Топырақтың түзілуі және оның құрамы
Топырақ — табиғаттың тарихи денесі
Топырақ — табиғат туындысы, әрі табиғи-тарихи дене. Бір кезде Жер беті бүгінгі Айдың ландшафтына ұқсап, топырақсыз, өсімдіктерсіз, ауасыз, тіршіліксіз мүлгіген күйде болған. Алғашқыда жердің жамылғысы тығыз, қатты тау жыныстарынан тұрды. Бұл жыныстар пайда бола салысымен-ақ үздіксіз үгілу процесіне ұшырады.
Қатты тау жынысының үстінде топырақ бірден түзілмейді. Топырақ түзілуі үшін тау жыныстары алдымен майдаланып, кеуекті, су сіңіргіш және су өткізгіш қасиеті бар ұнтақталған жыныстарға айналуы керек.
Ғасырлар бойы температураның ауытқуы, су, жел, күн сәулесі және көшпелі мұздардың әсерінен қатты тау жыныстары біртіндеп қирап, бұзылып, қопсыған жыныстарға айналады. Геологияда бұл құбылыс үгілу (выветривание) деп аталады. Үгілу топырақ түзілуінен бұрын жүріп, соған жағдай жасайды.
Үгілу түрлері: физикалық, химиялық, биологиялық
Физикалық үгілу
Физикалық үгілу — тау жынысының химиялық құрамы өзгермей, тек механикалық бөлшектерге бөлшектенуі. Оған негізінен температура, жел, тасқын сулар және көшпелі мұздар әсер етеді.
Мысал: температура айырмасынан жыныста сызат пайда болады. Уақыт өте оған ылғал кіріп, қыста қатып мұзға айналып көлемі ұлғаяды да, сызатты кеңейтіп, жынысты одан әрі бұзады. Тауда нөсер жаңбырдан немесе қардың күрт еруінен сел жүріп, ірі тастарды домалатып, соқтығыстыру арқылы оларды майда жыныстарға дейін ұнтақтайды.
Химиялық үгілу
Химиялық үгілу — тау жыныстарының суда, қышқылдар мен сілтілерде еруі және ауадағы оттегімен тотығуы нәтижесінде жүретін процесс. Соның салдарынан құрамы жағынан жаңа минералдық заттар түзіледі.
Пайда болған заттар суда еру қабілетіне, тығыздығына қарай әр жерде әртүрлі шөгеді. Сондықтан химиялық үгілу материалдары кең аумаққа таралып, қайтадан шөгінді жыныстардың түзілуіне де қатысады.
Климаттың ықпалы
Физикалық және химиялық үгілу табиғи ортаның климатымен тікелей байланысты. Ылғалы мол, жылы тропиктерде химиялық үгілу белсендірек жүреді. Ал өте суық тундрада немесе өте ыстық әрі құрғақ шөлде физикалық үгілу басым болады.
Бұл өзгерістер ғасырлар бойы үздіксіз жүріп отырады: тау жыныстары бұзылып, су күшіне, жер бедеріне және жел әрекетіне қарай тасымалданып, әр жерде қайта шөгеді.
Маңызды түйін
Физикалық та, химиялық та үгілу өздігінен топырақ түзбейді. Топырақ түзілу — ең алдымен биологиялық құбылыс: тірі организмдер қатысқанда ғана қарашірік (гумус) пайда болып, ұнтақталған жыныстар тұрақты топыраққа айналады.
Үгілу кезінде босаған суға еритін, өсімдіктерге қажет минералдық заттардың бір бөлігі ірі геологиялық зат айналымына түсіп, ағын сулар арқылы өзен-көлдерге, теңіздер мен мұхиттарға жетіп, шөгінді жыныстар ретінде қайта жиналады.
Топырақ түзуші факторлар
Топырақ түзуші факторлар негізінен алты топқа біріктіріледі: климат, тау жынысы (аналық жыныс), тірі организмдер, жер бедері, аймақтың геологиялық жасы және қоғамның өндіргіш қызметі.
Тірі организмдер: алғашқы қадам — қарашірік
Жер бетінде ең алғаш пайда болған тірі организмдер өсімдік те, жануар да емес — ультрабактериялар. Олар өз ортасына бейімделіп, кейбірі тастардың бетінде де тіршілік ете бастады. Үгілген, ұнтақталған тау жыныстары олар үшін қолайлы мекен болды.
Алғашқы организмдер су, жел, мұздармен бірге жердің тасты қыртысын әлсіретіп, өздері өлгеннен кейін шіріп-ыдырап қарашірік (гумус) түзді. Қыналар бөлетін «желімтек» заттардың әсерінен тау жыныстарының бұзылуы тіпті күшейді.
Қарашірік пен өсімдік тамырлары топырақ бөлшектерін біріктіріп, оны желден және судың шайып кетуінен қорғайды. Организмдерге сіңген қоректік элементтер олардың ыдырауынан кейін қайтадан топыраққа өтіп, құнарлылықты арттырады.
Климат: ылғал мен жылудың теңгерімі
Климаттың рөлі орасан: жауын-шашын мөлшері, температураның ыстық-суығы, үсіксіз кезеңнің ұзақтығы әр аймақта әртүрлі өсімдік пен жануарлар дүниесін қалыптастырады. Соған сәйкес түзілетін топырақ та алуан түрлі болады.
Мысалы, шөлде шөл топырақтары қалыптасса, тундрада мәңгі тоң әсерінен топырақтың дамуы баяу жүреді. Климат жағдайлары топырақтың химиялық және минералдық құрамына тікелей ықпал етеді.
Аналық жыныс: топырақтың «тегі»
Түзілген топырақтың химиялық, минералдық және механикалық құрамы оны түзген тау жынысына көбіне ұқсас келеді. Топырақты түзетін негіз — аналық жыныс.
Аналық жыныс топырақтың көптеген қасиеттерін анықтайды: химиялық құрамын, физика-химиялық ерекшеліктерін және физикалық қасиеттерін. Кей жағдайларда аналық жыныстың ерекше құрамы сол өңірге тән емес, өзгеше топырақтардың қалыптасуына себеп болады.
Әсіресе шөл аймақтарында ылғал аз болғандықтан, топырақ түзілу белсенділігі төмен болады да, аналық жыныстың ықпалы айқынырақ байқалады.
Жер бедері: су мен күн сәулесінің бағыты
Жер бедері топырақ түзілуіне және құнарлылықтың қалыптасуына елеулі әсер етеді. Жердің еңістігі мен пішініне қарай су жиналуы, сумен бірге қоректік заттардың тасымалдануы және күн сәулесінің түсуі әртүрлі болады.
Тегіс жерлерде ылғал жақсы сіңеді, ал беткейлі немесе дөңесті жерлерде ылғалдың сіңуі әлсіреп, су ойпаңға қарай ағып жиналады. Жер бедерін ірі (макро), орта (мезо) және ұсақ (микро) пішіндерге бөлу осы айырмашылықтарды түсіндіруге көмектеседі.
Геологиялық жас: топырақтың «жасы» да әртүрлі
Аймақтың геологиялық жасы топырақтың даму деңгейіне ықпал етеді: геологиялық тұрғыдан жас өңірлерде топырақ та жас, яғни жаңа қалыптасып келе жатады; ал геологиялық ескі өңірлерде топырақтың дамуы ертерек басталғандықтан, оның қалыптасу тарихы ұзақ.
Мысалы, бұрынғы КСРО аумағының солтүстік бөлігінде кейінгі дәуірлерде мұздықтардың шегінуіне байланысты салыстырмалы түрде жас топырақтар көбірек ұшырасады. Ал оңтүстік өңірлердің көп бөлігін мұз баспағандықтан, топырақтың дамуы ертерек басталған.