сейсмоактивных рай-х, а также относительно стабил-х в сейсмическом отношении рай-х, где активность была спровоцирована чел-м. Связанное с водохранилищем зем-е силой 8...9 баллов отмечалось на р.Койна в Индии в 1967 г. (180 чел. погибло и 2300 чел-к ранено), оно охватило площадь радиусом 700 км и вызвало значит-е разрушения. В пределах 5 баллов водохран-ми были спровоцированы зем-я в Китае, Замбии, Греции. Послабее были толчки во Франции, Испании, Швейцарии, Италии, Канаде и др. странах. В странах СНГ были земл-я у Нурекской ГЭС на р. Вахш, Чиркейской ГЭС в Дагестане и др. Сильное 8-балльное земл-е в 1963 году у г.Камень-на-Оби было связано с заполнением Обского моря объемом 8, 8 км³.

Воздействуют на сейсмическую обстановку антропогенные взрывы. Каждые сутки на планете осуществ-ся более 5000 взрывов: строит-е, хозяй-е, военно-прикладные. Подземные ядерные взрывы эквивалентны земл-м с магнитудой 5....6, 8 баллов. Они могут вызывать разрывы в земной коре (н

апример, испытательные взрывы вызвали их в штате Невада).

Антропог-е взрывы меняют рисунок естест-х сейсмич-х процессов. Земля испытывает искусст-е земл-я и, как рез-т, срываются, разряжаются природные накопления сейсмич-й энергии. Причем Земля реагирует не сразу, а через год-два. Все это вызывает необходимость прогнозирования послед-й таких взрывов.

Антроп-е земл-я могут возникать также в рез-те воздей-я на природу со стороны массовой поведенческой и психологической деят-ти людей. Предполагается, что интегральная положит-я психическая энергия чел-ва (или отдельно высоко развитого чел-ка) производит уравновешивание (разрядку) локальных возбуждений подземного огня (плазмы в твердом теле) и их откликов в ионосфере, т.е. готовящихся земл-й. Таким образом, устанавливается периодизация сейсмического режима Земли и может происходить снижение числа особо разрушительных земл-й.

Мощные соц-е потрясения (войны, эконом-е кризисы и др.) приводят к тому, что психическое сост-е людей становится отрицательным и не способно нейтрализовать напряжения в очагах будущих земл-й. Более того, хаотизируя излучения в диапазоне 0, 1....10 Гц, психофизические воздействия людей на данной терр-ии могут явиться источником накачки сейсмического очага и стать пусковым мех-м для готовящегося земл-я.

Так, следует указать на возм-ть триггерной роли чел-й психичес-й энергии при Спитакском земл-ии 7 декабря 1988 г.

(Три́ ггер (англ. trigger) — это хранимая процедура особого типа, которую пользователь не вызывает непосредственно, а исполнение которой обусловлено наступлением определенного события (действием).

Этому событию предшествовало усиление стрессового напряжения людей на данной терри-рии. Интенсивность земл-я 10, 1 балла, магнитуда 6, 8...: 9, погибло 25 тыс. чел-к, ущерб оценивается в 14 млрд. долларов, под угрозой оказалась АЭС.

Другой пример – 7 декабря 1992 г. произошло Рачинское земл-е с эпицентром в с.Хахет (интенсивность свыше 9 баллов, магнитуда 7) близ Южной Осетии, на территории к-рой затянулся грузино-осетинский конфликт.

ДО!

ГИДРОСФЕРА

Существуют разные подходы к определению понятия г. Одна группа ученых считает правомерным относить к г. только те сферы планеты (или части сфер), где в жидком, твердом или газообразном состояние сод-ся свзанная вода. Другие считают, возможным относить к ней также сферы (или их части), где связанная вода отсутствует, но компоненты воды входят в с-в других хим-х соед-й.

При первом подходе в с-в г. включаются вся океаносфера, повер-е воды части литосферы, ледники, реки и озера, почвенные воды, воды болот и воды атмосферы. В этом случае нижняя граница г. проводится в литосфере и приурочена к основанию водоносных гор-в или нижнему пределу проникновения в толщу литосферы свободных гравитационных вод.

При втором подходе в с-в г. дополнительно включаются области распространения хим-х соед-й, включающих в себя компоненты воды. Это позволяет нижнюю границу г. проводить намного ниже, опустив ее в недра Земли, включив в г. всю земную кору полностью и приблизив границу к поверхности Мохоровичича.

Граница (поверхность) Мохоровичича (сокращённо Мохо) — нижняя граница земной коры, на которой происходит резкое увеличение скоростей продольных сейсмических волн с 6, 7—7, 6 до 7, 9—8, 2 км/сек, и поперечных — с 3, 6—4, 2 до 4, 4—4, 7 км/сек. Плотность вещества также возрастает скачком, предположительно, с 2, 9—3 до 3, 1—3, 5 т/м3.[1]

Поверхность Мохоровичича прослеживается по всему Земному шару на глубине от 5 до 70 км. Она может не совпадать с границей земной коры и мантии, вероятнее всего, являясь границей раздела слоёв различного химического состава. Поверхность, как правило, повторяет рельеф местности.

Установлена в 1909 году хорватским геофизиком и сейсмологом Андреем Мохоровичичем на основании сейсмических данных.

Что касается верхней границы г., то она обычно проводится в верхней атмосфере.

Если подходить к г. как одной из прир-х сфер ОС, то представляется целесообразным под г. понимать только области распространения несвязанной воды, где она сод-ся в газообразном, жидком или твердом состоянии, то мы принимает первый из двух расмотренных выше подходов. При этом имеется в виду, что г., взятая в пределах распространения свободных вод, не явл-ся замкнутой сис-й. Она разомкнута как на подстилающие слои атмосферы (где вода нах-ся в связанном состоянии и при определенных условиях может переходить в свободное состояние и пополнять свободные воды гидросферы; возможны и обратные процессы связывания свободных вод г. при переходе их с с-в горных пород), так и на космическое пространство (за счет диссоциации водорода в космос и поступление воды в г. в составе космической пыли и метеоритного вещ-ва). Такая концепция не противоречит положению о единстве всех вод Земли, поскольку опирается на постоянны процесс водообмена.

Вода в атмосфере

В высоких слоях атм-ры нет физико-химич-х условий, благоприятствующих накоплению воды, поэтому основная масса воды (не менее 95%) сосредоточена в нижнем слое до 20 км. Вода в атмосфере нах-ся в газообразном, жидком и твердом состоянии. В атм-ре сод-ся небольшая часть воды г-ры, но это наиболее подвижная и, следовательно, наиболее активная ее часть, оказывающая воздействие не только на атм-ру, но также на состояние и развитие лит-ры и биос-ры.

Поверхностные воды

Мировой океан сод-т основную массу пов-х вод г. Земли и занимает площадь 361, 1 млн. км². Океанические воды хар-ся соленстью. Сол-ть – это полная масса всех солей в граммах, содержащ-ся в 1 л воды. В.И.Вернадский пишет, что сол-ть океанической воды очень часто рссматривают как рез-т накопления солей, выносимых в океан реками в течение млрд лет. Но

если сравнить порядок распространенности отдельных хим-х соед-й в океанич-й и речной воде, легко убедиться, что это два разных типа воды: в океанич-й воде 88, 7% солей – это хлориды и ничтожная часть – карбонаты, в речной воде карбонатов до 80%. Главная масса солей океанической воды создавалась и создается до сих пор или из наземных вулканических извержений, сопровождающихся всегда ливнями, или выходами вулканов и фумаролл на морском дне.

Фумаро́ ла (ит. fumarola, от fumo дым) — источник горячих газов в кратерах и на склонахвулканов, а также в корке остывающих лавовых потоков. Через фумаролы выходят газы, растворенные в магме. Как правило, над крупными фумаролами клубится густой пар, поскольку в магме содержится большое количество воды. Помимо воды, через фумаролы выделяется углекислый газ, всевозможные оксиды серы, сероводород, галогеноводороды и другие химические соединения, что делает эти выделения опасными для человека.

Тем не менее, насыщенные водой фумарольные дымы — это питательная среда для некоторых видов бактерий, и многие минералы, образующиеся у фумарол, например, самородная сера, имеют биологическое происхождение.

Впадающая речная вода не в состоянии изменить первоначальное сходство сос-ва океанической воды и растворимых частей продуктов вулканических процессов. Средняя сол-ть океанических вод 35%_о. Наибольшая соленость наблюдается между 20.....25^о широты, где наибольшее испарение. Однако самую большую сол-ть имеют Красное море и Персидский залив (42%_о), наиболее низкую (7%_о) – Балтийское море. Общее кол-во растворенных в океан-х водах хим-х соед-й составляет 48000 трлн. т. Если бы удалось извлечь из океан-х вод эти растворенные эл-ты, они бы покрыли бы эту пов-ть слоем 45 м. В водах Мирового океана сод-ся столько золота (при среднем сод-нии его 0, 00001 г в 1 м³ воды), что если его извлечь, на каждого жителя Земли его пришлось бы более 3 т.

Мировой океан определяет лицо биосферы: огромная масса его вод формирует климат планеты, служит источником большой части атм-х осадков. Более половины кислорода поступает в атм-ру из океана благодаря обитающим в океане зеленым растениям. Мировой океан наряду с лесами – регулятор сод-я углекислоты в атм-ре.

Для океанических вод харак-на с-ма поверхностных течений, образующихся под воздействием господствующих ветров. Вокруг субтропич-х антициклонов образуются циркуляционные кольца течений: в северном полушарии по часовой стрелке, в южном – против.

К поверхностным водам относятся также ледники и постоянно залегающий снежный покров, занимающие площади 16227 тыс. км². Из них на долю Антарктиды приходится 13997 тыс. км², Гренландии - 1801 тыс. км², арктических островов – 225 тыс. км² и горных районов -224 тыс. км².

Современное состояние ледника опред-ся процессами обмена массами и энергиями ледника и окружа-й среды – атм-й, земной корой, а в ряде случаев и океаном. Различают внешний и внутренний массоэнергобмен между ледником и прилегающим слоем воздуха. Внутренний массоэнергобъем зависит от процессов, протекающих внутри ледника и на его ложе; источниками тепла здесь служат геотермический поток, энергия движения и преобразования льда, перемещение и замерзание воды в ледниковой толще. Большое значение для массоэнергобмена имеют внутриледниковая и подледниковая абляция (таяние льда при таянии), а также экзарация (ледниковая эрозия), перенос и отложение моренного материала.

Суммарный объем ледниковых покровов в 50....70 раз больше объема воды, принимающего участие во влагообороте. Это существенный для ч-ка резерв пресной воды. В настоящее время наблюд-ся сокращение объема оледенения и площади ледников в связи с увеличеснием сод-я в воздухе углекислого газа, т.к. благодаря этому усиливается парниковый эффект.

Воды озер также относятся к поверхностным водам. Озера занимают площадь 2058, 7 тыс. км². Они располагаются в одиночку или группами. К первым относятся такие крупные, как Байкал, Балатон, Онежское и др. Многочисленные группы образуют озера в Фенноскандии, Северо-Американские Великие озера, озера приальпийских предгорий, Великие Африканские озера; терр-рии с многочисленными озерами наз-ся озерными областями.

К поверхностным водам относят также воды болот, занимающих лощадь 2682, 6 тыс. км². Болота образуются обычно при равнинном рельефе, чаще на пов-ти осадочного чехла плит платформ в условиях замедленного поверхностного стока и избыточно влажного климата. Заболачиванию способствует наличие близкого водоупора в условиях обильного застойного или слабоприточного увлажнения грунта в течение большей части года.

Наиболее обширные площади болот расположены на равнинах в тундре и тайге северного полушария в районах с многолетней мерзлотой, служащей водоупором. Таковы болота Западно-Сибирской низменности.

Воды в руслах рек. Реки представляют собой естественные водные потоки, текущие в выработанных ими руслах, как правило, постоянные, питающиеся за счет стока с их водозабора. В питании рек принимают участие дожди, снега, ледники и подземные воды. Главная хар-ка рек – величина их стока (расход, годовой объем), к-рая при одной площади водосбора может быть очень различной, в зависимости от источников питания и их сочетания, к-рые в разых регионах связаны с географической широтой, рельефом, климатическими особенностями. Реки, в отличие от других малых составляющих г. – это быстрые транспортеры воды. Поэтому, имея сравнительно небольшой мгновенный запас воды в своих руслах, реки в течение года доставляют к устьям массу воды в 30....40 раз большую. Реки разнообразны по свои размерам, глубинам и скоростям течения.

Подземные воды

К подземным водам относятся воды, нах-ся в горных породах верхней части лит-ры в жидком, твердом и парообразном состоянии. Природные с-мы подземных вод связаны с процессами вертикального перемещения вод в толще грунтов: это гравитационные силы, для к-рых характерно просачивание по трещинам под действием силы тяжести сверху вниз, и капиллярные воды, к-рые поднимаются по капиллярам в грунтах сверху вниз.

Природные комплексы под-х вод распространены на терр-рии 134 800 км². Есть страны, где потребность в воде полностью (Сауд. Аравия) или частично (Тунис, Дания, Бельгия) обеспечиваются за счет подземных вод. Очень велика роль под-х вод в водообеспечении жителей пустынь и районов развития многолетней мерзлоты. В ряде стран ближнего зарубежья значительная часть используемых водных ресурсов покрывается за счет под-х вод: в Азербайджане 60%, в Узбекистане 50%, в Туркмении и Армении – 40%.

Из различных с-м под-х вод рассмотрим две – почвенную влагу и подземные льды – как имеющие наибольшее значение в формировании прир-х ландшафтов.

Почвенная влага как природная с-ма занимает площадь в 82000 км². Водный режим почвы в основном опред-ся атм-ми осадками – годовым кол-вом осадков, распределением осадков в течение года, их формой (например, при ливневых дождях вода не успевает проникнуть в п-ву, стекает в виде пов-го стока) и испаряемостью. Получаемая почвой влага расходуется на почв-й сток, испарение, отсасывание корнями растений и др.

Подземные льды явл-ся аналогами подз-х вод в зоне многолетнемерзлых пород. Они занимают площадь около 21000 км², располагаясь преимущественно в субарктическом и арктическом поясах, и только в Восточной Сибири проникают далеко на юг в умеренные широты.

ДО!

ЗАПАСЫ ПРЕСНЫХ ВОД И ИХ РАЗМЕЩЕНИЕ

Размещение общих запасов пресных вод на Земле приведено в таблице, из к-рой видно, что основная доля запасов пресных вод (около 2/3) нах-ся твердом состоянии и приурочена преимущественно к ледникам. Подавляющая масса льдов при этом –ледниковые покровы. Наибольший интерес представляе объем ежегодно возобновляемых ресурсов пресных вод. Он приблизительно может быть приравнен к суммарному годовому стоку рек и океанов – 45 тыс.км³. это и есть те водные ресурсы, к-рыми располагает чел-во для удовлетворения своих многообразных потребностей в воде. Вследсткие ежегодной возобновляемости и легкодоступности именно речные воды аиболее пригодны для использования ч-ком. Годовой сток всех рек мира только в польлра раза больше объема вод Байкала (23 тыс.км³) и Великих американских озер (22, 7 тыс.км³).

Основные функции биосферы

В.И.Вернадский писал о б.: « Б. – область жизни – с точки зрения хар-ра ее пространства явл-ся различной: она составлена из участков разного пространства». Здесь он имел в виду, что живое вещ-во более или менее непрерывно распределено по земной пов-ти, оно образует на ней тонкий, но сплошной покров.

Еще необходимо отметить 3 положения, к-рые им высказаны.

Первое – о пространственном распространении б. Б. составлена из участков разного прост-ва, т.е. живые орг-мы обитают в лит-ре, атм-ре, гид-ре и почве. В этом смысле б. мозаична. Но вместе с тем она образует сплошной покров, обволакивающий земной шар и проникающий в различные сферы. Особенностью этой оболочки явл-ся концентрация в ней энергии, выработанной живым вещ-м из космич-й энергии.

Второе – б.- сфера Земли, в к-рой живое вещ-во, орг-мы, принимают и трансформируют поступающую на Землю косм-ю энергию в иные виды энергии – электрическую, хим-ю, механ-ю, тепловую и другие. При этом согласно данным радиоастрономии, косм-е излучения поступают не только в пределах одной октавы видимого спектра, а охватывают десять октав. И взаимодействие этих космических излучений как галактического, так внегалактического происхождения с биосферой еще подлежит изучению.

Третье – организованность б. Он отмечает, что б. представляет особую степень организованности нашей планеты. Б. как планетная с-ма входит в более обширную надсистему Земли, обладающую единством взаимодействия земного и космического процессов. Антропогенное воздействие на природу с помощью тех-х средств проникает все глубже в недра Земли и космическое пространство (посредством космических кораблей и каналов связи с другими планетами и их спутниками). Космическое назначение б.- обеспечение планеты Земля в с-ве Солнечной с-мы постоянным источником выработки излучений определенной частоты, необходимых для поддержании межпланетарного равновесия и энергетическо-информационных связей, обеспечивающих общее эволюционное развитие Солнечной с-мы.

Педосфера

Почвы – особое природное образование, обладающее рядом свойств, присущих живой и неживой природе, сформировавшееся в рез-те длительного естественного преобразования поверхностных слоев лит-ры под совместным взаимообусловленным воздействием гидросферы, атм-ры, живых и мертвых организмов. П.- одна из составных частей окружающей среды. Важное ее свойство – плодородие, т.е способность обеспечивать рост и развитие растений. Это св-во п. играет первостепенную роль в функционировании биосферы и жизни чел-ка.

В качестве синонима термина “педосфера” используется понятие “почвенный покров Мира” или Земли, т.к. составляющие педосферу почвы покрывают большую часть поверхности земной суши. Изучению педосферы посвящена особая естественно-историческая наука – почвоведение. Впервые термин “педосфера” был введен в научный оборот профессором Московского университета А.А.Яриловым в его монографии “Педология как самостоятельная естественно-научная дисциплина о земле”, изданной в 1905 г. в Юрьевском университете (ныне г. Тарту, Эстония). Ныне этот термин довольно широко используется в научно-исследовательской литературе и учебниках по почвоведению.

Педосфера, т.е. почвенный покров Земли, состоит из огромного числа самых разнообразных почв. Впервые понятие о почвах как особых природных телах ввел в науку выдающийся русский ученый–естествоиспытатель В.В. Докучаев. В своей знаменитой книге 1883 г. " Русский чернозем" (см. [21]) он предложил понимать под почвами " вполне самостоятельные естественно-исторические тела, которые являются результатом чрезвычайно сложного взаимодействия местного климата, растительных и животных организмов, состава и строения материнских горных пород, рельефа местности, наконец, возраста страны". Это определение послужило в дальнейшем теоретической основой новой естественно-исторической науки – генетического почвоведения. Вследствие разнообразия природных условий на пространствах земных континентов разнообразны и почвы, слагающие их почвенный покров. Согласно национальным и международным классификациям, в мире насчитываются сотни типов и многие тысячи видов и разновидностей почв, различающихся по их строению, физическим и химическим свойствам, гидротермическим режимам, составу и жизнедеятельности обитающих в почве животных и микроорганизмов (см. Мировая коррелятивная база почвенных ресурсов, 2007 [35]).

Факторы и процессы почвообразования

Рассмотрим факторы естественного почвообразования:

1. Почвообразующие породы или субстрат, определяют физические свойства почвы – водо- и воздухопроницаемость, водоудерживающую способность. Они определяют водный и тепловой режим почвы, скорость передвижения в ней вещ-в, минерал-й и хим-й сос-в, первоначальное сод-е эл-в питания для растений. От хар-ра материнской породы в большой степени зависит тип почв.

2. Органические соед-я почвы формируются в рез-те жизнедеятельности растений, животных и микроорганизмов. Из этих компонентов основная роль в почвообразовательном процессе принадлежит растительности. Наибольшее кол-во орг-го вещ-ва дают лесные сообщества, особенно во влажных тропиках. Меньше орг-й массы создается в условиях тундры, пустынь и болотистой местности.

3. Климат – один из важнейших факторов почвообразования. С ним связаны тепловой и водный режимы, влияющие на физико-химические и биол-е процессы.

4. Рельеф – один из факторов перераспределения по земной пов-ти тепла и влаги. С изменением высоты местности меняются тепловой и водный режимы почвы. Рельеф обуславливает высотную поясность почвенного покрова в горах, а также определяет влияние на почву грунтовых, талых и дождевых вод, миграцию раствор-х вещ-в.

5. Время – необходимое условие для любого природного процесса. Возраст почв Восточно-Европейской равнины, Западной Европы, Западной Сибири и Северной Америки достигает нескольких тысяч лет.

Географическое разнообразие почв получает отражение на разномасштабных почвенных картах, которые составляются как на небольшие участки земли, так и на территории целых стран, континентов и всего Мира. Первая мировая почвенная карта, была составлена В.В. Докучаевым в 1899 г. в виде схемы, содержала всего пять природных почвенных зон и была действительно картографической схемой. Однако ее научной значение очень велико, т.к. впервые в истории естествознания было показано, что распространение разных почв на планете Земля не случайно и хаотично, а имеет вполне закономерный характер. Эта карта-схема наглядно отразила открытый Докучаевым мировой закон зональности почв и положила начало новой науки – географии почв [22, 23).

Дальнейшее развитие географии и картографии почв открывало все большее разнообразие почв и показывало насколько более сложной является структура почвенного покрова Земли в сравнении с первоначальными представлениями, отраженными на первых почвенных картах начала ХХ века.

Среди современных мировых почвенных карт особое место занимает Почвенная карта мира ФАО-ЮНЕСКО [47]. Это первая в истории мировой картографии почвенная карта, составленная на основе международного сотрудничества ученых многих стран. Ее составление заняло почти 20 лет (1961-1978 гг.). Она опубликована на 19 листах в масштабе 1: 5000000 и сопровождается пояснительными текстами в нескольких томах.

На основе этой карты в 1982 г. была дана оценка почвенных ресурсов Земли. Современные знания о географическом разнообразии почв и структурах почвенного покрова дают основание рассматривать почвенный покров Земли, ее педосферу, как сложную природную систему, обладающую структурно соподчиненным типом строения, сложившимся в результате длительной истории развития и взаимодействия эндогенных и экзогенных, биологических и геологических факторов на поверхности земной суши. Педосфера включает такие крупные почвенно-географические структуры как почвенно-географические пояса, секторы и области, почвенные зоны и провинции, округа и районы. Выявлено также наличие крупных почвенно-геохимических «формаций» и «полей», отражающих закономерности биогеохимических процессов на пространствах земных континентов.

В ХХ веке основное внимание почвоведов было направлено на изучение генезиса, свойств, систематического и географического разнообразия почв, а также на повышение плодородия почв в условиях сельскохозяйственного производства. Несравненно меньше внимания уделялось влиянию почв и почвенного покрова на состояние атмосферного воздуха, поверхностные и грунтовые воды на здоровье человека и биосферы в целом.А между тем, на рубеже ХХ и ХХI веков человечество впервые столкнулось с глобальной угрозой экологического кризиса, вызванного неконтролируемым использованием природных ресурсов, обострилась необходимость контроля за использованием природных ресурсов, усилением природоохранных мероприятий, борьбы с опустыниванием и деградацией почв. В почвоведении это послужило стимулом для анализа и оценки экологической роли почв в биосфере и жизни человека. Почвы все в большей мере стали изучаться не только с генетической и агрономической точек зрения, но и как сложные полифункциональные природные системы, оказывающие воздействие на другие экосистемы и биосферу, включая экологические условия жизни человека.

Классификация почв

Классификация почв — система разделения почв по происхождению и (или) свойствам.

Тип почвы — основная классификационная единица, характеризуемая общностью свойств, обусловленных режимами и процессами почвообразования, и единой системой основных генетических горизонтов.

Подтип почвы — классификационная единица в пределах типа, характеризуемая качественными отличиями в системе генетических горизонтов и по проявлению налагающихся процессов, характеризующих переход к другому типу.

Род почвы — классификационная единица в пределах подтипа, определяемая особенностями состава почвенно-поглощающего комплекса, характером солевого профиля, основными формами новообразований.

Вид почвы — классификационная единица в пределах рода, количественно отличающаяся по степени выраженности почвообразовательных процессов, определяющих тип, подтип и род почв.

Разновидность почвы — классификационная единица, учитывающая разделение почв по гранулометрическому составу всего почвенного профиля.

Разряд почвы — классификационная единица, группирующая почвы по характеру почвообразующих и подстилающих пород.

Единой общепринятой классификации почв не существует. Наряду с международной (Классификация почв ФАО и сменившая её в 1998 году WRB) во многих странах мира действуют национальные системы классификации почв, часто основанные на принципиально разных подходах.

В России к 2004 году специальной комиссией Почвенного института им. В. В. Докучаева, руководимой Л. Л. Шишовым, подготовлена новая классификация почв, являющаяся развитием классификации 1997 года. Однако российским почвоведами продолжает активно использоваться и классификация почв СССР 1977 года.

Из отличительных особенностей новой классификации можно назвать отказ от привлечения для диагностики факторно-экологических и режимных параметров, трудно диагностируемых и часто определяемых исследователем чисто субъективно, фокусирование внимания на почвенном профиле и его морфологических особенностях. В этом ряд исследователей видят отход от генетического почвоведения, делающего основной упор на происхождении почв и процессах почвообразования. В классификации 2004 года вводятся формальные критерии отнесения почвы к определённому таксону, привлекается понятие диагностического горизонта, принятое в международной и американской классификациях. В отличие от WRB и американской Soil Taxonomy, в российской классификации горизонты и признаки не равноценны, а строго ранжированы по таксономической значимости. Бесспорно важным нововведением классификации 2004 года стало включение в неё антропогенно-преобразованных почв.

В американской школе почвоведов используется классификация Soil Taxonomy, имеющая распространение также в других странах. Характерной её особенностью является глубокая проработка формальных критериев отнесения почв к тому или иному таксону. Используются названия почв, сконструированные из латинских и греческих корней. В классификационную схему традиционно включаются почвенные серии — группы почв, отличных лишь по гранулометрическому составу, и имеющие индивидуальное название — описание которых началось ещё при картировании Почвенным бюро территории США в начале XX века.

Антропогенное почвообразование

В научной литературе для земель после горных работ и других нарушений почвенного покрова закрепилось обобщённое название «техногенные ландшафты», а изучение почвообразования в этих ландшафтах оформилось в «рекультивационное почвоведение»[11]. Был предложен также термин «технозёмы»[12], по сути представляющий попытку объединить Докучаевскую традицию «-зёмов» с техногенными ландшафтами.

Отмечается, что логичнее применять термин «технозём» к тем почвам, которые специально создаются в процессе технологии горных работ путем разравнивания поверхности и насыпания специально снятых гумусовых горизонтов или потенциально плодородных грунтов (лёсса). Использование этого термина для генетического почвоведения вряд ли оправданно, так как итоговым, климаксным продуктом почвообразования будет не новый «-зём», а зональная почва, например, дерново-подзолистая, или дерново-глеевая.

12 3 4 5 6 7 8 Следующая ⇒