50. Кора выветривания. Почвообразовательный процесс. Роль организмов в почвообразовании.

(а. crust of weathering, mantle of waste; н. Verwitterungsdecke, Verwitterungskruste, Verwitterungsrinde; ф. croute alteree; и. соrteza de erosion) — континентальная геологическая формация, образовавшаяся на земной поверхности в результате изменения исходных горных пород под воздействием жидких и газообразных атмосферных и биогенных агентов. Продукты изменения, оставшиеся на месте своего образования, называют остаточной корой выветривания, а перемещённые на небольшое расстояние, но не потерявшие связь с материнской породой — переотложенной корой выветривания. Выделяют также инфильтрационную кору выветривания, сформировавшуюся в результате инфильтрации железа, марганца, никеля, кальция, магния, кремния или других элементов, перешедших в раствор при выветривании и вновь отложенных в залегающих ниже выветрелых или невыветрелых породах. Некоторые геологи к коре выветривания относят продукты размыва и переотложения почв, остаточные коры выветривания и горные породы (т.н. аккумулятивная кора выветривания — делювий, пролювий, аллювий и т.д.).

Термин "кора выветривания" введён в геологическую литературу швейцарским геологом А. Геймом (1879). Систематическое изучение коры выветривания началось в конце 19 века русскими учёными В. В. Докучаевым, К. Д. Глинкой, Н. А. Богословским, П. А. Земятченским. В качестве самостоятельного раздела геологии учение о коре выветривания оформилось в 1-й половине 20 века. Основоположниками его были советские учёные Б. Б. Полынов и И. И. Гинзбург. За рубежом значительный вклад в учение о коре выветривания внесли шведский учёный О. Тамм, американский учёный У. Келлер, немецкий геолог Г. Гаррассовиц и др. Образование коры выветривания зависит от биоклиматических, геолого-структурных и геоморфологических особенностей, от состава исходных пород, гидрогеологических условий и длительности формирования. Глобальное значение имеет климат. Распределение на поверхности Земли ресурсов тепла и влаги обусловливает широтную зональность размещения основных генетических типов коры выветривания, формирование латеритных поясов и провинций. Внутри поясов геолого-структурные и геоморфологические особенности определяют распространение различных фациальных типов коры выветривания, а от состава исходных пород зависит минеральный состав коры выветривания. Наиболее благоприятны для формирования коры выветривания условия тёплого влажного климата в периоды относительного тектонического покоя. При этом на приподнятых и расчленённых пенепленах, обеспечивающих интенсивный дренаж, образуется мощная и проработанная кора выветривания. В умеренном влажном климате процессы выветривания проявляются в меньшей степени и проникают на незначительную глубину. В условиях аридного и холодного климатов интенсивность изменения пород минимальная. В сухом климате кальций далеко не выносится, и возникают карбонатная и гипсовая коры выветривания. В холодном климате образуется только обломочная кора выветривания малой мощности. По форме залегания выделяют площадную кору выветривания, перекрывающую коренные породы сплошным покровом мощностью от десятков сантиметров до десятков метров, и линейную, вытянутую в одном направлении вдоль тектонических нарушений или контактов горных пород и проникающую по трещинам на глубину 100-200 м, а иногда до 1500 м. В результате гидролитического разложения горных пород и воздействия растворённых в воде агрессивных органических и неорганических компонентов при образовании коры выветривания наиболее подвижные породообразующие элементы (Na, К, Ca, Mg, Si) выносятся, а менее подвижные (Fe, Al, Ti, Zr и др.) накапливаются. Поскольку проявление агрессивных свойств просачивающихся вод с глубиной уменьшается, кора выветривания приобретает зональное строение: от коренных, слабо изменённых пород до интенсивно выветрелых вблизи дневной поверхности. Под зоной коры выветривания понимают часть коры, обладающую определённым минеральным составом, физическими свойствами и структурно-текстурными особенностями. По минеральному составу, отражающему геохимические процессы его образования, выделяются 4 минерально-геохимические зоны (снизу вверх): дезинтеграции, выщелачивания, глинистых минералов, оксидов и гидроксидов В зависимости от состава исходных пород эти зоны слагаются различными минеральными ассоциациями. Совокупность зон называется профилем коры выветривания. Различают три типа профилей (полный, сокращённый и неполный). Полный профиль включает все 4 минерально-геохимические зоны. При отсутствии одной или двух промежуточных зон профиль называется сокращённым, при отсутствии одной, двух или трёх верхних зон — неполным. Название профиля даётся либо по наиболее развитой минеральной зоне (гиббситовый, каолинитовый, нонтронитовый и др.), либо по совокупности слагающих его зон (например, полный керолито-нонтронито-охристый или сокращённый керолито-охристый). В геологической истории Земли существовало несколько эпох формирования мощной коры выветривания: докембрийская, верхнепалеозойская, триас-юрская, мел-палеогеновая, плиоцен-четвертичная. Реликты этих древних кор выветривания сохраняются под толщей осадочных отложений или выходят на дневную поверхность. После своего образования коры выветривания нередко подвергались вторичным процессам обеления, каолинизации, шамозитизации, пиритизации, карбонатизации, оглеения, засоления и т.д. С древними корами выветривания связано образование ряда полезных ископаемых. Около 1/3 всех химических элементов достигает в коре выветривания повышенных концентраций, имеющих практическое значение. В коре выветривания образуются месторождения руд алюминия, железа, марганца, никеля, кобальта, урана, редких элементов, бария, неметаллических полезных ископаемых, таких, как каолины, огнеупорные глины, магнезиты и др. С корой выветривания связано образование россыпей золота, платины, касситерита, титаномагнетита, циркона, монацита, драгоценных камней и др., освобождающихся при выветривании включающих их горных пород. Почвообразовательный процесс, зарождение, становление, эволюция почвы под влиянием природных факторов и хозяйственной деятельности человека. Образование почвы и ее плодородие в основном зависят от растительности, микроорганизмов и почвенной фауны. Отмирающие корни - основной источник поступления в почву органического вещества, из которого образуется перегной, окрашивающий почву в темный цвет до глубины массового распространения в ней корневых систем. Извлекая элементы питания с глубины несколько метров и отмирая, растения вместе с органическим веществом накапливают элементы азотного и минерального питания в верхних горизонтах почвы. При этом травянистые растения извлекают минеральных веществ из почвы больше, чем древесные. Каждой растительной формации соответствует комплекс микроорганизмов разного видового состава, меняющегося с изменением почвообразования. Между почвообразовательным процессом и организмами почвы существует теснейшая связь. Корни растений, как муфтой, одеты живым слоем микробных клеток - бактерий и грибов, полезных и вредных. При подборе соответствующих растений в севообороте можно вести борьбу с нежелательными микроорганизмами почвы. Отмирающая зеленая растительность разлагается бактериями и грибами. Микроорганизмы энергично изменяют не только органическую, но и минеральную часть почвы. Жизнедеятельность их зависит от комплекса почвенных условий, которые могут или способствовать, или задерживать развитие микробов.Количество микроорганизмов в почве достигает огромных величин. В 1 г целинных почв насчитывается 0,5 - 2, в окультуренных - 2 - 3 и более миллиардов микробов. Вес сухой массы их достигает 0,1-0,3 т/га и более. Больше всего микроорганизмов в поверхностных горизонтах почвы (10 см). Книзу количество их убывает; на глубине нескольких метров почва относительно стерильна. Наиболее благоприятна для микробиологических процессов температура от 20 до 40о. В хорошо обработанной окультуренной почве микроорганизмов больше, чем в необработанной; их больше в пресных нейтральных и известковых почвах и меньше в засоленных. Черви и личинки перемешивают почву, вынося землю наверх из глубоких слоев и обогащают ее органическим веществом. Почвенная масса, прошедшая через кишечник дождевых червей, обогащается азотом и кальцием, приобретает большую емкость поглощения. Следовательно, дождевые черви улучшают химические и физические свойства почвы, увеличивая пористость, аэрацию и влагоемкость ее. В сильно кислых и щелочных, заболоченных или очень сухих почвах дождевых червей нет.Наконец, почву населяют позвоночные животные, главным образом грызуны (суслики, байбаки, сурки, хомяки, хорьки, мыши, слепыши, кроты), образующие местами многочисленные норы. Заполненные норы землероев, имеющие на почвенном разрезе вид овальных пятен разного диаметра, известны под названием котловин. Перерытость почвы чаще отрицательно влияет на ее свойства, увеличивая карбонатность и водопроницаемость до очень большой потери воды на фильтрацию. Глубокая обработка почвы и выравнивание поверхности уменьшают вредное действие землероев.