Гипергенные минералы
Глинистые минералы – продукты выветривания полевых шпатов – являются наиболее типичными гипергенными минералами коры выветривания. Они характеризуются очень высокой дисперсностью и представлены в почвах частицами, имеющими вид чешуек с размерами не более 4 мкм, чаще всего менее 1 мкм.
Глинистые минералы – это слоистые силикаты, построенные из слоев атомов в тетраэдрической и октаэдрической координации, известных как тетраэдрические и октаэдрические сетки. Тетраэдрические сетки представляют собой слои тетраэдров SiO4, имеющих три общих атома кислорода с соседними тетраэдрами. Сетка несет отрицательный заряд. Октаэдрическая сетка построена из катионов (обычно алюминия, железа или магния), расположенных на равных расстояниях от шести анионов кислорода (или гидроксила). Идеальный октаэдрический слой имеет состав минерала гиббсита Al(OH)3. Если октаэдрические позиции заполняются катионами алюминия, электронейтральность достигается при заполнении двух из каждых трех позиций (диоктаэдрическая сетка). Если октаэдрические позиции заполняются двухвалентными катионами, то занимаются все доступные позиции (триоктаэдрическая сетка).
Почва как важнейший компонент литосферы
Почва – предосфера – природное образование, состоящее из генетически связанных горизонтов, формирующихся в результате преобразования поверхностных слоев литосферы под действием воды, воздуха и живых организмов, обладает плодородием. Состоит из твердой, жидкой (почвенный раствор), газообразной и живой (почвенная флора и фауна) частей.
Почвообразовательный процесс – зарождение и эволюция почвы под влиянием факторов почвообразования – материнская порода, климат, растительный и животный мир, рельеф, геологический возраст территории, хозяйственная деятельность человека, изменчивость которых во времени и пространстве обусловила формирование разнообразных типов почв, например, подзолистые, черноземы и др.
Состав и строение почвы
Почва состоит из трех фаз: твердой, жидкой и газообразной. Около половины объема почвы составляет почвенный воздух и почвенный раствор.
В твердой фазе преобладают минеральные образования – первичные (кварц, полевые шпаты, слюда) и вторичные (каолинит, гидрослюды и др.). Сюда же относятся различные органические вещества, в том числе и гумус (перегной), почвенные коллоиды, имеющие органическое, минеральное или органоминеральное происхождение.
Почвенный раствор составляет вода с растворенными в ней минеральными веществами (простые, сложные и комплексные катионы и анионы), органическими веществами (например, моносахариды, фульфокислоты) и растворенными газами.
Почвенный воздух включает газы, заполняющие свободные от воды поры, а также газы, адсорбированные коллоидными частицами и растворенные в почвенном растворе. Благодаря деятельности почвенных организмов состав атмосферного и почвенного воздуха сильно отличается. В почвенном воздухе в десятки и сотни раз больше углекислого газа, но меньше кислорода, содержание азота приблизительно одинаковое. Почвенный воздух сильно обогащен парами воды (близко к 100 %) а также разнообразными летучими органическими и неорганическими биогенными соединениями. Благодаря деятельности аэробных бактерий, которые окисляют водород, метан, соединения серы, не выпуская эти газы из почвы в атмосферу, в почве происходит почти замкнутый круговорот перечисленных выше газов, а в атмосферу выходит преимущественно СО2.