Поиск

Почвенно-геохимические формации мира
30.10.2015

Объективное изучение почвенного покрова мира приводит к выводу, что при всем разнообразии и неравномерности развития и распространения почв во времени и пространстве, сходные по происхождению, геоморфологии и возрасту поверхности суши имеют близкий или даже идентичный почвенный покров на разных материках и в разных термических поясах. Особенно очевидно сходство трансконтинентальных (или межконтинентальных) и трансзональных почвенных образований, таких как наскальные (литоморфные), подводные (амфибиальные) и аллювиальные почвы. В какой-то мере межконтинентальный характер имеют и молодые эоловые отложения песков, мало затронутые почвообразованием. Ho и среди развитых почв наблюдается то же самое явление. Черноземные и сходные с ними темные гумусовые почвы существуют в различных климатических областях мира и являются образованиями межзональными. То же можно сказать о подзолистых и засоленных почвах.
Возникла необходимость установления общих понятий, связывающих почвы и геохимические образования: типы коры выветривания (Б.Б. Полынов), типы гипергенной оболочки (А.Е. Ферсман, А.И. Перельман), главные мировые группы и типы почв (Л.И. Прасолов, Ч. Келлог). В 50—60-х годах появилась серия новых статей, сближающих различные точки зрения по этому вопросу. Сейчас представляется, что таким наиболее общим межконтинентальным образованием являются почвенно-геохимические сообщества, или формации.
Почвообразование — процесс биогенный, биоаккумулятивный; проявляется он в образовании непрерывной гумусовой оболочки на поверхности земного шара. Гумусовая оболочка, ее горизонты, ее динамика включают почвообразующую породу и находятся в тесной взаимосвязи с геологическими, геохимическими процессами выветривания, денудации, транспортировки, отложения и осаждения кластического и растворенного материала. Совокупность этих процессов, определенный характер взаимодействия малого биологического и большого геологического круговоротов дают тот или иной баланс влаги, веществ и энергии в почве, приводят к формированию той или иной почвенно-геохимической формации (сообщества).
Почвенно-геохимические формации — это наиболее крупные планетарные группы почв, образующиеся в сходных геолого-тектонических условиях, имеющие общую историю развития и близкий возраст, сопряженный характер геохимического обмена и аккумуляции и сходный характер гумуса и вторичных минералов. На основании имеющихся в настоящее время материалов представляется возможным выделить основные почвенно-геохимические формации суши, с которыми связаны определенные типы выветривания, гумусообразования и глинообразования (табл. 133).

Почвенно-геохимические формации мира

Понятие почвенно-геохимического сообщества, введенное ранее чем понятие формации, несколько уже: сообщество включает в себя не геохимически сопряженные почвы, а однородную группу почв, обычно формирующихся в сходных геоморфологических условиях, но имеющих разный возраст и соответственно разный режим почвообразовательного процесса. В принципе каждая почвенно-геохимическая формация включает в себя одно или несколько сообществ. Например, формация нейтральных и слабощелочных монтмориллонитовых почв включает лишь одно сообщество — черноземы, луговые почвы, брюниземы, регуры, а формация кислых сиаллитных почв включает в себя сообщество подзолистых почв, сообщество бурых лесных почв и ряд других сообществ.
Почвенно-геохимические формации являются формами сочетания почвенного покрова геохимически сопряженных ландшафтов; биоаккумулятивных (элювиальных, автоморфных), транзитных гидро-биоаккумулятивных (гидроморфных, аккумулятивных) и гидро-аккумулятивных (подводных, аквальных). Между этими разнородными ландшафтами имеются всегда те или иные формы взаимоотношений и обмена веществом и энергией вследствие денудации, эрозии, стока поверхностных и почвенно-грунтовых вод, транспортирующих органические и минеральные соединения в растворенной или взвешенной форме.
Формы местных геохимических отношений довольно хорошо изучены в областях, находящихся в фазе общего постепенного повышения местности и обособления высоких плато, водоразделов и системы террас и низменностей. Эти связи и горизонтальный обмен веществом сложнее, менее изучены и менее ясны в областях, находящихся в фазе общего регионального постепенного погружения или чередования (во времени) длительных понижений и поднятий.
Сопряженные ландшафты почвенно-геохимической формации могут быть однородными, геохимически близкими или разнородными. В первом случае формацию можно назвать гомогенной, во втором — гетерогенной.
В простейшем случае геохимическая гомогенность может быть обусловлена тем, что вся формация еще очень молода и перераспределение (дифференциация) подвижных компонентов еще не проявилось в пространстве и во времени. То же можно сказать о начальной гетерогенности, которая обусловлена не почвенно-геохимической миграцией и перераспределением веществ, а литолого-минералогическим различием смежных геоморфологических образований. Ho с возрастом (абсолютным или относительным) в почвенно-геохимической формации происходит дифференциация подвижных и остаточных продуктов выветривания и почвообразования. Более подвижные компоненты выносятся из автоморфных ландшафтов и в той или иной мере задерживаются по пути, особенно в аккумулятивных гидроморфных ландшафтах.
В гомогенных формациях почвообразующие породы, почвы и почвенно-грунтовые воды автоморфных и аккумулятивных (гидроморфных) ландшафтов характеризуюся однотипностью химической среды, а также однотипностью минералов и химических соединений: например, легкорастворимых солей, гипса, углекислого кальция, кремнезема, полуторных окислов и т. д. Как уже отмечалось, это является начальным этапом перераспределения материала без глубокой дифференциации его по степени подвижности. Так, в аридных областях почвы и грунты плато и водоразделов содержат остаточные соединения углекислой извести, гипса, легкорастворимых солей. В почвах и осадочных породах террас и низменностей уже имеет место тенденция увеличения этих компонентов за счет уменьшения их в элювиальных ландшафтах той же почвенногеохимической формации.
В гетерогенных формациях автоморфные (элювиальные) ландшафты уже не имеют целого ряда соединений, которые были вынесены из них и накопились в транзитных и особенно в аккумулятивных ландшафтах. Например, при господстве на водоразделах кислых подзолистых или бурых лесных почв в поймах и приозерных низменностях накапливается углекислый кальций и формируются темные луговые почвы. При формировании на водоразделах красных ферраллитных почв в депрессиях, низменностях и на низких речных террасах образуются монтмориллонитовые черные почвы (Индия, Кения, Чад, Австралия).
Почвенно-геохимические различия между сопряженными ландшафтами гетерогенных формаций могут достигать таких размеров, что на определенных этапах развития формации ее подчиненные ландшафты могут нести черты другой почвенно-геохимической формации.
Однако, если господство процессов геохимического выноса в данной области продолжается, то при наличии благоприятного общего естественного дренажа и оттока все более или менее подвижные компоненты, такие, как легкорастворимые соли, гипс, углекислый кальций, кремнезем алюмосиликатов, фосфаты, будут вынесены в течение геологически длительного выщелачивания не только из автоморфных ландшафтов, но и из гидроморфных (из последних все же с остаточными следами).
Следствием этого будет вторичная гомогенность формации — типичная для наиболее древних почвенно-геохимических формаций, например во влажных тропиках. Так, во влажнотропических областях Китая, Бразилии и экваториальной Африки аллитные (кислые) и фсрраллитные почвы образуются не только на водоразделах, но и на низких речных террасах и низменностях, где делювиальный и аллювиальный материал сложен аллитизированными осадками и происходит химическая садка полуторных окислов в виде латерита. Лишь соединения кремнезема из почвенно-грунтовых вод могут задерживаться здесь, вызывая явления каолинитлзации путем ресинтеза аллитных осадков.
Во влажных тропиках Бразилии, на Гавайях при господстве на водоразделах аллитных почв наблюдается формирование каолинитовых почв и осадочных пород в аккумулятивных ландшафтах. Поэтому здесь самые молодые террасы и осадки озер содержат минеральный материал с более широким отношением кремнезема к полуторным окислам.
Нетрудно видеть, что в отмеченных разновидностях почвенно-геохимических формаций существует общий процесс перераспределения подвижных продуктов почвообразования и выветривания. Ho степень дифференциации и этапы этого общего процесса развития почвенно-геохимических ландшафтов весьма различны и, конечно, поняты нами еще далеко не полностью.
Как и почвы, почвенно-геохимические формации развиваются во времени, представляя серию последовательных этапов почвенно-геохимического развития поверхности суши. В области поднятий почвенно-геохимические формации тем более промыты от легкорастворимых солей, гипса, карбонатов кальция, обменных катионов, кремния и т. д., чем более развит промывной режим и чем древнее был процесс почвообразования на данном континенте или его части. При этом последовательно формируются незаселенные, но катионно-насыщенные почвы, затем катионно-ненасыщенные кислые почвы, а во влажнотропическом климате — аллитные почвы.
Важно отметить, что одни и те же типоморфные элементы будут при этом как в биоаккумулятивных автоморфных, так и в гидроморфных или переходных стадиях почвообразования. Формация (сообщество) аллитных почв в наиболее крайних случаях развития в дождевых тропиках как на водоразделах, так и на террасах и в низменностях включает почвы, минералогически характеризующиеся наличием окислов железа, алюминия, марганца с постоянным присутствием вторичных минералов 1:1 типа кристаллической решетки.
Для формации сообщества черных гумусовых моптмориллонитовых почв (черноземов, вертисолей, луговых и лугово-глеевых как в автоморфном, так и в гидроморфном ландшафте) характерны неосинтез монтмориллонита и гидрослюд, миграция и перераспределение углекислого кальция, насыщенность обменным кальцием, магнием и нейтрально-щелочная реакция среды.
Вероятно, геохимическая направленность развития почвенного покрова в областях тектонических опусканий (погружений) будет в какой-то степени противоположна той, которая слагается при общем поднятии суши. Для суждения об этом направлении развития почвенно-геохимических формаций в нашем распоряжении имеется еще очень мало прямых наблюдений. На земном шаре преобладают процессы поднятий. Ho судя по реликтам гидроморфизма, следует ожидать, что по мере погружения суши в аккумулятивных и неоаккумулятивных ландшафтах будут накапливаться соединения SiО2, начнется ресинтез вторичных минералов типа решетки 2:1, затем появятся карбонаты, а позже сульфаты и хлориды натрия, магния, кальция. Так, известны примеры обызвесткования древней аллитной коры в степном Приуралье или засоления каолинитовой толщи в Австралии.
Ниже рассматривается несколько примеров наиболее изученных почвенно-геохимических сообществ, входящих в разные почвенно-геохимические формации мира.