Глава X ОСОБЕННОСТИ БИОГЕОХИМИЧЕСКОЙ МИГРАЦИИПРОДУКТОВ ВЫВЕТРИВАНИЯ И ПОЧВООБРАЗОВАНИЯ

Примерно на 30% поверхности суши биогеохимический поток вещества и связанной в нем энергии направлен не в океан, а в бессточные материковые низменности и депрессии. Общая схема планетарной миграции веществ на суше показана на рис. 51. Если низменности материка дренируются океаном, то конечным базисом аккумуляции будет океан (рис. 52).

Области тектонических поднятий суши (расчлененные горы, высокие плато) характеризуются отрицательным балансом продуктов выветривания и эрозионно-промывным водным режимом. Они являются источниками питания и стока наземных и подземных вод, взвешенных и растворенных минеральных и органических веществ, мигрирующих в направлении низменностей, морей, океана.

Горы и высокие плато окружены неравномерной полосой делювиальных и пролювиальных покровов, конусов, шлейфов, сухих дельт, образующих наклонные подгорные транзитные равнины. Равнинные области текто-

'Рис. 51. Схема геохимической аккумуляции и дифференциации на бессточном конти ненте

Рис.

нических погружений, бессточные и береговые низменности, долины нижнего течения, поймы и особенно дельты рек, мелководья эстуариев, заливов, шельфа являются областями аккумуляции механических и растворенных продуктов, принесенных под влиянием сил гравитации водами временных потоков, рек, выклинивающихся подземных вод. Это современные гидроморфные, субаквальные, земноводные ландшафты наиболее активного накопления и положительного биогеохимического баланса продуктов выветривания и почвообразования,, приносимых со стороны гор и высоких плато.

Между горными и платообразными эрозионно-денудационными областями суши (примерно 20-30% поверхности материков) и современными аккумулятивными низменностями внутриматериковых депрессий, береговых, дельтовых, шельфовых мелководий расположены переходные транзитные области, в которых могут выпадать полностью или проявляться в ослабленной степени и сочетаться черты, свойственные как горно-эрозионным, так и аккумулятивным ландшафтам. На равнинах суши (области высот ниже 100—500 м над ур. моря) преобладают главным образом территории переходного типа, прошедшие в недавнем геологическом прошлом (0 водно-аккумулятивный режим и затем поднятые неотектоникой и перешедшие к элювиальному или неоэрозионному геохимическому режиму.

Охарактеризованные основные почвенно-геохимические макротипы территории суши связаны друг с другом гидрогеологически, геохимически, генетически и исторически. Они представляют собой главные формы проявления глобальной литологии и геохимии поверхности суши и почв: генерирование минерального и органогенного (биогенного) мелкозема, дисперсных масс и растворов, их вынос, транспорт, транзит, перераспределение, дифференциацию, частичную и основную аккумуляцию. Периодически здесь генерируются массы вулканогенных материалов.

Надо иметь в виду, что газообразные и летучие продукты вулканизма, выветривания, почвообразования и биогенеза будут в своем движении в значительной мере отклоняться от путей миграции и аккумуляции, свойственных механическим взвесям и водным растворам.

Северная Африка, Евразия и Австралия дают наиболее типичное проявление отмеченных закономерностей. Огромные замкнутые бессточные внутриматериковые впадины этих континентов (например, Арало-Каспийская, Сахара, Центральная Австралия) являются с третичного времени областями литологической и геохимической аккумуляции. Но и биогео- химйя Индийского субконтинента, Западной Африки и особенно области Африканского Великого рифта, западных штатов США или запада Южной Америки, хотя и имеет свои специфические особенности (обязанные вулканизму, близости гор, океана и др.), в общих чертах отвечает главным типам местности: эрозионно-денудационным, делювиально-транзитным, транзитным, аккумулятивным.

Свойства почвообразующих пород, почв, их генетические горизонты и профиль, пестрота и комплексность почвенного покрова отражают не только современные и прошлые климатические и общегеографические условия местности, но прежде и больше всего биогеохимическую и геоморфологическую историю местности и типов баланса веществ в прошлом и настоящем.

Постоянными компонентами процессов биогеохимической миграции и дифференциации вещества на суше являются продукты механического и химического разрушения, суспензии, коллоидные, молекулярные, ионные растворы, аэрозоли, летучие соединения и газы минерального, биогенного и антропогенного происхождения (табл. 28).

Горизонтальный перенос механического обломочного материала по уклону местности происходит под влиянием сил гравитации, движения льда и воды тем дальше и интенсивнее, чем больше степень его дисперсности и чем выше скорость движения.

Антропогенные факторы и источники (шахтные, индустриально-городские воды, удобрения, мелкозем эродированных полей) пополняют природные геохимические потоки примесями механического, взвешенного, растворенного минерального и органического вещества.

Многие геоморфологи отмечают большое значение в формировании почв и почвообразующих пород на наклонных равнинах и в предгорьях общего медленного сползания коры выветривания и гигантских ополз-

Таблица 28. Компоненты и факторы геохимического переноса

ней, которые широко распространены при уклонах более 4° (например, оползни крымско-кавказского побережья). Все же основным фактором формирования осадочных почвообразующих пород и развития начальных стадий почвообразования (подводных, гидроморфных — грунтоводных) на равнинах водно-аккумулятивного происхождения является принос материала водно-ледниковыми (флювиогляциальными), делювиальными и речными водами.

Можно привести следующие данные, иллюстрирующие сравнительное значение различных факторов транспорта и накопления массы почвообразующих пород и наносов:

Оползни и селевые выносы Механический перекат обломочного и гравийного материала

Взвешенные в текучей воде пыль и глины Растворенные в текучих водах соли Эоловый перенос вулканически^ выбросов и солей океана и суши Зольные, вещества растений Мусор, шахтные породы, отходы, отбросы

Геохимическая деятельность рек особенно поразительна (рис.

Таблица 29. Диаметр механических обломков и скорости потока для их переноса

Параллельно с «изменением размера механических фракций меняется их минералогический и химический состав. С возрастанием степени дисперсности в пылевато-глинистых частицах уменьшается содержание тяжелых минералов, которые оседают в верхних частях бассейна стока, и полевых шпатов, которые подвергаются выветриванию, а количество устойчивых минералов (циркон, турмалин, ставролит и др.) и количество слюд, вторичных глинных минералов, полуторных окислов, пылевидного аморфного кремнезема и органического вещества заметно увеличивается. Таким образом, механическая дифференциация продуктов выветривания и почвообразования в ходе их переноса и осаждения ведет к формированию почвообразующих пород и пойменно-дельтовых почв различного механического и химико-минералогического состава.

Столь же велика роль рек в миграции растворенных веществ (см. рис. 53)., За год каждая из крупных рек перемещает в нижнее течение до 30—50 млн.т растворимых веществ, что составляет с 1 км2 15-30 т, а в некоторых бассейнах до 70—150—400 т. Бесчисленные малые реки, ручьи, потоки делювиальных вод выполняют аналогичную геохимическую работу. Она менее заметна, чем деятельность крупных рек. Но суммарное влияние жидкого, твердого и химического стока малых речек и делювиальных вод намного превышает деятельность отдельных больших рек, формируя аллювиально-делювиальные конусы выносов, сухие дельты, покровы лёссовидных суглинков и т.д. Подземные воды в свою очередь транспортируют в низменности, устья и в океан столь же значительные количества легкорастворимых солей. Концентрации солей в подземных водах достигают 5-15-39—50 и даже 100—150 г/л. Поэтому, несмотря на медленное движение подземных вод, они переносят огромные количества различных солей, пропитывающих отложенный делювий, пролювий, аллювий, и способствуют их аккумуляции в низменностях, дельтах и морях (Глазовский, 1977). Нельзя недооценивать обратное влияние морей и океана на водной геохимический режим суши береговых низменностей.

Уровень Аральского, Каспийского, Азовского и Черного морей и океана за четвертичное время значительно колебался. Кроме регрессий (—100—150 м), когда усиливалась эрозия суши, имели место неоднократные трансгрессии до высот +50—75 м (Арало-Каспийский бассейн, Балтийское море) и, возможно, до уровня +100 м (Северный Ледовитый океан, Средиземное море). Трансгрессии и осцилляции береговых линий морей смещали устья рек, переносили на сушу и откладывали огром-

ные количества илистых осадков и солевых масс. И ныне уровень морей обычно выше уровня грунтовых вод береговых низменностей. Приливы, нагонные волны также возвращают на материк наносы и растворы солей. Зона активного влияния морей на сушу может быть очень значительной; например, на Восточно-Китайской равнине она достигает 35—40 км. Признаки влияния трансгрессий древнего Каспия прослеживаются на сотни километров от современной береговой линии.