9.3. Геохимический ландшафт

В ландшафтно-геохимических исследованиях в качестве основной территориальной единицы принят элементарный ландшафт (ЭЛ) . В своем типичном проявлении ЭЛ должен состоять из одного определенного типа рельефа, сложенного одной породой или наносом и покрытый в каждый момент своего существования определенным типом почвы с соответствующим растительным сообществом. Все эти условия свидетельствуют об одинаковом на протяжении всей жизни данного элементарного ландшафта взаимодействии между горными породами и организмами и едином характере потоков вещества и энергии.

Элементарные ландшафтно-геохимические системы (ЭГХЛ) примерно соответствует фации в классическом ландшафтоведении. 

Фации, сменяющие друг друга от местного водораздела к местной депрессии, связанные между собой миграцией вещества, представляет собой геохимически сопряжённый ряд – катену. Её части, приуроченные к разным элементам форм рельефа (вершинным поверхностям холмов, склонам, депрессиям), соответствуют подурочищам.

Для урочищ и местностей, принятых в ландшафтоведении, в геохимии ландшафтов нет аналогов, местный геохимический ландшафт употреблялся для обозначения большей или меньшей территории, на которой наблюдается повторение определённых ландшафтных катен. В современной литературе – это просто геохимические ландшафты (Гаврилова, 1985). Среди них различают простые и сложные. Простые состоят из одних и тех же звеньев и возникают в условиях однородного состава пород и простого расчленения рельефа. В сложных – наблюдаются разные породы и (или) разное расчленение рельефа.

Наименьшая площадь, на которой размещаются все части ЭГХЛ, называется площадью выявления. Чем сложнее ЭГХЛ, чем интенсивнее в нем протекает миграция химических элементов, чем больше в нем разнообразия и тем больше и площадь выявления. Наименьшие площади выявления характерны для пустынь без высшей растительности (шоровые солончаки, такыры), а наибольшие – для лесных ландшафтов влажных тропиков с их огромным видовым разнообразием (биологической информацией). Площадь выявления – это важная переменная, имеющая большое значение для классификации элементарных ландшафтов.

Под мощностью ЭГХЛ понимается расстояние между верхней и нижней его границами. Верхняя граница находится в тропосфере. Она определяется зоной распространения вещества (пыли, спор) земного происхождения. Нижней границей в ряде случаев является горизонт грунтовых вод (включительно). Мощность ЭГХЛ колеблется в значительных пределах и, в общем, подчиняется тем же закономерностям, что и площадь выявления: чем разнообразней ЭГХЛ, т.е. чем больше в нем информации и чем она сложнее, тем больше и мощность. Так, мощность мала на такыре и велика в экваториальном лесу.

Вследствие миграции химических элементов ЭГХЛ неоднороден в вертикальном направлении, что создаёт вертикальную геохимическую структуру (ярусы или горизонты): Ярусы – это природные тела:

– надземная часть ландшафта (ярус живого вещества), ниже

- почва,

- кора выветривания,

- водоносный горизонт.

Для яруса живого вещества характерна концентрация элементов-органогенов (углерод, кислород, азот, водород). Их соединения в летучих формах обусловливают специфический состав приземного воздуха. Мощность яруса живого вещества максимальна во влажных тропических лесах, минимальна в водорослевых и лишайниковых сообществах пустынь. Ярус живого вещества также дифференцируется в вертикальном отношении. Например, растительный покров леса в умеренном поясе состоит из 4-5 ярусов, в экваториальном их насчитывают до 10.

Ниже располагается ярус почв, мощность которого определяется степенью интенсивности почвообразовательного процесса. В пределах этого яруса выделяются почвенные горизонты, которые отличаются содержанием элементов и их сочетанием. В почвенной толще протекают процессы взаимодействия между живыми организмами и органоминеральными соединениями.

Ниже яруса почв расположена порода, где происходят физико-химические процессы, которые носят общее название – процессы выветривания. Этот ярус называется ярусом коры выветривания.

Самый нижний ярус вертикального профиля ландшафта – ярус грунтовых вод. Особенности процессов, протекающих в этом ярусе, определяются режимом и составом вод и водовмещающих пород, прежде всего солей и ионов, поступающих из ярусов коры выветривания и почв.

Не все ярусы имеются в каждом элементарном ландшафте. В некоторых из них отсутствует водоносный горизонт (т.е. он находится за пределами ландшафта), в других он совмещён с почвой (поймы, некоторые болота), в третьих кора выветривания совмещена с почвой и т.д. Каждый ярус отличается от другого величиной рН и химическим составом.

К числу морфологических признаков относится и окраска ландшафтов. Общая окраска ландшафта зависит от наиболее распространённых элементов и минералов, а также от органических соединений. Совокупность ионов кремния придаёт кварцевому песку прозрачность. Белый цвет почвенных новообразований степных и пустынных ландшафтов объясняется наличием  кальция, натрия (корки солончаков, известковые конкреции). В ярусе почв и коры выветривания преобладают оттенки красного и жёлтого цвета как результат присутствия трёхвалентного железа и гидрофильности его соединений. Зелено-голубой цвет глеевых горизонтов заболоченных почв определяется двухвалентным железом. Оттенки окраски изменяются также в зависимости от степени увлажнённости породы. Влажная порода имеет более яркий и тёмный оттенок по сравнению с аналогичной сухой почвой.

Окраску высших растений (от оранжевой до синей) создают антоцианы, которые содержатся почти во всех растительных тканях.

Однако в научном отношении вопрос окраски ландшафтов почти не разработан, хотя некоторые пути были намечены А.Е.Ферсманом  в книге «Цвета минералов» (1936). Окраски минеральных соединений А.Е.Ферсман разделил на идиохроматические (собственные), аллохроматические (вызванные наличием в кристалле минерала второстепенных элементов – хромоформов, например, титана, железа, марганца и т.д.), псевдохроматические (связанные с интерференционными явлениями).