Поиск

Необратимость геологических и биологических циклов
27.10.2015

Анализируя значение геологического и биологического круговоротов в истории формирования почвенного покрова земного шара, нужно иметь в виду, что эти круговороты не замкнуты, а имеют характер бесконечной восходящей спирали. От цикла к циклу в земной коре накапливаются необратимые изменения.
Общепризнанно, что в процессе развития земной коры идет постепенно прогрессивное разрастание платформ на суше за счет сокращения площади геосинклиналей. На протяжении последних трех геотектонических циклов происходило непрерывное увеличение площади платформ. Значителен был прирост платформ в герцинском цикле. Еще большее развитие платформ произошло в результате альпийского цикла орогенеза.
Таким образом, необратимость и направленность геологических круговоротов особенно ярко проявляются в процессах постепенного нарастания площади платформ, в сокращении пространства, занятого геосинклиналями, и в ясно выраженной тенденции перехода планеты от геосинклинальной стадии к платформенной.
Современная геология имеет основание считать, что скорость развития земной коры в отмеченном направлении возрастала. Намечалось как бы учащение и усиление процессов горообразования. Вместе с тем происходило необратимое нарастание мощности осадочной и гранитной оболочек за счет все большего и большего вовлечения магмы в процессы выветривания, осадконакопления и почвообразования.
На протяжении геологической истории земного шара от палеозоя к кайнозою скорость накопления осадочных толщ, являющихся продуктами выветривания и почвообразования, выросла в 4—5 раз.
Появление жизни в конце докембрия ознаменовало начало биологического этапа в истории земного шара. В земной коре оформилась биосфера и чисто минеральные (стерильные) процессы механического и химического выветривания, перемещения и аккумуляции превратились в процессы геобиологические. Живое вещество стало могучим механизмом аккумуляции и преобразования солнечной энергии, играющей исключительную роль в геохимических и почвенных процессах. С этого момента изменились циклы превращений углерода, водорода, кислорода, азота, фосфора, серы на земном шаре. Наметилось ясное обогащение осадочных пород изотопами С12, S32, О16. Появление и накопление в атмосфере кислорода, а в коре выветривания органических кислот весьма усилило выветривание и увеличило интенсивность окислительного режима в земных оболочках. Тем самым существенно изменились условия миграции соединений железа и марганца в осадочных толщах земной коры.
Уменьшилась концентрация углекислоты в атмосфере и усилилось образование биогенных карбонатов кальция, дающих начало осадочным толщам известняков, мергелей и т. д. Наоборот, предпосылки к образованию доломитов ухудшились, что ясно прослеживается в уменьшении их синтеза по мере нарастания геологического возраста земной коры.
Общее возрастание роли окислительного режима наряду с влиянием •организмов (синтез и распад белков) создало предпосылки к более широкому проявлению процессов миграции и аккумуляции сульфатов. В то же время значение сульфидов, игравших до этого большую роль, существенно уменьшилось. Благодаря значительной роли фосфора в белках началась интенсивная миграция фосфора и синтез в земной коре биогенных фосфатов. Изменились циклы азота и его соединений (явления фиксации, амонификации, нитрификации, денитрификации).
По мере возрастания роли организмов в толщах земной коры все больше синтезировались и аккумулировались различные соединения углерода в форме каустобиолитов (каменный уголь, сланцы, торфы и др.) и перегнойных веществ почв и осадочных пород. Прогрессивно нарастала концентрация солей в Мировом океане — с 2—2,5% в палеозое до 3,5% в современном океане. Это в свою очередь увеличивало поступление солей в грунтовые воды и почвы во вторичных циклах миграции легкорастворимых солей (из морских осадочных пород).
В стратиграфии хемогенных и биогенных пород земной коры ясно намечаются два различных этапа; докембрий, который на протяжении около 3 млрд. лет характеризуется практически полным отсутствием признаков накопления биогенных осадочных пород, и весь остальной отрезок геологической истории земного шара начиная с кембрия, характеризующийся нарастанием роли биогенных пород (углей, нефти, фосфоритов, органогенных известняков, кремнистых пород и др.) в осадочных толщах земной коры. Особенно возрастает значение биогенных пород после девена.
Появился сложный комплекс гумусовых веществ в почвах и осадочных породах. Органические кислоты, гумусовые кислоты и их соли существенно изменили и осложнили процессы выветривания. Появились хелатные соединения гумуса и элементов семейства железа. Наконец, сложился почвообразовательный процесс и оформилась гумусовая оболочка на суше и в мелководьях так, как мы их знаем теперь.
Появление жизни, создавшей биосферу и исключительно деятельное «живое вещество», играющее огромную роль в геохимических процессах земной коры, знаменовало завершение абиотической стадии существования земной коры и начало стадии биотической, когда геологические процессы протекают при определяющем влиянии биосферы и геологические круговороты веществ тесно сочетаются и находятся в единстве с круговоротами биологического характера и с почвообразованием.