Поиск

Ортштейнообразование (часть 1)
20.10.2012

Возможность биологического происхождения железомарганцевых прослоек и конкреций в почвах предполагалась еще в первой половине текущего столетия. Однако наиболее веские доказательства их биогенной природы были получены значительно позднее, после того как исследователям удалось воспроизвести процесс образования ортштейнов в культурах микроорганизмов и установить, что в стерильных условиях концентрирования железа и марганца не наблюдается.
Механизм возникновения и формирования конкреций изучался микробиологами преимущественно в условиях морей, океанов и пресноводных озер, где физико-химический режим более стабилен, чем в почвах, и состав микрофлоры, участвующей в превращениях железа и марганца, в значительной степени другой. Тем не менее некоторые закономерности рассматриваемого процесса остаются общими для водных систем и для почв.
По мнению X. Эрлиха, окисление Mn2+ до Mn4 + микроорганизмами является ключом к пониманию роста железомарганцевых конкреций, так как окислы Mn4+ обладают высокой адсорбционной способностью, способностью ионного обмена и проявляют сродство к катионам, особенно к металлам с переменной валентностью. Химические реакции, приводящие к образованию конкреций, автор представляет себе в следующем виде:

Ортштейнообразование (часть 1)

X в уравнении (3) символизирует катион соответствующего металла; автор подчеркивает, что железо в данном случае переходит в трехвалентную форму. Реакция (2) катализируется бактериями, на реакцию (3) они оказывают лишь косвенное влияние. В ходе реакции (3) в состав конкреций включаются другие элементы.
В условиях суши концентрирующая деятельность железомарганцевых бактерий наиболее интенсивно проявляется в почвах, формирующихся в условиях влажного климата. В зависимости от экологической обстановки результаты их биологической активности могут быть различными. В одних случаях она приводит к созданию ожелезненных горизонтов или прослоек в профиле почвы, в других образуются железомарганцевые конкреции, в третьих — очень плотные ортштейновые плиты. Чем ярче выражено очаговое распределение соответствующих микробных колоний в почвенной толще, тем больше шансов для возникновения конкреций. При более равномерном развитии железомарганцевых бактерий в той или иной части почвенного профиля, а также при высокой плотности заселения, обусловливающей слияние разрастающихся колоний друг с другом, возникают железистые прослойки или ортштейновые плиты.
Локализация процесса биогенного накопления окисей железа и марганца в профиле почвы зависит в значительной степени от ее механического состава. В подзолистых почвах, сформированных на легких почвообразующих породах, этот процесс наиболее ярко проявляется в иллювиальных горизонтах. С.В. Быстров выделяет три формы иллювиальных горизонтов в песчаных почвах: рыхлые, слабо сцементированные и легко рассыпающиеся горизонты красноватого цвета (характерны для почв, развивающихся на карбонатных породах); желтоватые рыхлые, несцементированные горизонты В, образующиеся под мощными оподзоленными горизонтами (возникают в почвах на некарбонатных породах, в местах с глубоко залегающими грунтовыми водами); буровато-коричневые, часто черные, сцементированные горизонты, иногда довольно рыхлые и гумусированные, но могут быть и очень плотными, как бы образующими ортштейновую плиту, часто состоящую из отдельных конкреций.
В глинистых подзолистых почвах встречаются красноватые иллювиальные горизонты, не содержащие конкреций (почвы на карбонатных породах), иллювиальные горизонты тоже красноватого цвета и не содержащие конкреций (но конкреции образуются в подзолистом и иногда в гумусовом горизонтах) и иллювиальные горизонты, представляющие собой мощные железисто-марганцевые конкреции, что особенно характерно для почв субтропиков.
Интенсивное накопление железа и марганца типично не только для почв подзолистого типа, но и для буроземов, желтоземов, красноземов и других разновидностей почв, образующихся на феррсиаллитных и ферраллитных корах выветривания.
В некоторых подзолистых почвах и подзолах влажных субтропиков и тропических лесов ортштейнообразование протекает необычайно интенсивно. Иллювиальные горизонты обогащены полуторными окислами и марганцем, а скопления железомарганцевых конкреций достигают мощности 1.0—1.5 м. Ортштейновые зерна в описанных В.А. Ковдой глинистых почвах Абхазии составляют главную часть их скелета, а в горизонтах A1, А2, и AB на долю этих новообразований приходится от 30 до 35% от общей массы почвы.


Имя:*
E-Mail:
Комментарий:
  • bowtiesmilelaughingblushsmileyrelaxedsmirk
    heart_eyeskissing_heartkissing_closed_eyesflushedrelievedsatisfiedgrin
    winkstuck_out_tongue_winking_eyestuck_out_tongue_closed_eyesgrinningkissingstuck_out_tonguesleeping
    worriedfrowninganguishedopen_mouthgrimacingconfusedhushed
    expressionlessunamusedsweat_smilesweatdisappointed_relievedwearypensive
    disappointedconfoundedfearfulcold_sweatperseverecrysob
    joyastonishedscreamtired_faceangryragetriumph
    sleepyyummasksunglassesdizzy_faceimpsmiling_imp
    neutral_faceno_mouthinnocent
Введите два слова, показанных на изображении: *