Для того чтобы успешно выращивать различные культуры, нужно хорошо разбираться в составе грунтов и понимать, из чего формируется и состоит минеральная часть почвы. Она скомпонована из различных по величине частиц и имеет разный состав, что обеспечивает разнообразие видов грунтов на планете. На ее формирование оказывают влияние десятки факторов, в том числе связанные с человеческой деятельностью.
Происхождение и состав минеральной части почвы
Минеральный компонент почвы сформировался при выветривании горных пород и минералов, находящихся в верхнем слое литосферы.
Также серьезное влияние на минеральный состав почвы оказывает метаморфоз, то есть превращение одних компонентов в другие в результате влияния следующих факторов:
- Физических.
- Химических.
- Биогенных, то есть связанных с деятельностью живой природы, включая микроорганизмы и растительный мир.
Минеральный состав почвы тем больше отличается от исходной горной породы и минералов, чем дольше она существует. Минеральная часть достигает 55-60 % объема почвы и составляет 90-97 % ее массы. Это означает, что именно этот компонент играет основную роль в качестве и пригодности грунтов для выращивания культурных растений.
Процессы образования минералов и горных пород
Основные процессы образования минералов и горных пород делятся на два типа:
- Глубинные (эндогенные), происходящие в глубине планеты и питающиеся за счет энергии ее ядра. Эти процессы формируют первичные минералы и базовые породы (в основном, кристаллического типа). Они делятся на магматические и метаморфические.
- Поверхностные (экзогенные), происходящие на поверхности под влиянием энергии Солнца. Таким способом образуется основная масса вторичных минералов и осадочных пород.
Магматические процессы характеризуются протеканием при высоком давлении и температуре. Магма поднимается из глубин Земли, кристаллизуется и приводит к формированию магматических горных пород.
Существует несколько вариантов магматических процессов, но суть их всех состоит в подъеме расплавленной магмы и формированию из нее базовых пород. После этого в ход вступают другие процессы, связанные с давлением, температурой, перемещением слоев и смешиванием их, а также с влиянием горячих водных потоков, нагретых вулканической активностью планеты. Проходя через разные горные породы, вода вымывает из них компоненты, формирует соли и переносит их на близкие или дальние расстояния, давая жизнь новым минералам.
Биогенные процессы минералообразования
Эти процессы образования минералов связаны с жизнедеятельностью биологических организмов. Десятки живых существ формируют скелеты на минеральной основе или откладывают минералы в тканях. Таким способом формируются кристаллы кальцита, самородная сера, возникающая в колониях сине-зеленых водорослей у термальных источников и гейзеров, некоторые производные кремнезема – халцедоны и опалы, а также перламутр и драгоценность биологического происхождения – жемчуг.
Некоторые разновидности речных и морских моллюсков могут производить ультратонкие слои арагонита, которые перемежаются столь же прозрачными прослойками биологического вещества. Сотни и тысячи слоев образуют перламутровые переливы за счет проникновения света в сложную структуру.
Разложение отмирающих водных растений приводит к образованию сероводорода, который поднимается в верхние слои водоема, соединяется с кислородом и окисляется до сульфатов. При реакции сульфатов с солями, растворенными в воде, происходит отложение самородной серы и серной кислоты. В свою очередь, кислота соединяется с кальцием воды и становится причиной образования гипса.
Серные залежи также формируют анаэробные бактерии, обитающие вне водоемов, в континентальных гипсовых отложениях.
Благодаря активности живых организмов содержание углерода в почвах составляет в 20 раз большее количество, чем в земной коре, а количество азота – больше в 10 раз. Естественный процесс образования почвы длится крайне медленно, но человеческая сельскохозяйственная деятельность и облагораживание земель ускоряют ее формирование, обогащают и изменяют состав.
Метаморфические процессы минералообразования
Они связаны с перерождением ранее образованных минералогических компонентов экзогенного и эндогенного происхождения под влиянием изменившихся физических и химических условий. Основную роль в изменении старых и возникновении новых минералов играет давление, а также перемены температурного режима.
Такие воздействия занимают впечатляющие временные промежутки, измеряющиеся не тысячами, а миллионами и даже миллиардами лет. Однако специфика метаморфизма состоит в том, что, наряду с длительным влиянием, на состояние минералов могут воздействовать и сиюминутные, с точки зрения истории и минералогии, процессы.
Существуют следующие типы метаморфизма:
- Автометаморфизм.
- Динамометаморфизм.
- Контактовый.
- Региональный.
Метаморфизм при высоких температурах и давлении чаще всего не вызывает расплавления, но зато способен изменять химический состав исходного «сырья» и его физические характеристики, а также форму будущих отложений минералов. Это действие обеспечивает разнообразие минералов на планете и приводит к формированию залежей полезных ископаемых.
Образование горных пород
По происхождению горные породы делятся на следующие:
- Магматические – могут быть эффузивными, то есть образованными застывшей на поверхности излившейся магмой, или интрузивные, то есть застывшие и кристаллизовавшиеся внутри земной коры и мантии. Они являются основой литосферы, занимая до 95 % ее общей массы. В роли почвообразующих они проявляются себя слабо, в основном, залегая в гористых местностях. В зависимости от соотношений минеральных веществ могут быть кислыми, с высоким процентом содержания кремнезема, и основными (нейтральными и щелочными). Кислые – рыхлые, содержат гравий, богаты калием, но из-за своего уровня pH отличаются низкой питательностью для растений. Основные же содержат много оснований и гумуса, отличаются темным цветом и высоким плодородием.
- Метаморфические – формируются в результате перерождения уже существующих минералов.
- Осадочные – являются продуктом выветривания и разрушения других горных пород, выпадения осадка из воды, жизнедеятельности биологических организмов.
Таким образом, в образовании горных пород задействованы многочисленные и разнообразные силы.
Классификация, распространение и основная характеристика почвообразующих пород
Материнскими, или почвообразующими, породами называются выветривающиеся рыхлые горные породы. В процессе дальнейшего почвообразования они становятся основами для разных типов почв.
Главным фактором формирования материнских пород становится выветривание. Все породы разрушаются с разной скоростью и интенсивностью, благодаря чему обладают неодинаковыми характеристиками и свойствами.
Почвообразующие породы:
- Элювий.
- Эоловые отложения.
- Лессы.
- Делювиальные отложения.
- Пролювиальные отложения.
- Аллювиальные отложения.
- Озерные отложения.
- Морские прибрежные отложения.
- Ледниковые отложения.
- Флювиогляциальные отложения.
- Ленточные глины.
- Покровные суглинки.
- Лессовидные суглинки.
В зависимости от происхождения делятся на:
- Осадочные, образующиеся на дне водоемов – пресных и соленых.
- Обломочные, возникающие при физическом и химическом выветривании.
- Метаморфические, на базе вещества мантии Земли.
Материнские горные породы в значительной степени определяют химический, минералогический, механический состав, плодородие и физические характеристики почв. Распространение и качество современных грунтов напрямую связаны с тем, какие минералы находятся под ними.
