Роль материнских пород и рельефа в почвообразовании.

Рельеф. Поверхность земной коры неоднородна. Она представляет собой, грубо говоря, чередование понижений и возвышенностей. Если превышения между крайними точками рельефа лежат в пределах от сотен метров до нескольких километров, говорят о макрорельефе; от нескольких до десятков метров – о мезорельефе; от десятков сантиметров до 1 м – о микрорельефе. Вдоль макрорельефа распределяются температура, осадки и другие климатические факторы, а вдоль микрорельефа – напочвенная растительность и характер подстилки. Когда говорят о распределении почв по рельефу, то, как правило, имеют в виду мезорельеф. Верхние и нижние части склонов различаются между собой по условиям почвообразования. В верхних частях почвы обычно получают воду в основном из атмосферных осадков, в нижних – преобладает питание от грунтовых вод. В связи с этим почвы низин часто бывают переувлажнены или заболочены, а почвы верхних частей мезорельефа – сухими или свежими (средне увлажненными). Кроме того, вниз по склону происходит постоянный вынос частиц за счет внутрипочвенного стока, что приводит к формированию элювиоделювиального комплекса (см. ниже).

Материнская порода. Горная порода, на которой началось образование почвы, называется материнской породой. В зависимости от происхождения различают осадочные, обломочные и метаморфические горные породы. Осадочные сформировались в результате выхода на дневную поверхность морских или озерных отложений; обломочные – в результате переотложения материала физического и химического выветривания изначально монолитной горной породы, метаморфические – в результате выхода на дневную поверхность мантийного вещества.
Разные породы различаются по своим физическим и химическим свойствам, что обуславливает формирование на них различных почв. В пределах умеренной зоны Евразии на поверхности залегают следующие виды материнских пород.

1. Морена. Представляет собой горную породу ледникового происхождения. Ледники переносят огромное количество обломочного материала разного размера – от тонких (глинистых или пылеватых) частиц до крупных валунов. Морены бывают различные (рис. 2). Одни из них были аккумулированы в самом теле ледника и сформировались in situ при его таянии. Такова основная морена. В конце ледникового языка (или покровного щита) образуется конечная морена, представляющая собой груду обломочного материала, которую принес ледник. При долгом стоянии ледника на одном месте лед стаивает и весь обломочный материал скапливается у его края, образуя валы и целые гряды. Такова, например, Клинско-Дмитровская гряда, представляющая собой конечную морену времен Московского оледенения (рис. 3). Морена – не сортированная порода. В ней перемешаны частицы различного размера – от глинистых до валунов. Как правило, она суглинистого механического состава и красно-бурого цвета, бескарбонатна.

Рис. 2. Схема расположения морен в теле ледника (1) и в плане (2).
Морены: А – боковая; Б – срединная; В – внутренняя; Г – донная;
Д – конечная (А, Б, В, Г – виды основной морены)

2. Покровные суглинки и глины. Так же, как и морена, образовались при таянии ледника. Однако в отличие от морены их образование связано с ледниковыми водами, поэтому они хорошо сортированы и в них отсутствуют валуны. Покровные суглинки и глины всегда приурочены к вершинам возвышенностей мезорельефа в средней полосе европейской части России. Как уже было сказано, в них отсутствуют валуны, цвет всегда желто-бурый (не имеет красноватого оттенка), бескарбонатны, более богаты микроэлементами, чем морены.

3. Флювиогляциальные отложения. Представляют собой песчаные или супесчаные водно-ледниковые наносы. Во время таяния ледника в его ложбинах собирались талые воды, которые образовывали целые реки с разветвленной сетью притоков. Эти водные потоки обладали значительной мощностью, основное русло местами могло пролегать на поверхности ледника, местами – заглубляться в трещины и каналы, доходившие до дна ледника, образуя подледниковые потоки. Эти потоки размывали основную морену, захватывая легкие частицы (глинистые, песок и мелкие обломки), перенося их на значительные расстояния, сортируя и откладывая в другом месте. В зависимости от условий образования и морфологических особенностей выделяют три вида флювиогляциальных отложений. Это зандры, камы и озы.

Зандры(от лат. sandur – песок) – это пологоволнистые равнины, сформировавшиеся в результате отложения частиц в местах выхода подледниковых вод на поверхность за конечной мореной (рис. 4). Вытекавшие из-под края ледника потоки широко разливались по лежащей за ним равнине. При этом сразу за конечной мореной откладывались наиболее крупные частицы (галька), далее – на широких площадях – пески и в нижнем течении таких потоков, где скорость воды наименьшая, – покровные суглинки и глины. Таким образом, в зандровых равнинах по площади преобладают песчаные отложения. Типичным примером зандровой равнины может служить Мещерская низменность, сформировавшаяся при таянии Московского ледника.

Рис. 4. Схема соотношения ледников и водно-ледниковых форм рельефа

Камы– хаотически разбросанные холмы высотой 10–20 м, напоминающие моренные холмы, но отличающиеся от них внутренним строением. Они составлены хорошо отсортированным песком, часто чередующимся со слоями глины или гальки. Такое строение объясняется деятельностью стоячих ледниковых вод, скапливавшихся в ложбинах ледника, так что образовывались ледниковые озера.

Озы– это вытянутые по направлению движения ледника узкие песчаные гряды или валы, длина которых колеблется от нескольких сот метров до нескольких километров, а высота – от 5 до 50 м (рис. 5). Предполагается, что образование оз связано с отложением песчаного материала морены во внутриледниковых каналах.

Рис. 5. Оз

Флювиогляциальные отложения являются наиболее бедными из всех ледниковых отложений.

4. Лёссы и лессовидные суглинки. Лесс представляет собой горную породу эолового (ветрового) происхождения. Он образован пылеватыми частицами, содержит до 70% карбоната кальция, светло-желтого цвета, с большим количеством пор. Лессы образуются по краям пустынь и в степях. Лессы Восточной Европы образовались, по всей видимости, во время Днепровского оледенения. Лессы Средней Азии и Китая имеют более раннее – плиоценовое – происхождение. Лессовидные суглинки отличаются от лессов более северным географическим положением (северные степи, отчасти – зона широколиственных лесов), более темным цветом, меньшим количеством пор, меньшим содержанием кальция. Лесс и лессовидные суглинки обладают самыми лучшими лесорастительными свойствами.

5. Ленточные глины. Представляют собой донные отложения ледниковых озер. Имеют слоистую структуру: в них наблюдается чередование более светлых и более темных слоев. Образование слоев связано с сезонной динамикой озерных отложений. Летом озеро принимает в себя сток ручьев и речек, несущих частицы различного размера – от тонких илистых до более крупных песчаных, которые оседают на дне озера. Зимой же сток замедлен, поэтому на дно откладывается только тонкий илистый материал.

6. Озерные отложения.Донные отложения озер, сформировавшиеся в условиях более теплого климата, чем предыдущая порода. В них отсутствует слоистость, они имеют глинистый или тяжелосуглинистый механический состав, как правило, красноватый цвет.

7. Морские отложения. Донные отложения морей прошлых геологических периодов, вышедшие на дневную поверхность. Представляют собой довольно богатые микроэлементами глины различного цвета (белого, черного, красного, синего), известняк или мел.

8. Эоловые отложения. Скопления частиц, переотложенных в результате пыльных бурь, ураганов и тому подобных явлений, связанных с деятельностью ветра. Распространены в аридных районах (пустыни, степи) и по берегам морей. К эоловым отложениям относятся, например, песчаные дюны на побережье Балтийского моря и барханы в пустынях Средней Азии.

9. Аллювиальные отложения. Отложения постоянных водных потоков – рек различной величины, ручьев. Воды реки или ручья всегда несут в себе взвесь частиц различного размера – от тонких пылеватых до более грубых песчаных. Отложение реками аллювия приводит к формированию поймы. В притеррасной пойме, где скорость потока незначительна, откладываются илистые и глинистые частицы. В прирусловой пойме, как правило, откладывается песок, что приводит к формированию пляжей и прирусловых валов. В центральной пойме наблюдаются смешанные по механическому составу отложения, часто слоистые.

10. Элювий и делювий.Этот вид материнской породы наблюдается на склонах мезорельефа. Он образуется из-за поверхностного стока атмосферных осадков. Тонкие струйки воды, текущие вниз по склону по почвенным порам, увлекают с собой тонкие частицы, которые в конечном итоге отлагаются в основании склона, а более грубые – песчаные – остаются наверху. В результате на склонах накапливается довольно мощный слой осадков, имеющих суглинистый состав, а сам склон при этом выполаживается. Отлагающиеся в нижней части склона осадки называются делювием, а опесчаненная порода в верхней части склона – элювием.

11. Торф. Материнская порода органогенного происхождения. На старых верховых болотах, где слой торфа может достигать нескольких метров, он представляет собой субстрат для поселения фитоценозов, следовательно, является материнской породой.

Рис. 6. Схема строения долины равнинной реки:
1 – русловый аллювий; 2 – пойменный аллювий; 3 – старичный аллювий; 4 – склоновые отложения; 5 – русло реки; 6 – пойма реки;

7 – зарастающая старица; 8 – надпойменная терраса; 9 – береговые валы

Время. На свойства почвы оказывает влияние и возраст материнской породы. Так, флювиогляциальные пески на территории южной тайги менее богаты минеральными элементами, чем такие же пески в северной тайге на северо-западе России. Это связано с тем, что песчаные отложения северных районов более молодые, чем южных. Первые сформировались при таянии последнего ледника примерно 10 000 лет назад, а вторые – гораздо раньше, при таянии ледников, существовавших в предыдущие стадии оледенения. Поэтому песчаные почвы на юге таежной зоны подвергались химическому выветриванию (оподзоливанию и т.д.) более длительное время, чем на севере.