Скорость почвообразования: результаты геологических исследований

Большинство из нас даже не задумывается о том, насколько быстро или, напротив, медленно происходят на Земле различные геологические процессы, с какой скоростью разрушаются существующие и появляются новые горы, возвышенности и прочие элементы рельефа. Однако в преддверии Дня геолога мы подготовили для вас крайне интересную статью, основанную на последних исследованиях группы ученых Калифорнийского технологического университета.

Скорость течения «геологического времени» чрезвычайно низка. И это не вызывает ни малейших сомнений, ведь какие-либо изменения ландшафта, неизбежно наступающие в результате воздействия различного рода природных факторов, попросту не видны невооружённому глазу наблюдателя. Впрочем, проведённые на отвесных вершинах скал Новой Зеландии измерения служат доказательством того, что горы могут преобразовываться в почву гораздо быстрее, нежели предполагалось реальным в прежние времена.

Так, профессиональными геологами, пришедшими к заключению, что в результате распада горных хребтов, занимающих незначительную площадь земной поверхности, на ней образуется как минимум половина от общего числа пород осадочного происхождения, был обнаружен новый рекорд темпа образования почвы.

Опытными исследователями было также выяснено, что подобные процессы распада гор имеют принципиальное значение в осуществлении углеродного цикла. Новая порода формируется вследствие того, что горы выталкиваются на поверхность земной корой, затем с течением времени они крошатся, и вода вымывает их остатки в море. Оседая на дно, эти частицы и образуют почву.

Таким образом, почва как таковая формируется из горных пород в результате продолжительного по времени процесса их распада и следующего за этим дальнейшего изменения частиц таких разрушенных пород в качественном плане.

По словам главного автора – исследователя Исаака Ларсена (Isaac Larsen), занимавшегося подробным изучением данной тематики в рамках написания своей докторской, в ряде предшествующих работ были выдвинуты предположения о существовании пределов скорости почвообразования. Впрочем, экспериментальным путём эти гипотезы доказаны не были.

Исаак Ларсен из Калифорнийского технологического института (Пасаден), также отметил, что в работе определена зависимость между скоростью генерации почвы и быстротой её выветривания. И цифровые значения этого соотношения более высоки по сравнению с наблюдаемыми в прежние годы.

В качестве объекта детального изучения исследователи выбрали южно-альпийский горный хребет (Новая Зеландия), отличающийся «чрезвычайной прочностью». Крутизна его склонов равняется примерно 35-ти градусам, а количество выпадающих за год осадков превышает десятиметровую отметку.

Для того чтобы собрать необходимые образцы горной породы, Исаак Ларсен и Андре Эгер (Andre Eger), к слову, являющийся аспирантом новозеландского Университета Линкольна и выступивший соавтором исследования, осуществляли высадку из вертолёта на обособленные вершины. Затем они спускались с этих гор пешком, дабы добраться до базового лагеря и принести туда свыше 10-12 кг собранных проб почвы. Как потом вспоминал сам Ларсен, это был наиболее тяжёлый полевой этап исследований, когда-либо осуществляемый им.

На следующем этапе масштабного исследования полученные образцы горных пород специалисты изучили в лабораторных условиях, где вычислили содержание бериллия-10, образующегося лишь на поверхности нашей планеты под влиянием излучений из космоса. Данные показали, что скорость почвообразования в горах достигает от 0,1 до 2,6 мм в год, и наблюдается её экспоненциальное убывание с возрастанием толщины грунта.

Замеренный темп образования почвы оказался в 2 раза выше ожидаемых значений. Помимо этого, результаты исследования показали, что скорость формирования грунта и его выветривания увеличивается по мере того, как горные склоны становятся всё более крутыми. Согласно гипотезам, выдвигаемым учёными, и на прочих территориях с подобными склонами, к примеру, в Гималаях, протекание процессов почвообразования имеет аналогичный характер.

По словам соавтора научно-исследовательской работы профессора Дэвида Монтгомери (David Montgomery), 2-х миллиметровая скорость за 12 месяцев является очень и очень медленной, но только не для геологов. Ведь это значит, что слой почвы толщиной в 1 дюйм сформируется всего за какой-то десяток лет, что по геологическим меркам является удивительно быстрым процессом.