Поиск

Вулканизм
28.10.2015

Вулканизм играет необычайно важную роль в процессах почвообразования и влияет на свойства современного почвенного покрова. Земледельцы, агрономы и почвоведы стран действующего и недавнего вулканизма выделяют большой класс так называемых вулканических почв, обычно высокого и устойчивого плодородия. Такие почвы типичны для Индонезии, Филиппин, Японии, Гавайских островов, Эфиопии, территории Восточно-Африканского грабена, Италии, Чили, Центральной Америки и др.
В настоящее время на Земле насчитывается около 500 действующих и до 1000 потухших вулканов, но активных в течение четвертичного периода. Бесчисленное множество вулканов действовало в разное время геологической истории каждого материка. Вероятный порядок их численности за минувшее время жизни Земли — десятки и сотни миллионов. Каждый действующий вулкан выбрасывает регулярно или эпизодически колоссальные объемы измельченной породы, изливает вязкую или жидкую текучую лаву и тонкий минеральный материал — пепел, покрывающие сотни и тысячи квадратных километров, выделяет более или менее постоянно газы (СО2, CO, H2S, SO2, SO3, NH4Cl, N, Н, CH4, HCl), перегретые пары воды и серы. Есть подсчеты, показывающие, что ежегодное поступление пирокластического материала из действующих вулканов составляет в настоящее время около 3 млрд. т. При взрыве вулкана Кракатау в Индонезии в 1883 г. около 4 км3 объема вулканического конуса было выброшено в воздух на высоту до 40 км, а тончайшая пыль и пепел после этого взрыва оседали долгие годы в разных частях планеты.
Везувий в начале нашей эры (79 г.) засыпал в районе Неаполя многометровым слоем пепла города Помпею и Геркуланум, а также огромные территории Южной Италии. С тех пор сильные извержения Везувия повторялись неоднократно, сопровождаясь поступлением на поверхность все новых масс пепла, газов, вулканических вод. Почвы почти всей территории Южной Италии имеют явные или скрытые признаки влияния вулканических осадков.
В Японии из 200 зарегистрированных вулканов 60 являются действующими, постоянно снабжающими окружающие пространства пеплом, газами, растворами. Четвертая часть территории Японии подвержена влиянию современного вулканизма (свежие осадки пеплов, погребенные почвы нескольких циклов, перекрытые прослоями лавы, пемзы или пеплов). Влияние процессов вулканизма на почвы Японии, по наблюдениям японских почвоведов, насчитывает не менее 2 млн. лет. В Индонезии (120 зарегистрированных и в том числе 70 действующих вулканов) и на Филиппинских островах та же картина непосредственного влияния вулканизма на почвы в течение всего четвертичного и третичного периодов.
Почти все острова Тихого океана, от Курильских и Сахалина до Гавайских, Соломоновых, Галапагосских, Антильских и т. д., имеют вулканическое происхождение. Для этих островов характерны слоистые базальты и лавы, перемежающиеся толщи пеплов и погребенных почв.
Почвы Новой Зеландии также формируются под определяющим влиянием современного и недавнего вулканизма. Эфиопия и великий Восточно-Африканский грабен покрыты базальтами, лавами, туфами и пеплами древних и современных вулканов. Активные вулканы и поныне выбрасывают тонкий пепел, газы, термальные воды. Центральная Америка с Антильскими и Караибскими островами, Чили, Перу, Аляска, Алеуты и Исландия — области древнего и современного вулканизма, многократного выпадения на почвы пепла и образования лавовых покровов.
В докембрии мощный вулканизм был характерен для территорий современных Австралии, Центральной и Юго-Восточной Азии, Северной Африки и запада Северной Америки. В кембрии вулканизм захватил пространства, ныне вошедшие в Центральную и Северную Азию, Западную Европу, Австралию и Северную Америку. В течение ордовика и готланда территории Юго-Западной и Северо-Западной Европы, Северной Азии, запада и востока Северной Америки испытывали новую волну вулканизма.
Широко проявился вулканизм в девоне (Полярная, Северная и Центральная Азия, Уральская геосинклиналь от полярных районов до Средней Азии, Северо-Восточная Азия и Приамурье, Южная Европа и Украина, Северная Америка). С изменениями в географии сети вулканов и с некоторым ослаблением активности это продолжалось в перми, триасе и юре.
Третичный период был одним из кульминационных периодов в истории вулканизма и его влияния на создание базальтовых покровов, рыхлых пирогенных наносов, аллювиальных и эоловых отложений вулканического происхождения. Грандиозные явления вулканизма с излияниями лав на огромных пространствах имели место во всей Азии, и особенно в Сибири, Индии, на Кавказе и в Закавказье. То же происходило в Северной и особенно в Центральной Америке, районе Карибского моря и западной части Южноамериканского континента. Архипелаг островов Тихого океана, Гренландия, Исландия, Ирландия и Шотландия, Юго-Восточная Африка испытали катастрофическое влияние мощного вулканизма. В плиоцене был период некоторого ослабления вулканизма. Ho P современный геологический период вулканизм вновь со значительной: силой проявляется на архипелаге островов Тихого океана, в районах всей северо-восточной и восточной периферии Азии и вдоль западного края Южной и Северной Америки, в Центральной Америке, в разных частях Африки, в Южной Европе, Закавказье, на Мадагаскаре и в Исландии.
Вулканическая деятельность, излияние и застывание лав, дегазация магмы явились главными источниками образования первичной атмосферы и всей массы воды на Земле. Вулканические и магматические горные породы были как бы первоначальным исходным материалом для образования кор выветривания, осадочных пород и почв земного шара. До 500 действующих вулканов выбрасывают лаву, пепел, газы, воды и в настоящее время. Их распространение показано на рис. 35.

Вулканизм

Таким образом, как в историческом аспекте, так и при анализе современной географии почв мира нельзя игнорировать этот могучий фактор почвообразования, который и поныне оказывает определяющее влияние на почвы обширных территорий.
Значение вулканизма во внутриматериковых платформенных областях континентов в современный геологический период значительно меньше, чем на их периферии. Роль древнего и современного вулканизма в почвообразовании еще полностью не выяснена и заслуживает особого изучения. Следует различать прямое и косвенное влияние вулканизма на почвообразование.
Прямое влияние свежих вулканических осадков на почвообразование заключается в их периодическом выпадении на поверхность. Мощность почвы как бы растет кверху. Развитые гумусовые горизонты перекрываются лавой, туфом или пеплом с перерывом почвообразования. Материал, который выбрасывается действующими вулканами, разнообразен в петрографическом и минералогическом отношениях. Обычно различают дацитовые, андезитовые, базальтовые и нефелиновые ультраосновные вулканические продукты и соответственные пирокластические осадки.
Кроме обычных минералов, свойственных изверженным породам, в вулканических выбросах присутствуют такие специфические минералы, как вулканические стекла (кислые, щелочные), апатит. На свежем покрове вулканических осадков начинается новое почвообразование. Cперва на лавах поселяются водоросли, мхи и лишайники, затем в трещинах появляются единичные кустарники и деревья. Если климат очень влажный, а вулканические осадки представлены рыхлыми туфами, то травы и лес очень быстро закрывают новую поверхность. Вновь образованная почва бывает обычно близка предшествующей. Новый цикл вулканической деятельности вновь прерывает почвообразование, перекрывая поверхность свежими осадками. Это может повторяться многие сотни раз (рис. 36). Поэтому в почвах Индонезии, Филиппин, Чили, Гавайских островов наблюдаются десятки и сотни горизонтов погребенных почв, перекрытых вулканическими пеплами, а иногда и лавовыми потоками.
Вулканизм

В тех случаях, когда вулканический пепел выпадает на почву в небольшом количестве, но регулярно, перерыв в почвообразовании не наступает. Вулканические пеплы ассимилируются гумусовым горизонтом, мощность которого постепенно увеличивается. Образуются мощные глубоко-гумусированные почвы без видимой слоистости. Это явление наблюдается в Японии и в пампасах Аргентины.
Свежие вулканические осадки «омолаживают» почву, обогащая ее обильным и разнообразным комплексом минералов и соединений микроэлементов. Они как бы восстанавливают фонд плодородия кислых бокситовых, аллитных, красноземных, желтоземных или подзолистых почв. На о. Хайнань (КНР) можно наблюдать картину поразительного обновления плодородных красноземных кислых почв, если они получали свежие отложения пеплов. Во влажных тропиках это наиболее плодородные почвы. На Гавайских островах перекрытые вулканическими осадками участки бокситовых почв отличаются высоким плодородием, в то время как пространства чисто бокситовых почв бесплодны.
Тонкие фракции вулканических пеплов, вулканическая пыль, лапилли легко смываются текучими поверхностными водами и формируют аллювий речных террас, озер, заливов и дельт. В этом случае образуются аллювиальные вулканические наносы и гидроморфные почвы чрезвычайно высокого и устойчивого плодородия. Примером служат осушенные дельтовые низменности Тибра в Южной Италии, почвы речных террас Филлипин к востоку от Манилы, темные луговые почвы речных долин в Японии в районе Токио или на террасах долин Эфиопии в районе Аддис-Абебы.
Во всех этих случаях образуются темные почвы с развитым поглощающим комплексом, с обильным запасом первичных минералов и преобладанием аморфных аллофановых и криптокристаллических монт-мориллонитовых минералов, имеющих высокую поглотительную способность. На Гавайских островах почвы этого типа составляют главную базу высокопродуктивной культуры сахарного тростника на больших пространствах.
Присутствие вулканических минералов нередко обнаруживается в отложениях, слагающих древние водно-аккумулятивные равнины. Например, лёссовидные породы аргентинских равнинных пампасов содержат до 50—75% минералов вулканических пеплов, принесенных с Кордильер, где вулканическая деятельность и поныне необычайно активна. По данным ФАО, до 1/3 поверхности Южной Америки еще недавно (в геологическом смысле) покрывалось вулканической пылью и пеплом. Присутствие их отмечено также в лёссах Украины, куда они были занесены, очевидно, с Кавказа или с Карпат и Балкан.
Косвенное влияние вулканизма на почвообразование также очень велико: грунтовые воды, питаемые вулканическими источниками и термальными водами, всегда относительно обогащены соединениями кремнезема и алюминия. В них часто присутствуют повышенные количества бикарбонатов кальция, нитратов, сернистых и сернокислых солей, различных микроэлементов. Обилие кремневых скоплений в виде конкреций и плотных горизонтов, характерных для древних почв Австралии или Латинской Америки, может быть связано с поступлением кремнеземистых постмагматических вод в наземный геохимический цикл.
Почти нет сомнений в том, что первоисточником соединений, образовавших чилийские месторождения сульфатов и селитры, явилась вулканическая деятельность в Кордильерах и Андах. Постоянное присутствие бора в вулканических газах и водах способствует, формированию в пустынях Северной и Южной Америки своеобразных засоленных почв, плодородие которых весьма понижено вследствие избыточного содержания солей борной кислоты. То же следует сказать о соединениях фтора, которые могут быть в повышенных количествах в почвах и водах районов, находящихся под влиянием вулканизма.
Углекислый газ, выделяемый в процессе вулканической и поствулканической деятельности, повышает концентрацию CO2 в воздухе, что способствует повышению продуктивности фотосинтеза растений и большему накоплению запасов потенциальной энергии в почвах. Повышенная температура лавовых отложений, термальных вод и паров, выходящих на поверхность, создает дополнительный приток тепла. В таких районах, как Камчатка или Исландия, этот источник тепла и углекислоты необычайно важен в практике местного земледелия.
Устойчивое высокое плодородие почв, образуемых под влиянием вулканизма, давно было оценено человеком. He случайно районы вулканических почв, расположенные во влажном теплом климате (Япония, Индонезия, Филиппины, Италия), с древнейших времен были местами поселений человека и развития древних цивилизаций. Только почвы территорий древних и современных дельт рек Европы, Азии, Африки, Америки превосходили природным плодородием почвы вулканического происхождения и поэтому были еще в большей мере местами концентрации поселений древнего человека и развития цивилизаций.