3.7 Енергетика ґрунтоутворення

Ґрунт, як самостійне природне тіло, є певною термодинамічною системою. Основні положення енергетики ґрунтоутворення розробив В.Р. Волобуєв.

Основним джерелом теплової енергії для всіх процесів ґрунтоутворення є сонячна радіація. Інші джерела енергії (тепло, що надходить з глибин Землі, енергія екзотермічних реакцій і енергія радіоактивного розпаду) не мають суттєвого значення в тепловому балансі ґрунтів.

Протягом року земля одержує від Сонця кДж енергії. Однак не вся ця енергія бере участь у ґрунтоутворенні. Енергія, яка бере участь у ґрунтоутворенні, витрачається на випаровування, транспірацію, вивітрювання, перетворення органічних і мінеральних речовин мікроорганізмами, механічне переміщення солей та тонкодисперсних часток. Значна частина енергії акумулюється в гумусі. За даними В.А.Ковди (1973), сумарний запас гумусу на суші планети становить m, в якому акумульовано кДж внутрішньої енергії.

Сумарні витрати енергії на ґрунтоутворення найменші в тундрі і пустинях, найбільші у вологих тропіках та в лісовій і степовій зонах помірного поясу. Інтенсивність ґрунтоутворення у вологих тропіках у 7 разів вища, ніж у тропічних пустинях. Витрати енергії на ґрунтоутворення збільшуються від тундри до тропіків більш як у 20 разів. Основна частка енергії (95-99,5%) витрачається на випаровування і транспірацію, на біологічні процеси – 0,5 - 5,0 %, на процеси вивітрювання – соті і тисячні частки відсотка.

Кількість енергії, яка витрачається на ґрунтоутворення, залежить від вологості ґрунту. Чим вища вологість ґрунту, тим більше енергії використовується на ґрунтоутворення. В сухому ґрунті процеси ґрунтоутворення практично припиняються.

Відношення суми енергії, витраченої на ґрунтоутворення, до радіаційного балансу називають повнотою використання радіаційної енергії.

3.8 Час як чинник ґрунтоутворення

Сучасні ґрунти є продукт тривалої і складної геологічної історії земної поверхні. Ґрунт не може виникнути миттєво, тривалий час залишатись незмінним, а потім раптово зникнути. Для формування ґрунту потрібний певний час.

Ґрунтоутворення починається з моменту поселення живих організмів на пухкій вивітреній породі.

За даними шведського ґрунтознавця О.Тамма для розвитку підзолистого ґрунту потрібно 1000-1500 років.

М. І. Горбунов (1960), вивчаючи вулканічні ґрунти, встановив, що на лавах тисячолітнього віку сформувався ґрунт потужністю 30-40см.

За спостереженням багатьох вчених 1см гумусового горизонту ґрунту в умовах помірного поясу формується за 100-200 років, а повний профіль сучасного ґрунту – від кількох сотень до кількох тисяч років.

Ознакою завершення формування ґрунту, досягнення ним зрілого стану є чітка диференціація профілю на генетичні горизонти.

Сучасний ґрунтовий покрив землі різновіковий. Нульовий вік мають ті ділянки суші, які щойно звільнились від води в результаті морської регресії (Прикаспій, Приаралля), осушення дельт річок, при будівництві польдерів (Голландія). Нульовий вік мають також поверхні, вкриті вулканічним попелом сучасних вулканічних вивержень та відслонення відкритих кар’єрів і насипів.

Ґрунти на земній поверхні почали формуватися з появою живих організмів. Першими організмами на Землі були бактерії, які з’явилися в нижньопалеозойський період (понад 500 млн. років тому). Під їх впливом формувалися примітивні ґрунти, подібні до тих, які формуються в наш час в умовах високогір’я.

У кінці силурійського періоду, коли на Землі з’явилися рослини псилофіти (400 млн. років тому), на планеті розпочався новий етап ґрунтоутворення. Під їх впливом на перезволожених узбережжях морів сформувалися вологі ґрунти. Ці ґрунти є найстарішими на Землі. До нашого часу дійшли викопні рештки цих ґрунтів (горючі сланці Ленінградської області і Естонії).

В аналогічних умовах формуються подібні ґрунти і в наш час.

При добуванні вугілля в Донбасі виявлено ґрунти, вік яких понад 300 млн. років, але вони мають ознаки і властивості сучасних ґрунтів.

У процесі еволюції органічного світу на Землі простежується процес виникнення нових ґрунтів, збільшення їх різноманіття.

Вік ґрунтів на території Східної Європи відповідає періоду закінчення останнього материкового зледеніння (близько 10 тис. років тому) та початку Каспійсько-Чорноморської регресії. У зв’язку з цим вік чорноземів становить 8 -10 тис. років, а вік каштанових ґрунтів – 5 - 6 тис. років.

Контрольні запитання

1. Що ви розумієте під ґрунтоутворенням ?

2. Назвіть вчених, які внесли значний вклад у розвиток теорії ґрунтоутворення.

3. Що ви розумієте під великим геологічним кругообігом?

4. Які породи утворюються в процесі великого геологічного кругообігу?

5. Як здійснюється малий геологічний кругообіг?

6. Що є основною ланкою біологічного кругообігу речовин?

7. Як відбувається синтез мінеральних сполук?

8. Що утворюється у процесі розкладання органічних залишків?

9. Назвіть основні стадії ґрунтоутворення.

10. Чим характеризується стадія початкового ґрунтоутворення ?

11. Як відбувається стадія розвитку ґрунту?

12. Чим характеризується стадія еволюції ґрунту?

13. Що становить загальний процес ґрунтоутворення?

14. Що Ви розумієте під елементарними ґрунтовими процесами?

15. Які Ви знаєте групи елементарних ґрунтових процесів?

16. Які Ви знаєте типи ґрунтоутворюючих процесів?

17. Що являє собою підзолистий процес ґрунтоутворення?

18. Як відбувається дерновий процес ґрунтоутворення?

19. Як розвивається буроземний процес ґрунтоутворення?

20. Чим характеризується чорноземний процес ґрунтоутворення?

21. В яких умовах відбувається болотний процес ґрунтоутворення?

22. В яких умовах відбувається торфоутворення?

23. Що Ви розумієте під оглеєнням?

24. Як відбувається солончаковий процес ґрунтоутворення?

25. Як відбувається солонцевий процес ґрунтоутворення?

26. Яка роль мікроорганізмів в процесі ґрунтоутворення?

27. Як поділяють бактерії за характером засвоєння вуглецю?

28. Роль бактерій-нітрифікаторів в ґрунтоутворенні.

29. Який процес називають амоніфікацією?

30. Що являють собою актиноміцети?

31. Яка роль ґрунтових водоростей в процесі ґрунтоутворення?

32. Яка роль найпростіших тваринних організмів в процесі ґрунтоутворення?

33. Що являють собою лишайники?

34. Назвіть основні кліматичні чинники, які впливають на процеси ґрунтоутворення.

35. Охарактеризуйте вплив сонячної радіації на процеси

ґрунтоутворення.

36. Як впливають атмосферні опади на процес ґрунтоутворення?

37. Вплив вітру на процес ґрунтоутворення.

38. Які процеси називають еоловими?

39. Що Ви розумієте під макрорельєфом?

40. Назвіть форми мезорельєфу.

41. Що розуміють під мікрорельєфом?

42. Що являє собою нанорельєф?

43. На яких елементах рельєфу формуються автоморфні ґрунти?

44. На яких елементах рельєфу формуються гідроморфні ґрунти?

45. Що Ви розумієте під структурою ґрунтового покриву?

46. Що називають ґрунтовим сполученням?

47. Що називають ґрунтовими комплексами?

48. Назвіть глобальні чинники ґрунтоутворення.

49. Охарактеризуйте локальні чинники ґрунтоутворення.

50. Роль вулканічного попелу в процесі ґрунтоутворення.