Шагреневая кожа Земли: Биосфера-почва-человек

Принципиальная особенность почвообразования заключается и в том, что разнообразные элементарные процессы, формирующие почву, характеризуются исключительной концентрацией в пространстве и поэтому почвы отличаются повышенной информативностью.

Действительно, если взять небольшой комочек почвы и проанализировать, можно обнаружить много интересного из жизни почвы. Особенно информативны микроморфологические исследования почвенных горизонтов. В крохотном поле микроскопа видны и результаты выветривания обломков горной породы, и преобразование растительного опада, и перемещение тонких частичек по порам и трещинам, и следы деятельности почвообитающих животных, и масса других интереснейших событий. Все это помогает разобраться в современной и прошлой жизни почвы и определить условия ее формирования.

Способность почвы «запоминать» события, происходящие как в живой, так и в неживой природе, накопление и сохранение этой информации — важная черта почвообразовательного процесса.

Из истории почв

История почвы, как и других компонентов природы, тесно связана с общей эволюцией планеты. Когда появились первые почвы и как видоизменялся почвенный покров земного шара, можно понять лишь на основе знания истории развития Земли. А она непростая и разгадана далеко не полностью.

Нередко летопись нашей планеты уподобляют 10 томам по 500 страниц в каждом. Одна страница соответствует 1 млн лет. Человек по-настоящему научился читать пока лишь события десятого тома, начиная с палеозойской эры, наступившей 570 млн лет назад. Что же было до этого на протяжении более 4 млрд лет, остается в основном в области догадок.

Принято считать, что Земля как планета сформировалась около 4,6 млрд лет назад. В то далекое время ее поверхность представляла собой темно-серую безжизненную равнину. Но в недрах уже шли грандиозные геологические процессы, так как только за счет распада имевшихся радиоактивных элементов планета получила в 5–6 раз больше тепла, чем теперь. Внутренний разогрев Земли вызвал расплавление, перемешивание и расслоение ее вещества. Наиболее легкие газообразные компоненты, высвобождаясь из недр, скапливались в околоземном пространстве, образуя первичную атмосферу, в которой преобладали метан, аммиак и в меньшей степени водород, а также пары воды, двуокись и окись углерода при практически полном отсутствии свободного кислорода. Конденсация паров воды постепенно привела к образованию первичных водных бассейнов. В результате процессов выплавления начал формироваться базальтовый слой земной коры, в котором прежде всего накапливались элементы с небольшим атомным весом. В современной коре больше всего содержится кислорода — 49,13 %, затем кремния — 26,0 % и алюминия — 7,45 %. На долю железа приходится 4,20 %, кальция — 3,25 %, натрия — 2,40 %, калия — 2,35 %, магния — 2,35 %, водорода — 1,0 % (Гаврилов, 1986).

Первая стадия геологического развития Земли, продолжавшаяся 500–700 млн лет, получила название лунной, поскольку в то время земной шар был во многом подобен Луне. О почве еще не могло быть и речи, так как первые живые организмы, без которых невозможно почвообразование, появились примерно 1 млрд лет спустя после зарождения планеты. Но на поверхности Земли уже, по-видимому, был материал экзогенного происхождения, во многом похожий на современный лунный грунт. Принципиальная возможность образования первых примитивных почв (предпочв, полупочв) появилась с момента возникновения клеточных организмов (около 3,5–3,8 млрд лет назад). Однако еще длительное время суша продолжала оставаться слабо насыщенной жизнью. Лишь в конце силура, около 400 млн лет назад, в прибрежных болотистых равнинах возникли предпосылки для появления псилофитовидных растений.

В девонский период происходит дальнейшее развитие процесса почвообразования. На суше появляются плауновидные, папоротниковидные и первые семенные растения.

Особенно благоприятные условия для формирования развитого растительного и почвенного покрова складываются в каменноугольный период, начавшийся 345 млн лет назад и длившийся 65 млн лет. Теплый и влажный климат господствует в это время на значительных пространствах планеты, которая покрывается дремучими лесами из гигантских древовидных плаунов, хвощей и папоротников, чьи стволы достигали 30–40 м в высоту и 2 м в поперечнике. О характере преобладающих почв того времени мы можем лишь делать предположения. По-видимому, многие из них были в чем-то сходны с почвами современных мангровых зарослей болотистых побережий тропических морей.

Последующие периоды развития сопровождались усложнением природной обстановки. Появлялись новые растения, животные, почвы и ландшафты. Континенты постепенно приобретают очертания, близкие к современным.