Материал: Pochvovedenie_Kovda_chast_2

Глава пятая

КРИОГЕННЫЕ ПОЧВЫ

5.1. Криогенез почв

Криогенные почвы — это обширная сборная группа различных типов почв, формирующихся в условиях криогенеза, общим диа­ гностическим признаком которых служит наличие на той или иной глубине от поверхности в подстилающих их грунтах многолетнемерзлых слоев — «вечной мерзлоты». При этом многолетнемерзлые породы смыкаются (сливаются) в почвенном профиле со слоем сезонного промерзания-протаивания. К этой группе не относятся почвы сезонного промерзания, в том числе и длительного сезон­ ного промерзания, если они не имеют подстилания многолетнемерзлыми грунтами. Важно подчеркнуть, что все криогенные почвы являются сезонно промерзающими с поверхности вплоть до многолетнемерзлого слоя и оттаивают в летний период до той или иной глубины, которой и определяется мощность слоя современного почвообразования (в слое многолетней мерзлоты почвообразование не идет). Этот ежегодно оттаивающий слой криогенных почв носит название деятельного слоя или слоя сезонного промерзания-про­ таивания.

Криогенез — это генезис (образование, развитие и эволюция)

почв в условиях влияния многолетней мерзлоты.

Впротивоположность терминам «криогенные почвы» и «крио­ генез» понятия «криогенные (мерзлотные) процессы» и «криоген­ ные (мерзлотные) явления» используются более широко и охваты­ вают весь комплекс процессов и явлений, связанных с длительным,

втом числе сезонным, промораживанием почв и грунтов. Криоген­ ные (мерзлотные) процессы имеют место, скажем, в длительно сезонно промерзающих глее-подзолистых почвах северной тайги или в сезонно промерзающих серых лесных почвах лесостепи европейской части СССР, но это не делает такие почвы «криоген­ ными» и не относится к понятию «криогенеза».

Впринципе криогенные почвы — это почвы высоких широт и высокогорий или, более обобщенно, почвы перигляциальных и постгляциальных областей. Однако в Азии их южная граница

опускается довольно далеко в средние широты (местами до 48° с. ш.). Территория, на которой распространены многолетне­ мерзлые грунты и, соответственно, криогенные почвы, составляет почти 25% всей внеледниковой суши Земли и около половины площади СССР (рис. 10). Наиболее типичны они и широко рас­ пространены в арктическом и субарктическом поясах, а также в восточно-сибирской и западно-канадской частях бореального пояса; в горах они характерны для субнивальной и нивальной зон. В Антарктике их распространение крайне ограниченное в связи с ничтожной площадью внеледниковой суши в этом регионе. В на­ иболее общем виде можно сказать, что южная граница криогенных

49

почв проходит по нулевой изотерме средней температуры воздуха за год.

Влияние мерзлоты на почвообразование чрезвычайно много­ стороннее. Оно проявляется в криогенных почвах, в частности в систематическом механическом нарушении, деформации почвен­ ного покрова и образовании специфических форм мерзлотного нано- (микро-) рельефа, поли тональности почв.

Наиболее существенные причины образования полигональных структур следующие: 1) сжатие грунтов при промерзании и от­ таивании; 2) сортировка материала, выталкивание к поверхности

При образовании криогенных форм микрорельефа (рис. 11) отмечается следующая последовательность процессов (Б. Н. До­ стовалов, В. А. Кудрявцев, 1967): 1) растрескивание (морозобойное или вследствие усыхания) тонкодисперсных грунтов, слагаю­ щих слой сезонного протаивания; 2) промерзание сезонно-талого слоя и, как следствие этого, образование закрытых систем, ок­ руженных замерзшей частью грунта; 3) развитие в закрытых сис­ темах напряжений, деформаций, а иногда и разрывов. Эти про­ цессы приводят к появлению многообразных полигональных форм микрорельефа: «пятнистые тундры», «пятна-медальоны», «камен­ ные венки», «котлы кипения» и др.

Кроме пятнистых форм микрорельефа большое распростране­ ние в Субарктике имеют бугорковатые и бугристые образования, происхождение которых связано с процессами пучения.

Пучением грунтов называется неравномерное увеличение их объема при промерзании, происходящее как за счет увеличения объема имевшейся в грунте воды на 9% при ее кристаллизации, так и вследствие замерзающих новых объемов воды, мигрирующих извне в рассматриваемый объем фунта и к фронту промерзания. В песчаных грунтах влага накапливается в незначительных ко­ личествах, поэтому пучению они практически не подвергаются. И, наоборот, в суглинистых и особенно глинистых почвогрунтах миграция воды к фронту промерзания и ее последующее рас-

51

ширение происходят достаточно интенсивно. Поэтому процессы

ствующего поверхностного пятнообразования осложняются в мерзлотных районах явлениями солифлюкции — текучестью фунта по склону. Переувлажнение почвенной толщи в период весеннелетнего протаивания приводит к тому, что деятельный слой почв приобретает консистенцию плывуна и сползает по поверхности го­ ризонта многолетней мерзлоты под воздействием силы тяжести. Процессы солифлюкции тесно связаны с явлением тиксотропии. Основную роль в образовании тиксотропной структуры криоген­ ных почв играют гели коллоидной кремнекислоты, ее комплексные соединения с гидратами железа и алюминия и подвижными гу­ мусовыми веществами (Ю. А. Ливеровский, 1965).

Кроме криогенных деформаций почвенного профиля за счет растрескивания и пучения, перемешивания и смещения почвенных масс в мерзлотных почвах интенсивно идут также процессы сезон­ ной миграции влаги и растворенных в ней продуктов выветривания и почвообразования к более холодному фронту. Под влиянием градиента температур в зимний период наблюдаются восходя­ щая миграция растворов и увеличение содержания водораствори­ мых веществ в более холодных поверхностных горизонтах почвы, в летний период происходит их отток вниз по направлению к мерзлой части почвенного профиля.

Влияние подстилающего многолетнемерзлого слоя проявляется также и в том, что он служит водоупором, замыкающим снизу почвенный профиль, затрудняет внутрипочвенный сток, обуслов­ ливает переувлажнение и оглеение почвы, способствует накопле­ нию в надмерзлотном горизонте гумуса и других продуктов почво­ образования.

С точки зрения роли мерзлоты в увлажнении почвы важно разделять два ее типа: «льдистую» и «сухую» мерзлоту. В первом случае порода или почва (главным образом суглинистого и гли­ нистого гранулометрического состава) содержат в больших коли­ чествах лед (до 50—70% от объема). Именно такая мерзлота слу­ жит фактором переувлажнения почвы. В песчаных и щебнистых от­ ложениях из-за низких запасов влаги могут наблюдаться отрица­

Низкие или отрицательные температуры профиля криогенных почвогрунтов определяют преобладание физического выветривания над химическим, низкую скорость разложения органических ос­ татков. Продукты выветривания коренных пород в мерзлотных районах характеризуются обломочностью и обогащенностью слаборазложившимся органическим веществом.

52