Александр Вологдин - Земля и жизнь

Процесс отсортировки обломочного минерального материала в почвах обусловлен отделением кварцевых зерен изверженных пород от кристаллов полевых шпатов, которые под влиянием микроорганизмов (диатомовые водоросли) превращаются в глинозем, с образованием почвенных минеральных коллоидов; это может приводить и к переотложению этих коллоидов в виде "вторичных" глин на дне водных бассейнов. За счет этого материала в водах могут отлагаться глинистые минералы - бентониты, монтмориллониты. Железо- и марганецсодержащие минералы разрушаются в результате жизнедеятельности железобактерий.

Какие условия в природе наиболее подходят для развития сложных химических процессов при участии веществ, находящихся в трех фазах - твердой, жидкой и газообразной - под воздействием различных физических явлений, в частности излучений? Как уже отмечалось выше, таким местом оказываются почвы суши влажных районов, образованные за счет коренных пород, содержавших соответствующие химические элементы. Как известно, наиболее богаты биофильными химическими элементами некоторые типы изверженных пород. Наиболее бедными являются продукты переноса и переотложения почвенного материала, из которых активные химические элементы и их соединения удалены, но это имеет место в отношении песков и песчаников кварцевого состава.

Важнейшим агентом химических процессов является вода, которая служит и важнейшим компонентом живого вещества биосферы. Граница соприкосновения скальной горной породы с водой, содержащей в растворе углекислоту, кислород воздуха и азот, является местом взаимодействия между важнейшими компонентами биосферы. Здесь развиваются соответствующие реакции. Включение сюда же органических кислот или кислот минерального происхождения усиливает воздействие таких сред на вещество скальной горной породы, и она более или менее быстро разрушается. При этом продукты разрушения деятельностью силы тяжести, воды или ветра могут быть частью вынесены, частью вовлечены в раствор и унесены с водой. Здесь за счет минеральных веществ разрушаемой горной породы образуются новые минералы, часто содержащие воду.

Естественно, что почвы обычно являются местообитанием огромного многообразия микроорганизмов, среди которых много различных бактерий, грибов, водорослей и простейших животных, создающих почву и использующих ее как среду своей жизнедеятельности. О присутствии почвенного покрова на выступах суши в геологическом прошлом, если не сохранились сами почвы или вообще кора выветривания горных пород в зоне контакта с атмосферой, могут говорить массы обломочного материала наземного происхождения, снесенные водами в бассейны и превращенные затем в те или иные скальные породы (песчаники - в кварциты, глины - в глинистые или кристаллические парасланцы, галька - в конгломераты). Чистота их сортировки, однородность формы частиц и характерный минеральный состав могут служить признаками активного хода процессов почвообразования на суше. Поэтому очень интересно и важно, что эти признаки характерны для древнейших осадочных пород. Песчаники или образовавшиеся из них кварциты обнаружены даже в составе пород архея, так же как и мраморизованные известняки и превращенные в кристаллические сланцы песчано-глинистые породы.

Поскольку преобразование многих минеральных веществ в биосфере происходит с выделением свободной энергии, то в почвенных условиях эта энергия поддерживает жизнедеятельность организмов. В далеком геологическом прошлом в особых физико-химических условиях именно эта обстановка могла быть наиболее подходящей для возникновения примитивных форм жизни и их развития.

Таким образом, почвы - это микробиологическая лаборатория природы. По продуктам процесса породообразования мы можем судить и о наличии почвенного населения в определенные геологические эпохи. Имеются данные о существовании почвенных бактерий и, возможно, почвенных водорослей уже в позднем архее, не говоря уже о протерозое, когда почвенные процессы, несомненно, захватили обширные выступы суши. Наличие в составе древнейших обломочных пород сероцветов или зеленоцветов указывает на преимущественный восстановительный характер как на суше, так и в бассейнах. Как известно, продукты перемыва некоторых вулканогенных пород докембрия часто бывают выражены так называемыми серыми вакками, в которых встречаются и мало измененные первичные материалы материнских пород (базальтов). Такие породы указывают на времена и области преобладания физических агентов почвообразовательного процесса.