III. Кора выветривания – биокосная система

Внешняя часть литосферы сложена продуктами выветривания горных пород, которые образуются в результате сложных механических, физико-химических, химических и биогеохимических процессов и явлений.

Рыхлые продукты изменения горных пород, образующиеся под почвой, в том числе, и за счет поступающих из нее растворов называются корой выветривания, или элювием.

За нижнюю границу выветривания принимают уровень грунтовых вод в данной местности. Выше уровня грунтовых вод имеются благоприятные условия для развития процессов выветривания – горные породы здесь периодически смачиваются атмосферными осадками, а в порах и пустотах пород циркулирует воздух.

Основным отличием от почвы является: отсутствие биогенной аккумуляции элементов под влиянием растений

1. Биокосная природа коры выветривания

В.И.Вернадский писал: «Кора выветривания в химических процессах теснейшим образом связана с живым веществом, и является биокостным телом…». Ее биокосная природа проявляется:

1. В деятельности микроорганизмов, окисляющих органические соединения, поступающие из почвы, так:

- на глубине 12-17 м от поверхности земли в 1 г коры выветривания были обнаружены миллионы микроорганизмов (хорошо изучена группа тионовых бактерий, окисляющих сульфаты)

- микроорганизмы были найдены в поровых водах коры выветривания

- разнообразные микроорганизмы (до 1 млн. клеток в 1 г породы) обитают в корочках выветренной породы на склонах Тань-Шань на высотах более 4 200 м.

2. В деятельности макроорганизмов, живущих в коре выветривания, так:

- различные землерои (сурки и др.) роют ходы для нор глубоко под почвой, подымая на поверхность горные породы с глубин в несколько метров.

3. В деятельности растительного покрова, который определяет энергичное поступление в кору из почвы углекислоты, гумусовых кислот и других продуктов разложения растительных остатков, в результате чего создается особая среда, которая обуславливает вынос некоторых минеральных компонентов (магний, никель, кобальт) из верхних горизонтов коры в нижние, где они и концентрируются.

Изменение биоклиматических условий преимущественно в зависимости от атмосферного увлажнения обуславливает возникновение двух основных типов выветривания – гумидного (влажного) и аридного (сухого). Каждому типу выветривания соответствуют коры определённого состава и строения.   

Гумидные ландшафты характеризуются значительным атмосферным увлажнением и лесной растительностью. Последняя обладает огромной биомассой, измеряемой тысячами центеров сухого органического вещества на 1 га.

Например, величина ежегодно отмирающего органического вещества во влажных тропических лесах достигает 250 ц/га. Эта масса отмирающего органического вещества перерабатывается в почве микроорганизмами в органические кислоты.

Поэтому почвенные воды гумидных ландшафтов обладают, кислой реакцией и активно воздействует на минералы исходных горных пород.

Выветривание протекает под воздействием постоянного промывания выветривающихся толщи горных пород обильными кислыми растворами. Чем больше атмосферных осадков и поступающей солнечной энергии, тем более интенсивно выветриваются горные породы.

 В аридных ландшафтах наблюдается иная картина. Здесь распространена травянистая растительность. Её биомасса в десятки раз меньше биомассы лесов. Особенная почвенная микрофлора перерабатывает растительные остатки с образованием высокополимеризованных органических соединений, которые не обладают агрессивными свойствами по отношению к минералам. Почвенные воды имеют нейтральную или слабощелочную реакции.

Исходя из вышеназванного, наиболее благоприятными условиями для формирования коры выветривания считаются влажный и жаркий климат при равнинном или слабохолмистом рельефе и спокойном тектоническом режиме. В этом случае ее мощность может достигать нескольких десятков, а по трещинам и зонам дробления – сотен метров. В сухом климате мощность коры выветривания обычно не превышает нескольких метров.