Этапы почвообразования

Этапы почвообразования. 

     Физическое выветривание – это процесс механического дробления горных пород и минералов на обломки различной величины и формы без изменения их химического состава; оно происходит под действием воды, ветра, суточных и сезонных колебаний температуры.

     Горные породы состоят из минералов  (гранит состоит из кварца, полевого  шпата, слюды и др.). При нагревании  и охлаждении из-за неоднородной  теплопроводности и окраски эти  компоненты с разной скоростью  сжимаются и расширяются. Это  приводит к тому, что после горные породы покрываются сетью трещин. В трещины попадает вода и создается сильное капиллярное давление (1500 кг/см³), способствующее разрушению породы.

     При замерзании вода увеличивается  в объеме (»10%) и с ещё большей силой давит на стенки трещин, расширяя их. В результате горная порода распадается на обломки разной величины (рухляк). Рухляк в отличие от исходной породы приобретает новое качество – проницаемость для воды и воздуха. В результате физического выветривания повышается удельная поверхность соприкосновения горной породы с окружающей средой, таким образом, создаются условия для более активного химического выветривания.

     Химическое выветривание – это изменение и разрушение горных пород и минералов под влиянием химических процессов с образованием новых минералов и соединений.

     К факторам химического выветривания  относят воду, кислород, углекислый  газ и температуру. К самым  активным относят воду, в которой  могут растворяться не многие  минералы. Если вода насыщена углекислым газом, то образуется угольная кислота, которая способна растворять горные породы с образованием новых соединений.

    Основная химическая реакция  – гидролиз, т.е. замещение катионов  гидролизующихся соединений на  Н⁺.

     Вторая реакция – гидратация: Fe₂O₃ + H₂O ® Fe₂O₃ × H₂O (бурый железняк ® красный железняк).

     Третья реакция – реакция окисления.

     Химическое выветривание также  зависит от температуры, т.к.  с ее повышением на каждые 10°С химическая реакция ускоряется в 2,5 раза.

     Биологическое выветривание – это процесс механического разрушения горных пород и минералов под действием растений, животных и продуктов их жизнедеятельности.

     Микроорганизмы и корни растений  выделяют во внешнюю среду  СО₂ Þ Н₂СО₃, а также слабые органические кислоты, которые разрушают минералы (железобактерии окисляют и разрушают железо, одноклеточные водоросли способствуют растворению известняков). После бактерий там поселяются мхи и лишайники, которые разрушают породу как механически, так и химически, выделяя углекислых газ и кислоты.

     В результате некоторые химические  соединения переходят в усвояемую  для растений форму. Корни древесных  растений, проникая по трещинам, разрушают породу механически,  также корни выделяют органические  кислоты и усваивают, таким  образом, некоторые элементы.

     При разложении остатков растений  и микроорганизмов образуются  специфические гуминовые кислоты  (рН=3,5¸4), которые ускоряют разрушение минералов. 

     В результате выветривания горная  порода приобретает новые свойства: она пропускает и задерживает воду (т.е. становится водопроницаемой и влагоемкой), поглощает различные соединения и поэтому в ней появляются элементы питания в доступной для растений форме, а также накапливается органическое вещество. Кроме того продукты выветривания горных пород не остаются на месте, а перемещаются ветром, водой, ледниками.

     В процессе жизнедеятельности  живых организмов в почве будет  накапливаться органическое вещество.

     Заселение поверхности рухляка  растениями происходит постепенно, причем наблюдается последовательная смена одних растительных сообществ другими. Причем низшие растения создают условия для поселения высших.

     В результате постоянного синтеза  и разрушения органического вещества  происходит круговорот углерода, азота, элементов питания в верхних слоях почвы, где они и накапливаются, а горная порода приобретает новое качество – плодородие, которое свойственно только почве.

     Рухляк приобрел ряд свойств,  характерных для почв:

1. в верхних слоях образовалось специфическое вещество – гумус
2. возросло содержание биофильных элементов и их доступность растениям в верхних частях породы в результате выветривания и «перекачки» элементов из низших слоев в верхние корнями растений; в итоге устанавливается питательный режим
3. сформировалось свойство – поглотительная способность
4. установилась реакция почвы (кислая или щелочная), а также определился окислительно-восстановительный режим
5. образовалась макро- и микроструктура в результате склеивания частичек твердой фазы почвы в устойчивые к разрушению агрегаты
6. сформировались определенные микробоценозы
7. установились водные, воздушные, тепловые свойства почвы в соответствии с условиями природно-климатической зоны

     Почвы и их свойства не остаются  неизменными, а продолжают эволюционировать. В результате почвообразовательного процесса изменился внешний вид горной породы: она разделилась на слои или горизонты с разными свойствами.