Первая почва на планете земля была создана


Если бы поверхность нашей Земли не была бы покрыта почвой, человек не смог бы на ней существовать. Без почвы не было бы растительности, и человек и другие животные не смогли бы добыть себе пищу.

Почва – это легкий, порошкообразный покров, в котором произрастает растительность. В ее состав входят мелкие камни, остатки растительности и животных организмов.

Самые твердые скалы со временем разрушаются. Постоянно происходит процесс «выветривания» – разрушения скальных пород. Ледники приносят массы горных пород, разрушая скалы и горы.

Вода в сочетании с химическими элементами растворяет и вымывает некоторые виды горных пород. Смена температур способствует разрушению гор. От нагревания и охлаждения на поверхности скал образуются трещины. Туда попадает вода, которая при замерзании еще больше разрушает горы. Даже корни растений разрушают скалы. В трещины в горных породах попадают семена деревьев, они дают побеги и своими корнями также содействуют разрушению горных пород. Довершает разрушительную работу ветер, который приносит песок.


Но это только начало образования почвы. Для образования настоящей почвы в песок или в мельчайшие частички скальных пород необходимо добавить «гумус». Гумус – это органическая масса, получаемая из растений и останков животных.

В результате деятельности бактерий остатки почти всех растений и животных превращаются в почву. Бактерии разлагают их и повышают плодородие почвы. Земляные черви и другие насекомые также обогащают почву. Самым плодородным является верхний слой почвы, называемый «пахотный слой». В нем больше всего гумуса. Следующий за ним слой – подпочва, которая в основном состоит из остатков скальных пород. Еще ниже расположена коренная подстилающая порода.

Данный текст является ознакомительным фрагментом.

Следующая глава >

Источник: info.wikireading.ru

Под влиянием различных сил природы рушились горы, дробились каменные скалы.

Размывались водой и развевались ветрами пески и глины. Ничто не сдерживало их. Достаточно было пройти проливному дождю или разыграться ветру, как резко изменялась поверхность земли. Где вчера было ровное место, там сегодня мог вырасти холм песка, нанесённый ветром, или зазиять овраг, проложенный водою. Не было живых существ, не было растений, которые скрепляли бы землю своими корнями. Не было живых существу не было и почвы.


Прошли долгие миллионы лет, прежде чем на земле появились жизнь и почвы. Земля была тогда более тёплой, чем теперь.

Воздух был более насыщен парами воды. Он содержал значительно больше, чем теперь, таких газов, как аммиак и углеводороды (метан, этилен, ацетилен и др.). В этих условиях на поверхности теплой воды по соседству с землёю (у берега) могло образоваться новое вещество, которого до этого времени на земле не было. Вещество это содержало в себе различные части, бывшие в земле, в воде и в воздухе, как углерод, водород, кислород, азот, сера, фосфор и некоторые другие. Называется оно белком. Это вещество и теперь, как основная часть, входит в состав всякого живого тела: растений, животных и человека.

Первые живые существа. Впервые образовавшийся белок не сразу стал живым. Он много раз распадался и вновь восстанавливался, пока не получил устойчивые формы живого вещества: способности расти, двигаться, размножаться, отмирать. Это были мельчайшие из известных живых существ. Подобные им и теперь есть на земле, но они так малы по размерам, что увидеть их до сих пор не удаётся даже в самые хорошие микроскопы. Об этих существах мы знаем по их вредоносной роли: они вызывают у человека сыпной тиф, оспу, насморк, грипп, бешенство, бородавки; у свиней — оспу, холеру, ящур; у собак — собачью чуму; у растений — мозаичную болезнь (например, у картофеля) и др. Эти существа называют сейчас ультрамикробами и вирусами (от слова вирус, что значит яд). Называют их ещё фильтрующимися вирусами, потому что они так малы, что проходят, фильтруются вместе с жидкостью через тончайшие отверстия (поры) даже таких перегородок, как фарфор.


Возможно, что наряду с вирусами первые белковые живые существа на земле походили и на те вещества, которые сейчас применяются в медицине для борьбы с вредоносными бактериями. Это бактериофаги, что значит пожиратели бактерий. Их также нельзя увидеть даже в самые лучшие микроскопы. Размер их около 5 миллионных долей миллиметра.

Первые живые существа нельзя было назвать ни растениями, ни животными. Прошли многие тысячелетия, миллионы лет, прежде чем из этих мельчайших ультрабактерий развились известные нам теперь бактерии, а также растения и животные.

Бактерии тоже очень малы по размерам, но значительно больше вирусов и бактериофагов. Их можно видеть в микроскопы и таким образом можно наблюдать их жизнь и деятельность.

Некоторые из бактерий могли жить и теперь живут на голых скалах. Пищу эти существа брали как из воздуха в виде углекислоты и азота, так и из каменных скал. В результате их жизнедеятельности образуются кислые соки (кислоты), разъедающие камни. Из растворённой части камня (горной породы) бактерии и брали себе часть пищи.

Вслед за бактериями развивались и селились на скалах и на разрушенных породах мхи и лишайники. Они также растворяли частицы камня своими кислыми соками. Этой способностью особенно отличаются лишайники, в соках которых содержится много щавелевой кислоты. Их легко найти почти на всяком старом камне в виде чёрных, сероватых и белесых пятен, состоящих из чешуек. Под такими пятнами иногда можно прощупать углубления, которые образовались от разъедания камня соками лишайника.


Первые почвы. Мало-помалу первые живые существа вместе с водой и воздухом разрушали каменную кору земли, а умирая, они истлевали, разлагались и образовывали перегной (гумус). Перегной смешивался и соединялся с измельчённой частью земли и цементировал (склеивал) её. Так зарождалась первая почва. Она послужила средой для развития последующих, более крупных и сильных растений. Деревья и травы, поселяясь на почве, уходили своими корнями в трещины камней, разъединяли и разрушали их. На почву выпадали дожди. Вода промывала почвенные частички, растворяла содержащиеся в горной породе и перегное различные соли и питала ими растения, а часть солей вместе с водой просачивалась в нижележащие слои. Горная порода, слагающая почву, продолжала выветриваться.

Но, разрушая камни и горы, растения в то же время защищали почву. Перегной склеивал почвенные частицы, а густая сеть корней скрепляла их.

Зазеленели равнины и горы. Ожила земля. Жили и развивались растения, а вместе с ними «жила» и формировалась почва.

Почвенные бактерии, насекомые и землерои. Не одни только растения населяли теперь почву.


ней нашли приют несметные полчища мельчайших, невидимых простым глазом, живых существ — бактерий и большое количество насекомых и животных — землероев (черви, муравьи, кроты, суслики, хомяки и другие). Всё это жило, двигалось, питалось, размножалось, умирало. Животные взрыхляли почву, смешивали различные слои её между собой, а умирая, истлевали и увеличивали собой количество перегноя. Это участие животных в почвообразовании можно наблюдать и в настоящее время. Кто не видел в лесу огромные кучи из земли, хвои, листьев, построенные муравьями! Кто не встречался с кротовыми норами и холмиками, с ходами дождевых червей! А на юге, в степях европейской части СССР зачастую и теперь можно наблюдать на одном квадратном километре следы десятков тысяч холмиков, насыпанных хомяками и сусликами. Холмики эти или следы их занимают иногда до половины всей поверхности степи, и если бы их собрать вместе с одного квадратного километра нераспаханною участка, то они составили бы около 2000 кубических метров земли.

Чтобы читатель имел представление о роющей силе животных, населяющих почву, мы остановимся несколько подробнее на деятельности хотя бы червей. Они любят влажные, затенённые почвы. В благоприятной обстановке их разводится в почве несметное количество; на одном гектаре можно насчитать до миллиона норок. В период засух и в холодное время года черви, заползают в более глубокие слои почвы и свёртываются там в клубочек, чтобы меньше высыхать и меньше терять тепла в холод. В тёплое же время и особенно после дождей они поднимаются кверху, а иногда выползают на поверхность земли. Особенно легко их обнаружить в лесу, в саду или в парке в летнюю тёплую ночь после дождя. Черви во множестве выползают на поверхность, захватывают опавшие листья и травинки, затаскивают их в почву. Тишина нарушается в это время непрерывным шорохом и шелестом листьев и травы.


Передвигаясь в почве, черви раздвигают почвенные частицы своим телом, а когда не могут сделать этого, проглатывают лежащие перед ними почвенные частицы и продвигаются в образовавшееся таким путём пустое пространство. В свои норы они затаскивают опавшие листья, кусочки стебельков, навоз. Проглоченные кусочки земли, а также растительные и животные остатки выбрасываются из кишечника червя в сильно изменённом виде: почва измельчается и пропитывается (обрабатывается) органическим веществом — желудочным соком червя. Такие растительные остатки легче превращаются в перегной.

После дождя легко разыскать на поверхности почвы небольшие окатанные зёрнышки, собранные по нескольку вместе; это отбросы червя (копролиты), образующие прекрасную почвенную структуру.

Работая изо дня в день, дождевые черви перерабатывают огромную массу земли. Иногда почва с поверхности бывает сплошь покрыта таким переработанным слоем.

Черви, живущие в условиях нашего климата, весьма небольших размеров. В почве же тёплых стран живут черви, достигающие в длину одного метра. Работа этих червей в почве ещё более заметна: ими переработан весь верхний слой почвы.


Такова работа одних лишь червей. Если к ней добавить работу насекомых (муравьёв, термитов, многоножек, личинок), а также животных, то станет понятно огромное значение всего этого количества землероев в выветривании горных пород и в почвообразовании.

Почвенные бактерии. Наряду с животными и насекомыми, как уже указывалось, почву населяет бесчисленное количество невидимых простым глазом существ — бактерий. Они также живут кипучей жизнью: дышат, питаются, размножаются. В подавляющем большинстве случаев добычей их служат умершие растения и животные. Бактерии разлагают и «съедают» их. Только благодаря бактериям умершие растения и животные истлевают и превращаются в перегной. Не будь этих маленьких существ, растительные и животные остатки сплошной массой скопились бы на поверхности земли, и растения, а также животные и люди не могли бы на ней существовать.

Многие из бактерий в настоящее время хорошо изучены с помощью микроскопа и других приспособлений. Особенно много над этим вопросом потрудились французский учёный Пастер и русские учёные — Мечников, Виноградский и Омелянский. Оказывается, что невидимые простым глазом бактерии чрезвычайно разнообразны по своему виду и свойствам и требуют для своего развития различных условий. Среди них есть такие, которые усваивают из воздуха для построения своего тела газ азот, необходимый и для питания растений. Некоторые из бактерий поселяются на корнях бобовых растений, например, клевера, люцерны, гороха, вики.


таясь отчасти их соками, бактерии раздражают корень растения, и в том месте, где они поселились, образуется вздутие, как бы опухоль, или, как говорят, появляется клубенёк. Отсюда и бактерии эти получили название клубеньковых. В зависимости от рода бактерий и от вида растения, клубеньки образуются разные. На корнях клевера, люцерны, вики клубеньки мелкие, в 1—2—3 миллиметра, продолговатые, в виде сосочков; на корнях других растений, например люпина, клубеньки более крупных размеров и иногда достигают величины лесного ореха и больше. Обнаружить клубеньки на корнях бобовых легко. Для этого стоит лишь выкопать лопатой куст клевера, люцерны или люпина и обмыть его в воде; на корнях останутся клубеньки, особенно хорошо заметные у люпина.

При жизни, а главным образом после смерти бактерий и разложения клубеньков заключённый в них азот используется для питания как теми растениями, на корнях которых жили бактерии так и вновь высеянными здесь.

Кроме клубеньковых бактерий, в почве есть свободно живущие бактерии, также усваивающие азот воздуха.

Помимо названных, усваивающих азот бактерий, в почве есть и другая группа их, играющая незаменимую роль при питании растений азотом. Эти бактерии участвуют в разложении остатков отмерших растений, животных и других бактерий. В результате их жизнедеятельности в почве образуются аммиак, азотная кислота и селитра, азот которых идёт в пищу растений.

Кроме того, получающаяся в почве азотная кислота растворяет ряд минералов и переводит составные части их, в том числе и необходимые для питания растений, например, фосфор и калий, в легко доступную для растений форму. Таким образом, описанные нами бактерии (а также и некоторые грибы) обеспечивают растения не только азотом, но и другими питательными веществами.


Однако было бы ошибочным думать, что в почве живут только полезные для растений бактерии. Там есть и другие, вредные бактерии. Они разрушают селитру и освобождают связанный азот, который улетучивается при этом в воздух. Задача земледельца заключается в том, чтобы способствовать развитию в почве полезных и подавлять развитие вредных бактерий. Об этом подробнее мы скажем далее, а здесь лишь отметим, что клубеньковые бактерии, как и те, которые образуют селитру, успешно развиваются в рыхлой, хорошо проветриваемой почве. Бактерии же, разрушающие селитру, в такой почве пропадают; они хорошо развиваются в плохо проветриваемой, сырой почве.

Почему на земной поверхности образуются различные почвы. Мы отметили почвообразующую роль различных живых организмов. Но ведь они, в зависимости от места своего обитания, весьма различны. Скажем, на крайнем холодном севере нашей родины растут мхи, лишайники да кое-какие кустарники. Южнее развиты могучие леса, а затем степи, полупустыни и пустыни.

Разный климат обусловил развитие различных растений, животных, микроорганизмов, а разные живые существа по-разному влияют на почву.


Кроме того, на свойствах почвы сказывается различное в разных местах количество выпадающих осадков (дождь, снег, роса), различные температуры воздуха — то высокие, то низкие, различная его влажность, ветры и т. д. В общей совокупности климат является могучим фактором почвообразования.

Выше мы указывали, как происходит зарождение почвы на каменистых (изверженных) породах.

Гораздо быстрее и легче образуется почва на породах осадочных, обломочных — песках, суглинках, глинах. Да это и понятно. Ведь чтобы поселиться на камнях, растения и животные должны разрушать и завоёвывать их, тогда как обломочные породы представляют собой уже разрушенный материал, значительно выветренный и часто богатый питательными солями. Большей частью современные почвы образовались на осадочных горных породах.

Каждая горная порода обладает присущими ей свойствами. Например, кварцевые пески рыхлы, но бесплодны; глины более плотны, но обычно богаче питательными веществами. Иными свойствами обладают известь, торф и т. п.

Поэтому понятно, что на разных породах образуются и разные по своим свойствам и составу почвы.

Большое влияние оказывает на почву и рельеф местности. В горах, например, почвы всегда будут отличные от почв равнины, потому что там иной климат, иная растительность, да и породы, на которых образуются почвы, обычно другие, чем в равнине; причём почвы южного и северного склона гор будут также различными, так как эти склоны различаются по количеству получаемого ими тепла, по влажности и пр.

Почвы различаются также по возрасту и по быстроте протекания почвообразовательного процесса. В одних местах они как бы успели уже «состариться» (в агрономическом смысле — «седой» подзол), в других находятся в средней стадии своего развития и наилучшего плодородия (чернозём). И, наконец, есть почвы, переживающие как бы «детский» возраст своего развития, например, на свежих наносах по берегам рек, на курганах, насыпанных людьми, на стенах старых крепостей, в горах.

Под влиянием различных сил природы образуется «дикая», или естественная, почва. Эту почву использует в своих целях человек, в корне изменяя все её свойства. Человек обрабатывает почву для посева, изменяет её состав удобрениями, осушает болота, орошает пустыни. Чтобы представить всю грандиозность воздействия человека на почву, достаточно указать, что земледельцы земного шара ежегодно при обработке почвы переворачивают около 1000 кубических километров земли. Это раз в 7—10 больше того твёрдого материала (глины, песка), который реки всего земного шара ежегодно несут в моря и океаны.

Воздействие человека на почву может быть двоякое: 1) он может, эксплуатируя почву, истощать её, разрушать, обесценивать; 2) человек может, используя почву, окультуривать её, поднимать её плодородие. Первый способ — хищнической эксплуатации почвы практиковался ранее и часто наблюдается теперь, в условиях капиталистического строя, при частновладельческом пользовании землёй. В этом случае из-за временной выгоды отдельных лиц, истощаются поля, вырубаются леса в тех местах, где они защищают почву от заболачивания или смыва; разрушается, вследствие неумеренной пастьбы скота, дернина на пастбищах, позже размываемых водой, и пр.

В СССР, в условиях социалистического строя, где земля — всенародное достояние, — роль человека как почвообразователя должна быть только созидательной, а конечная цель нашей почвенной и агрономической деятельности — окультуривание всех почв Союза, поднятие их плодородия на высшую ступень для непрерывного роста урожаев сельскохозяйственных культур.

Внешний вид, или профиль, почвы. Чтобы познакомиться с отдельными частями почвы, дадим примерное описание вполне развившейся почвы. Такая почва значительно отличается от только что зарождающейся, какую мы описывали. Это уже не тонкий слой поверх горной породы, а большой пласт земли толщиной иногда в несколько метров. Если в такой почве вырыть яму в два-три метра и аккуратно сгладить её стену, то сейчас же заметим более или менее отчётливо различающиеся слои (горизонты). Верхний слой почвы (А) бывает обычно более тёмного цвета. В нём распространяется большая часть корней растений. На поверхность его также падают отмершие листья и стебли. Всё это истлевает, образуется перегной, который соединяется и смешивается с разрушенными частичками горных пород (с известью, глиной, песком и т. д.) и окрашивает почву в тёмный цвет. Перегной склеивает эти частички и мешает быстрому вымыванию их водой, проникающей в почву. Этот слой почвы называется перегнойным. Легко растворимые соли чаще всего бывают из него вымыты дождями.

Под перегнойным слоем замечается второй, обычно более светло окрашенный (А2). Перегноя в нём содержится значительно меньше. Мельчайшие (коллоидальные) почвенные частички, а также соли, как обыкновенная поваренная соль, гипс, известь и другие, да и сам перегной удерживаются здесь хуже, и вода, просачивающаяся в почву, вымывает их сильнее, нежели из слоя, выше лежащего. Этот слой называется слоем (горизонтом) вымывания.

Наконец, ниже располагается третий слой, по окраске напоминающий ту породу, из которой образовалась почва (В1 и В2). Сюда поступает вода, проникающая из верхних слоёв, и приносит вымытые из них вещества. Часть этих веществ, солей, оседает здесь. Некоторые из них, соединяясь между собой и с частями породы, образуют новые соединения, новые почвенные минералы (монтмориллонит, калиевые глинные минералы и др.), новые соли. Этот слой называется слоем (горизонтом) вмывания. Он обычно — более плотный и твёрдый, нежели слой почвы выше лежащий. В некоторых почвах в нём чётко виднеются вкрапления солей (горизонт С1 и С2).

Все три описанные нами слоя — перегнойный, слой вымывания и слой вмывания — и составляют почву.

Значит, под почвой нужно понимать все поверхностные слои горных пород, переработанные и измененные совместным действием климата (свет, тепло, воздух, вода), растительных и животных организмов, а на окультуренных территориях — и деятельностью человека.

Под каждой почвой залегает та порода, на которой почва образовалась. Эта порода как бы родила почву, и её называют материнской горной породой (С).

Нужно заметить, что не у каждой почвы чётко развиты все горизонты. Ведь почвы, как мы уже знаем, бывают различных возрастов. Естественно, что у «молодой», скажем, почвы горизонты вымывания и вмывания будут развиты слабо. Кроме того, развитие почв зависит от климата и других причин, о которых вкратце скажем далее.

Мы изучаем почву как естественно-историческое тело природы в целях наиболее полного и наиболее разумного использования её как предмета и средства труда в сельскохозяйственном и вообще в народнохозяйственном производстве.

Источник: www.activestudy.info

Грязь. Жижа. Земля. У нас много синонимов для этого вещества, но, положа руку на сердце, можно сказать, что мы практически о нем не задумываемся. Да и думать там нечего. Но без почвы жизнь, возможно, никогда бы не смогла процветать вдали от воды. Без почвы мы определенно были бы мертвы. Почва имеет решающее значение практически для каждого аспекта жизни на земле, от хранения и фильтрации воды до регулирования климата, предотвращения наводнений, круговорота питательных веществ и разложения. Грязь под ногами является исключительным источником биоразнообразия: по некоторым оценкам, порядка четверти всех видов живут в земле. И мы до сих пор не открыли всех ее сокровищ: в январе 2015 года ученые объявили, что первый новый антибиотик за последние 30 лет был обнаружен в почвенных бактериях.

Грибы

«Биоразнообразие почвы остается в значительной степени незамеченным, но имеет решающее значение для здоровья людей», — говорят Тандра Фрейзер и Диана Уолл из Global Soil Biodiversity Initiative.

ООН назвала 2015 год Годом почв, и 5 декабря был Всемирным днем почвы. Если когда-нибудь и наступит время отдать дань этой недооцененной субстанции, то это время сейчас. Откуда берется почва и почему она играет основополагающее значение для жизни на земле?

Метеорит Мерчисон: углеродистый хондрит

Во время рождения Солнечной системы, до того как образовалась наша планета, строительные блоки почвы скрывались в чернильной темноте космоса. Об этом свидетельствуют метеориты, известные как углеродистые хондриты, которые появились на рассвете Солнечной системы и которые богаты глинистыми минералами, из которых состояла самая ранняя почва на нашей планете.

После образования Земли, около 4,6 миллиарда лет назад, эти богатые глиной первобытные почвы оказались разбросаны по нашей молодой планете. Но условия были жесткими: частые и массивные падения метеоритов плавили и измельчали крупные объемы этих первых залежей весьма скоро после их формирования.

«Существует дискуссия о том, могла ли вся поверхность Земли быть расплавленной», — объясняет Грегори Реталлак, эксперт по древним почвам из Университета штата Орегон в Юджине, США. Он поддерживает теорию о том, что не больше половины Земли было расплавлено одновременно.

Примерно 3,8 миллиарда лет назад условия на Земле начали стабилизироваться. Постоянная метеоритная бомбардировка, которая превратила планету в ад, к этому моменту пошла на спад, позволив конденсироваться жидкой воде с образованием озер и морей. Это важный момент в истории почвы. Жидкая вода выветрила твердые породы Земли, создав минеральные вещества и образовав больше постоянной почвы.

Первая жизнь на Земле появилась, вероятно, чуть позже, примерно 3,5 миллиарда лет назад; об этом говорят самые ранние свидетельства, которые мы нашли в окаменелостях, которые образовались на скалистых берегах и напоминают микробные маты — строматолиты — которые до сих пор находят на Земле.

Почти с самого начала существования жизни почва начала подвергаться влиянию — и также влиять — жизни. К примеру, те первые микробные маты состояли из фотосинтезирующих организмов, которые вырабатывали огромные объемы органических веществ, используя энергию солнца. Эта органическая материя постепенно выстраивалась на береговой линии, где смешивалась с минералами, высвобожденными из пород под действием эрозии, создавая, возможно, первую истинную почву.

Современные строматолиты в Австралии

Но это была не та почва, к которой мы привыкли. Та почва с трудом сохраняла воду и питательные вещества, которые могли поддерживать жизнь. Емкость почвы зависит от пор, которые образуются между гранулами; простая структура первой почвы означала, что та быстро осушалась, в процессе чего вымывались питательные вещества. Из-за этого земля оставалась негостеприимной средой обитания, и жизнь была ограничена береговой линией, где вода была более доступной.

Ни один организм не имел приспособлений, которые позволяли бы ему отойти от берега и полностью колонизировать некачественную землю. Ключом к колонизации земель стало сотрудничество — если точнее, появление лишайников между 700 и 550 миллионов лет назад.

Лишайники весьма примечательные организмы. Их ткани образованы мутуалистическими взаимосвязями водорослей и грибов, а иногда также бактерий — эти организмы представляют три различных царства жизни. Лишайники являются чрезвычайно устойчивыми и прекрасно адаптируются, благодаря этому уникальному симбиозу.

Водоросли могут фотосинтезировать, обеспечивая лишайник энергией, а грибок собирает воду, спасая лишайник от обезвоживания. Грибы имеют длинные тонкие нити, которые прекрасно собирают воду из окружающей среды, а также могут утилизировать воду во время дыхания. Что более важно, лишайники, содержащие фотосинтезирующие бактерии — цианобактерии — способны вытягивать из окружающей среды азот, который выделяется после их смерти, удобряя почву.

Работая вместе, эти разнообразные организмы объединяли свои навыки, чтобы колонизировать мрачные безжизненные почвы, покрывавшие континенты полмиллиарда лет назад. Даже сегодня лишайники являются одними из самых легко адаптирующихся организмов на Земле.

Лишайники весьма стойкие организмы

«Лишайники могут колонизировать голые скалы, — говорит Пол Фальковский из Университета Рутгерса в Нью-Джерси, США. — Они также производят органические кислоты, которые повышают выветривание горных пород».

Это означает, что лишайники не только продвигались к первым почвам на Земле — они также меняли их. Ускоряя выветривание горных пород, лишайники выпускали еще больше питательных веществ в почву, делая ее более плодородной, и прокладывали путь для других форм жизни. «Лишайники играли важнейшее значение в колонизации растениями земли», — говорит Фальковский.

Вторая волна колонизации началась 440 миллионов лет назад — очень скоро первые наземные растения начали изменять почву вокруг себя. «Они создали более выраженную структуру почвы, — объясняет Реталлак, — и способствовали выделению питательных веществ, фосфора и калия в почве. Этот процесс удобрил как сушу, так и море».

Ключом к удобряющей силе растений были грибы в их корневой системе. Эти «микоризы» появились 500 миллионов лет назад, еще до того, как у растений появились корни.

Подобно грибам в лишайниках, микориза получала энергию, сотрудничая с фотосинтезирующими растениями. И, опять же, как с лишайником, выгоду получали обе стороны: микориза наращивала нити, расширяя охват растения и делая его более стабильным, позволяя ему высасывать азот и другие питательные вещества из почвы.

Нити микоризы также зарывались в породы, выпуская питательные вещества, фосфор, кальций и железо, способствуя росту объема почвы.

Почва важна для многих видов жизни

Ученые считают, что эти мутуалистические отношения имели важнейшее значение для эволюции наземных растений — и эта гипотеза укрепилась 15 лет с открытием 460-миллионолетней ископаемой микоризы.

«Эти взаимовыгодные отношения помогли растениям колонизировать земли до того, как у них появились корни, и до образования известной нам сегодня почвы, — объясняет Кэти Филд из Университета Лидса в Великобритании. — Со временем растения эволюционировали, чтобы стать более конструктивно сложными, разрабатывали обширную систему сосудов, листьев и корней». Это принесло еще больше органического вещества в почву и помогло стабилизировать ее от эрозии.

Сегодня мутуалистические отношения вроде таких формируют основу глобального круговорота питательных веществ, без которых мы бы голодали. Более 80% современных растений образуют связи в виде микоризы с нитчатыми грибами, и они играют важную роль в высвобождении азота в почве.

Микориза также образует огромные сети, которые стабилизируют структуру почвы и позволяют растениям сообщаться — такой себе «интернет Земли».

Корни растений — дом для грибов

Пока растения постепенно колонизировали землю и выводили огромные количества органического вещества в почву, ее способность хранить воду увеличивалась. Хранение и фильтрация воды даже сегодня — одна из важнейших ролей почвы: мы зависим от нее, получая питьевую воду и орошая свои угодья. Способность хранить воду у почвы также важна для снижения риска наводнений и предоставляет важный буфер против засухи.

Вода в почве имеет два названия. Ниже определенного уровня, где почва насыщена, она называется грунтовой водой; выше, где воды меньше, она упоминается как влажность почвы.

Грунтовые воды составляют 20% мировых запасов пресной воды, хотя в общем выражении это меньше 1% всей воды на Земле. Это важный резервуар для нашей питьевой воды и ирригационных систем.

Есть в эволюции современных почв последняя глава. Где-то между 490 и 430 миллионов лет назад животные впервые вышли из океанов и начали колонизировать все более цветущую землю. Где-то 420 миллионов лет назад процветали наземные беспозвоночные — и почва, как следствие, менялась.

Эти первые жители земли были травоядными, поглощали маты водорослей и лишайники, которые царили на земле, и возвращали питательные вещества в почву. Они также начали зарываться и колонизировать почву, наполняя ее мертвой органической материей и тщательно смешивая ее с глиной и другими минералами, выветренными из камней. Их действия снабдили почву еще более отличной структурой и помогли растениям в дальнейшем развитии вдали от воды.

Разнообразие живых организмов в почве быстро увеличивалось. Появились новые беспозвоночные, многоножки, ногохвостки, клещи и первые предки пауков. Примерно 360 миллионов лет назад почва уже была по большей части такой, как сегодня, и уже тогда можно было найти весь список сортов почвы под ногами — включая болотные и лесные почвы.

«На Земле появились все основные сорта почвы за исключением почвы пастбищ, — объясняет Реталлак. — Луга появились лишь 65 миллионов лет назад, после исчезновения динозавров».

История почвы была сформирована физическими факторами и живыми организмами, в процессе динамического образования цепочки взаимодействующих событий, на заре геологического времени, миллиарды лет назад. История почвы продолжает разворачиваться, как следствие наших действий в течение последних нескольких столетий.

До 1960 года цикл азота по всему миру был примерно сбалансирован. С тех пор использование азотных удобрений выросло на 800%. Слишком много питательных веществ может быть хуже, чем ничего, — избыток азота вымывается в реки и ручьи, где приводит к цветению водорослей, высвобождению закиси азота, опасного парникового газа и порождает опасность для здоровья человека.

Это изменение — крупнейшее в азотном цикле за 2,5 миллиарда лет, и оно может иметь серьезные последствия для наших продуктов питания и климата. (Подробнее об изменениях климата можно почитать здесь).

Нарушения ключевых питательных циклов в почве вызывают особенное беспокойство, поскольку почвенная система имеет тенденцию медленно реагировать на изменения — любой вред, который причиняют люди сегодня, возможно, придется исправлять десятками или сотнями лет.

Почва также может быть прямым источником парниковых газов. Улавливая органическую материю, почва является одним из крупнейших хранилищ углерода, мешающих ему стать углекислым газом в атмосфере. Но когда сжигают торфяники, углерод находит свой путь обратно в атмосферу.

Современные методы ведения сельского хозяйства также вредны для микоризы, они снижают способность наших культур получать жизненно важные питательные вещества и ухудшают структуру почвы в этом процессе.

В сущности, наше сельское хозяйство оборачивает вспять миллиарды лет эволюции почвы и делает нашу почву более уязвимой к эрозии. По сути, половина верхнего слоя почвы мира, самая активная и важная часть почвы, была утрачена за последние 150 лет.

Разрушенная почва удерживает меньше воды и питательных веществ, на ней сложнее выращивать урожай, земля становится уязвимой к наводнению и засухе. Осадкам из почвы тоже нужно куда-то деваться, поэтому эрозия почвы загрязняет наши реки и ручьи, убивая организмы, в них живущие.

И эта проблема лишь усугубляется. Интенсификация сельскохозяйственных процессов разрушает почвы по всему миру, и когда население планеты достигнет 9 миллиардов к 2050 году, безопасность будущего нашей пищи будет под большим вопросом.

Хорошие новости в том, что если мы начнем заботиться о почвах мира уже сегодня, то среди прочего сможем воспользоваться их способностью накапливать углерод, что поможет нам в борьбе с последствиями изменения климата.

Возможно, мы нечасто об этом задумываемся, но почва молча поддерживает наше существование. Защищая почву как важную часть мировой экосистемы сегодня, мы будем в полной уверенности, что она продолжит обеспечивать нас чистой водой, вкусной едой и гостеприимным климатом в далеком будущем.

Источник: Hi-News.ru

Земля сегодня

Хотя земная поверхность кажется твердой и незыблемой, изменения еще происходят. Они вызываются разного рода процессами, одни из которых разрушают земную поверхность, а другие ее воссоздают. Большинство изменений протекает крайне медленно и обнаруживается лишь специальными приборами. Для образования новой горной цепи требуются миллионы лет, по мощное извержение вулкана или чудовищной силы землетрясение могут преобразить поверхность Земли за считанные дни, часы и даже минуты. В 1988 г. землетрясение в Армении, длившееся около 20 секунд, разрушило здания и убило более 25 000 человек.

Источник: www.polnaja-jenciklopedija.ru

Солнечная система

История Земли неразрывно связана с появлением и эволюцией звезды, вокруг которой она вращается. А потому начать придется издалека. По предположениям ученых, после Большого Взрыва понадобилось один или два миллиарда лет для того, чтобы галактики стали примерно такими, какие они есть сейчас. Солнечная система же возникла, предположительно, на восемь миллиардов лет позже.

Большинство ученых сходятся на том, что она, как и все подобные космические объекты, возникла из облака пыли и газа, поскольку вещество во Вселенной распределяется неравномерно: где-то его было больше, а в другом месте – меньше. В первом случае это приводит к образованию туманностей из пыли и газа. На каком-то этапе, возможно, посредством внешнего воздействия подобное облако сжалось и начало вращаться. Причина произошедшего, вероятно, кроется во взрыве сверхновой где-то в окрестностях нашей будущей колыбели. Однако если все звездные системы образуются примерно одинаково, то эта гипотеза выглядит сомнительной. Скорее всего, достигнув определенной массы, облако начало притягивать к себе еще частицы и сжиматься, а вращательный момент приобрело из-за неравномерного распределения вещества в пространстве. Со временем этот крутящийся сгусток становился все более плотным посередине. Так, под влиянием огромного давления и повышающихся температур, и возникло наше Солнце.

Гипотезы разных лет

Как уже было сказано выше, люди всегда задавались вопросом о том, как образовалась планета Земля. Первые научные обоснования появились лишь в семнадцатом веке нашей эры. В то время было совершено множество открытий, в том числе и физических законов. По одной из таких гипотез, Земля образовалась в результате столкновения кометы с Солнцем как остаточное от взрыва вещество. По другой — наша система возникла из холодного облака космической пыли.

Частички последней сталкивались между собой и соединялись, пока не сформировались Солнце и планеты. А вот французские ученые предположили, что указанное облако было раскаленным. По мере остывания оно вращалось и сжималось, образуя кольца. Из последних и сформировались планеты. А в центре появилось Солнце. Англичанин Джеймс Джинс предположил, что когда-то мимо нашего светила пролетала другая звезда. Она и вырвала своим притяжением вещество из Солнца, из которого впоследствии и сформировались планеты.

Как образовалась Земля

По мнению современных ученых, Солнечная система возникла из холодных частиц пыли и газа. Вещество сжималось и распалось на несколько частей. Из самого крупного куска и образовалось Солнце. Этот кусок вращался и разогревался. Он стал похожим на диск. Из плотных частиц на периферии этого газово-пылевого облака и образовались планеты, в том числе и наша Земля. Между тем в центре зарождающейся звезды под действием высоких температур и огромного давления пошли термоядерные реакции.

Существует гипотеза, возникшая в ходе поиска экзопланет (похожих на Землю), что чем больше у звезды тяжелых элементов, тем менее вероятно зарождение близ нее жизни. Это связано с тем, что большое их содержание приводит к появлению вокруг светила газовых гигантов – объектов вроде Юпитера. А такие великаны неизбежно перемещаются в сторону звезды и выталкивают с орбит маленькие планеты.

Дата рождения

Образовалась Земля примерно четыре с половиной миллиарда лет назад. Вращающиеся вокруг раскаленного диска куски становились все тяжелее. Предполагается, что изначально их частички притягивались благодаря электрическим силам. А на каком-то этапе, когда масса этого «кома» достигла определенного уровня, он стал притягивать все в округе уже с помощью гравитации.

Как и в случае с Солнцем, сгусток стал сжиматься и раскаляться. Вещество полностью расплавилось. Со временем сформировался более тяжелый центр, состоящий, в основном, из металлов. Когда образовалась Земля, она стала медленно остывать, и из более легких веществ формировалась кора.

Столкновение

А затем появилась Луна, но не так, как образовалась Земля, опять же, по предположению ученых и по найденным на нашем спутнике минералам. Земля, уже остыв, столкнулась с чуть меньшей по размерам другой планетой. В итоге оба объекта полностью расплавились и превратились в один. А выброшенное взрывом вещество стало вращаться вокруг Земли. Из него и получилась Луна. Утверждают, что минералы, найденные на спутнике, отличаются от земных своей структурой: как будто вещество было расплавлено и снова застыло. Но ведь то же произошло и с нашей планетой. И почему это жуткое столкновение не привело к полному уничтожению двух объектов с образованием мелких осколков? Загадок много.

Путь к жизни

Затем Земля снова начала остывать. Опять сформировалось металлическое ядро, а затем тонкий поверхностный слой. А между ними — относительно подвижная субстанция – мантия. Благодаря сильной вулканической деятельности сформировалась атмосфера планеты.

Изначально она, конечно, была абсолютно непригодна для дыхания человека. Да и жизнь была бы невозможна без появления жидкой воды. Предполагается, что последнюю на нашу планету занесли миллиарды метеоритов с окраин Солнечной системы. По всей видимости, через некоторое время после того, как образовалась Земля, случилась мощнейшая бомбардировка, причиной которой могло стать гравитационное воздействие Юпитера. Вода была заключена внутри минералов, а вулканы превратили ее в пар, и она выпадала на поверхность Земли, образовывая океаны. Затем появился кислород. По мнению многих ученых, это произошло благодаря жизнедеятельности древних организмов, которые смогли появиться в тех суровых условиях. Но это уже совсем другая история. А человечество с каждым годом становится все ближе и ближе к получению ответа на вопрос, как образовалась планета Земля.

Источник: FB.ru


You May Also Like

About the Author: admind

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Этот сайт использует Akismet для борьбы со спамом. Узнайте как обрабатываются ваши данные комментариев.