Шагреневая кожа Земли: Биосфера-почва-человек - Евгений Никитин

Известно, что Западная Сибирь — это край болот и озер, которых здесь больше, чем в аналогичных широтах Европейской территории страны.

Лесная зона здесь на 50 % занята заболоченными ландшафтами. Почему это происходит? Ответ, как правило, простой: Западно-Сибирская равнина — слаборасчлененная и пониженная. В связи с этим речной сток на ней замедленный, оттого она и сильно заболочена. Действительно, данная причина весьма важна, но она не единственная, не меньшее значение имеют общие особенности геологического строения данного региона, в силу которых главные реки — Обь, Енисей — направлены в одну сторону, что является важнейшей дополнительной причиной переувлажнения территории. На Восточно-Европейской равнине магистральные реки текут в различных направлениях, что способствует более быстрому ее освобождению от избытка вешних и дождевых вод.

А особенности сложения пород? Разве можно сбрасывать со счетов этот фактор? Ведь западносибирские грунты склонны в большей степени задерживать влагу вследствие своей повышенной слоистости, длительной промерзаемости и ряда других особенностей.

Когда мы анализируем ситуацию с водой в том или ином регионе, мы должны в полной мере учитывать разностороннее влияние литологии. Это влияние порой весьма неожиданно. Взять, например, современные неотектонические движения земной коры. Долгое время считалось, что заметные их проявления следует ожидать в горных и предгорных районах, а жители равнинных регионов о них могут забыть и спать спокойно. К сожалению, это утверждение справедливо лишь частично, поскольку, как выясняется, неотектоника вездесуща и человеку никак нельзя забывать о ней, особенно при строительстве различных сооружений.

Поучительный урок преподнесла Западная Сибирь. Обнаружилось, что в силу относительной геологической молодости данная территория испытывает значительные вертикальные движения. Так, А.Д. Панадиади (1974) указывает, что район Барабы заметно приподнимается, причем с неодинаковой скоростью — на западе 4,6 мм в год, а на востоке 19–23,6 мм. Это необходимо в полной мере учитывать при строительстве мелиоративных систем и не устраивать каналы с юго-запада на северо-восток, так как приданный им уклон будет со временем уменьшаться.

Проявление неотектоники на Западно-Сибирской равнине приходилось наблюдать одному из автором, и, надо сказать, зрелище это незабываемое.

В один из августовских дней 1968 г. при подлете на вертолете к очередной точке полевых исследований на правобережье Оби, проводимых почвоведами совместно с геологами МГУ В.М. Семеновым и В.Н. Коломенской, мы вдруг увидели обширное белоснежное пространство. Все прильнули к иллюминаторам. «Это снег», — крикнули новички. И некоторые стали доставать теплую одежду — в Сибири мало ли что может быть? Но каково же было наше удивление, когда, совершив посадку, мы обнаружили под собой белоснежный кварцевый песок дна бывшего озера, вода из которого совсем недавно была спущена в результате локального восходящего движения поверхностного слоя земной коры.

Можно еще много говорить о тесной зависимости гидрологических особенностей территории от строения и динамики ее литогенной основы, но ограниченный объем книги не позволяет это сделать. Поэтому отметим лишь весьма важный аспект проблемы — явную недооценку негативных последствий антропогенных изменений литосферы, связанных с добычей полезных ископаемых, с закачкой воды в скважины и др. Так, замечено, что при нерегламентированном нагнетании воды в скважины на большую глубину в горизонты, где находятся рассолы, могут происходить местные замлетрясения (Львович, 1986).

Важное значение литосферы в жизни воздушной оболочки состоит в том, что она пополняет ее газообразными соединениями, особенно во время извержения вулканов, передает тепловую энергию недр, влияет на динамику воздушных масс при их взаимодействии с поверхностью Земли, является фактором эволюции атмосферы.

И конечно, огромный интерес представляет роль литосферы в формировании и жизни почв. Основной материал по данной проблеме систематизирован в специальном учебном пособии Е.М. Самойловой «Почвообразующие породы» (1992). Здесь же мы отметим, что по отношению к почве литосфера (прежде всего поверхностный слой земной коры) выступает как универсальный фактор почвообразования, основной источник вещества почв, фактор их эколого-генетического разнообразия, регулятор механической и химической денудации почвенного профиля. Следует также обратить внимание на трудный путь признания почвоведами тесных родственных уз почвы с материнскими породами.

На протяжении развития почвоведения как науки наблюдалась прямо-таки парадоксальная ситуация. Суть парадокса — в шараханье из одной крайности в другую без видимых на то оснований. Вначале отношение почвоведов к материнским почвообразующим породам было более чем уважительным, а агрогеологическая школа почвоведов фактически только с ними и связывала пространственное разнообразие почв. Затем произошла корректировка чрезмерной привязанности агрогеологов к породе, закончившаяся перегибом в другую сторону — признанием в качестве главного почвообразователя другого фактора — климата (климатическое почвоведение) и почти полным забвением роли геологического фактора. К настоящему времени благодаря работам А.А. Роде, В.В. Пономаревой, В.А. Ковды, В.О. Таргульяна, М.А. Глазовской, Г.В. Добровольского, В.М. Фридланда, В.Д. Тонконогова, Б.П. Градусова, П.Н. Чижикова, Ф.Р. Зайдельмана, Л.О. Карпачевского, С.В. Зонна и других почвоведов положение в столь важном деле, как признание значимости вклада материнской породы в формирование основного разнообразия почв, в значительной мере выправлено.

Завершая краткий обзор основных экологических функций литосферы, отметим ее колоссальную общебиосферную и планетарную роль. Ведь каменная оболочка является фундаментом биосферы, источником материала и энергии для глобальных круговоротов, фактором эволюции и существования живых организмов, узловым структурно-динамическим компонентом планеты. В сформулированном А.Б. Роновым геохимическом принципе сохранения жизни отражена теснейшая зависимость живого от динамики литосферы и геологической активности планеты в целом:

«Жизнь на Земле и других планетах, при прочих равных условиях, возможна лишь до тех пор, пока эти планеты активны и происходит обмен энергией и веществом между их недрами и поверхностью. С энергетической смертью планет неизбежно должна прекратиться и жизнь» (1980, с. 78).

Функции мира живых организмов

Мир живого… Фактически все, что сейчас существует и происходит на земном шаре, в той или иной мере прямо или опосредованно связано с деятельностью организмов, их прошлой и современной жизнью. По-настоящему вклад биомира в развитие биосферы оценил В.И. Вернадский (1987), им же было успешно использовано понятие биогеохимических функций живого вещества. Первейшее значение Владимир Иванович придавал участию организмов в формировании химического состава приповерхностных геосфер, особенно нижней части воздушной оболочки — тропосферы. Так, он подчеркивал, что тропосфера не есть астрономическое явление, а есть планетное явление, созданное живым веществом. Все основные газы тропосферы и более высоких слоев атмосферы — N2, O2, H2S, СН4… и их количественные соотношения — результат суммарного действия живого вещества.

Исследования последних десятилетий доказывают справедливость основных установок В.И. Вернадского и, более того, дают нам основания идти дальше и утверждать, что, по существу, ничто на Земле не минует влияния живого. Даже процессы, идущие в недрах планеты — за пределами земной коры, связаны с биомиром, так как они подпитываются энергией, освобождающейся при погребении в глубокие слои биогенных продуктов. Перечислим основные экологические функции живых организмов.

Весьма очевидны по своей важности атмосферные и гидросферные функции биомира, который осуществляет биогенизацию и регулирование состава водной и воздушной оболочек, заметно воздействует на динамику нижних слоев воздуха, участвует в перераспределении и трансформации атмосферных осадков и регулировании поверхностного и речного стока. Значимость данной группы функций покажем на следующем примере.

Атмосферные осадки… Многие из нас, слушая метеопредсказания о выпадающих на почву осадках, полагают, что Земля получила столько влаги, сколько пролилось дождя. Увы или, напротив, к счастью, дело обстоит намного сложнее, а потому интереснее. Во-первых, целительную дождевую воду старательно ждут биоперехватчики в лице трав, деревьев и кустарников. Первые порции дождя, особенно в засушливые дни, жадно поглощаются листовой поверхностью. Далее вступают травянистые стебли и деревянистые стволы, растительный опад и напочвенная подстилка, которые также стремятся зарядиться влагой. В результате, если дождь небольшой, самой почве мало что останется. Растительность выполнит функцию перераспределителя атмосферных осадков. Например, лесной полог задерживает до 30 % всех выпадающих на него осадков.