ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 05.09.2020
Просмотров: 5859
Скачиваний: 9
Геохимия ландшафтов и география почв (к 100-летию М.А. Глазовской)
130
окислов 0,02 н. соляной кислотой. Он справедливо полагал, что кислая среда - недостаточное условие для
равномерного вымывания минеральных соединений из почвы. Таким образом глееобразование – процесс,
при котором возможно мощное кислотное воздействие на минеральный состав почвы. Это определяется тем,
что большинство образованных при оглеении органических соединений кислотной природы оказывают
сильное триединое действие на минеральную массу почв. Они действуют как органические кислоты; как
вещества, способные к образованию комплексных и внутрикомплексных соединений и как восстановители.
В дальнейшем при изучении глееобразования в условиях застойного и застойно – промывного водного
режима на примере лёссовидного, моренного карбонатного суглинков и флювиогляциального песка было
показано, что этот процесс переводит в подвижное состояние не только марганец, железо, алюминий, но
и кальций, магний, титан, фосфор, органоминеральные и другие соединения в несопоставимо больших
размерах , чем это имеет место при глееобразовании в застойном водном режиме. Вся эта масса веществ
поступает в лизиметрический сток и выносится гравитационной влагой за пределы модельного почвенного
профиля. Глееобразование в условиях застойно-промывного водного режима в несколько раз или в
десятки раз увеличивает переход в раствор металлов и органоминеральных соединений. В частности, он
ответственен за формирование светлых кислых элювиальных горизонтов.. Цель наших исследований
заключалась в количественной оценке влияния широко распространённых почвообразовательных
процессов – глееобразования и сульфатредукции – на изменения физико-химических и химических
свойств лизиметрических вод из широко распространённых пород – речного глинистого аллювия ,
лёссовидной глины и озёрного засолённого карбонатного тяжело суглинистого аллювия. В качестве
основных характеристик использовали морфохроматические признаки гидроморфизма пород; динамика
рН; и ОВП; интенсивность поступления в лизиметрические воды железа, кальция и кремния в условиях
застойно-промывного режима с пульсирующей сменой анаэробного и аэробного режимов. Для поддержания
анаэробных условий затопление опытных образцов этих трёх пород производили 1% раствором сахарозы.
Контрольные образцы исследовали по той же схеме , но их затапливали дистиллированной водой. В
условиях Затопления длилосьсь 10 дней , затем через донный водовыпуск вода сливалась и образец на 3
суток оставляли на просушку.
Морфохроматические признаки оглеения и сульфатредукции отчётриво проявлялись через четыре-
шесть недель после начала эксперимента. Через 4-6 месяцев эти признаки (голубовато-сизая окраска при
оглеении и чёрная или тёмносерая) проявляются во всей исследуемой толще почвообразующей породы. Это
происходит на фоне глубокого падения ОВП и существенного подкисление всех пород.
В бескарбонатных породах (речном аллювии и лёссовидной глине) глееобразование в условиях застойно-
промывного режима при наличие органического вещества способного к ферментации сопровождается
прогрессирующим подкислением лизиметрических вод ( до 3-4 единиц рН по сравнению с контролем и 1,2
-1,8 ед. рН по сравнению с начальными значениями этого параметра в условиях эксперимента).
В условиях сульфатредукции изменения рН лизиметрических вод носят двухэтапный характер, На
первом этапе в результате окисления сульфида железа и образования серной кислоты происходит подкисление
лизиметрических вод. После завершения этого этапа и прекращения поступления серной кислоты в результате
распада пирита наблюдается подъём значений рН до 8,2-8,4 . Это обусловлено значительными естественными
резервами карбоната кальция в озёрном карбонатном засолённом аллювии.
Кривые ОВП лизиметрических вод из лёссовидного суглинка и озёрного засолённого карбонатного
тяжелого суглинка выходят на плато и изменяются в узком интервале 10-160 и 0-50 мв соответственно. Такой
характер изменения ОВП лизиметрических вод обусловлен особенностями структурным состоянием почв ,
степенью их слитизации и уплотнения.
Наибольший вынос оксида железа происходит из речного легкоглинистого аллювия в условиях застойно-
промывного режима с внесением 1% раствора сахарозы. Это связано с высоким исходным содержанием оксида
железа в породе (7,5% Fe
2
O
3
от валового состава). Суммарный вынос Fe
2
O
3
9340 мг. За ним следует лессовидная
легкая глина – 5155 мг Fe
2
O
3
(содержание оксида железа в исходной породе 4,2% от общего валового состава).
Наименьший вынос происходит из озерного засоленного тяжелосуглинистого аллювия – 2986 мг оксида железа.
Торможение выноса Fe
2
O
3
из озерных засоленных карбонатных пород объясняется присутствием сульфатов,
развитием в анаэробной среде процесса сульфатредукции, образованием слаборастворимого сульфида железа.
Наибольший вынос оксида кальция отмечен в озерном засоленном тяжелосуглинистом аллювии – 37474
мг, что обусловлено высоким исходным содержанием карбонатов в породе. На втором месте по выносу оксида
кальция – речной легкоглинистый аллювий – 13430 мг. Минимальный вынос имеет место в лессовидной
легкой глине – 7155 мг.
Вынос оксида кремния весьма динамичен из всех пород. Наибольший вынос оксида кремния
наблюдается из лессовидной легкой глины и речного легкоглинистого аллювия в анаэробном варианте опыта
на фоне застойно-промывного водного режима.
Значительное увеличение выхода кремнезема из этих пород обусловлено присутствием в них больших
масс аморфного кремния. растворимого в воде. Далее следует озерный засоленный тяжелосуглинистый
аллювий – 1458 мг. Показано, что в аэробной среде в условиях застойно-промывного водного режима
происходит максимальный вынос кремнезема из лессовидной легкой глины – 1284 мг, что всего в 2,5 раза
меньше, чем в анаэробном варианте опыта. Такое увеличение выхода кремнезема из лессовидной легкой глины
в аэробной среде объясняется высоким содержанием фракции крупной пыли в породе и SiO
2
. В анаэробной
среде в условиях застойно-промывного водного режима под влиянием глееобразования и сульфатредукции
вынос элементов в несколько раз) превышает их вынос в аэробных условиях.
Доклады Всероссийской научной конференции
131
Литература
1. Зайдельман Ф.Р.
Процесс глееобразования и его роль в формировании почв. М.: Изд-во МГУ, 1998.
300 с.
2. Зайдельман Ф.Р.
Теория образования светлых кислых элювиальных горизонтов и её прикладные
аспекты. М.: Изд-во Красанд, 2009. 248 с.
УДК 631.4
МОДЕЛИ ТЕХНОПЕДОГЕНЕЗА НА ФУТБОЛЬНЫХ ПОЛЯХ
И.В. Замотаев (1), В.П. Белобров (2), Д.Л. Шевелев (3)
(1) Институт географии РАН, Москва, e-mail: zivigran@rambler.ru; (2) Почвенный институт имени В.В.
Докучаева, Москва, e-mail: belobrovvp@mail.ru; (3) ФГУП ПНЦ АП им. Пилюгина, dima28@yaol.ru
Как неоднократно отмечала в своих работах М.А. Глазовская [1, 2], техногенез («совокупность
геохимических и геофизических процессов, связанных с деятельностью человека») стал в настоящее время
мощным фактором почвообразования, воздействие которого на почвы приобретает глобальный масштаб. При
этом скорость и интенсивность их техногенной трансформации, устойчивость вновь приобретенных свойств
во многом зависит от вида, интенсивности и регулярности техногенного воздействия, буферности исходной и
характера функционирования вновь образованной почвы или почвоподобного тела.
Трансформированные почвы и почвоподобные техногенные образования (ПТО) футбольных полей
(ФП), созданные по образу и подобию естественных почв, являются одними из наиболее сложных объектов
многопланового комплексного взаимодействия техногенных и природных процессов, испытывающих
постоянную эволюцию во времени. Их свойства, процессные модели технопедогенеза мало изучены,
что затрудняет выявление причин деградации спортивных газонов, которые обычно связывают с
неудовлетворительной агротехникой, погодными условиями и чрезмерной эксплуатацией. Кроме того,
трансформированные почвы и ПТО нуждаются в систематике, требуют постоянного мониторинга их
состояния, адаптации к различным природно-климатическим зонам России.
Опорными для описания и анализов были выбраны трансформированные почвы и ПТО футбольных
полей ряда гумидных и аридных областей России и Беларуси, которые резко различаются по возрасту
(времени эксплуатации), природным условиям и свойствам.
Проведенные почвенно-генетические
исследования с использованием сравнительно-географического, ландшафтно-геохимического и сравнительно-
хронологического методов показали, что условия формирования почв и ПТО футбольных полей, а также
характер элементарных почвенных процессов (ЭПП) во всех природных зонах имеют свои особенности. На
воздействие природных факторов накладываются специфические агротехнические и спортивные воздействия,
совокупность которых предлагается называть спортивным техногенезом [3, 4]. При этом почвоподобные толщи ФП
разных функциональных групп сильно различаются по набору агротехнических мероприятий, интенсивности и регулярности
спортивной нагрузки.
ПТО профессиональных полей («Динамо», г. Москва; «Динамо», п. Новогорск, М.о.; «Спартак», п. Черкизово,
М.о.; «Динамо», г. Махачкала; «Сатурн», г. Раменское; «Диана», г. Волжск»; «Черноморец», г. Новороссийск; «Гомель», р.
Беларусь и др.) подвержены наиболее высоким техногенным нагрузкам и включают обильный полив, подогрев, пескование
(120 м
3
), внесение азотных (карбамид, аммиачная селитра), калийных и комплексных удобрений (нитрофоска, азофоска,
кемира газонная и др.; от 1 до 3 т), землевание (40 м
3
), технотурбации и регулярные спортивные воздействия (40-60 часов в
месяц). Техно-почвы спортивно-массовых полей («Старт», «Наука», РУДН, «Искра», г. Москва; «Знамя», г. Ногинск; ФП
г. Подольск; «Торпедо», г. Мытищи, М.о.) испытывают умеренные нагрузки. На эти поля вносится меньше минеральных
удобрений (100-500 кг), песка (20-30 м
3
) и «готового» органического вещества при землевании (10 м
3
). Расход воды на полив
в целом значительно ниже, отсутствует система техногенного прогревания почв, не везде проводится аэрация поверхностных
горизонтов; спортивная нагрузка составляет 20-30 часов в месяц. Для физкультурных полей (ФП, г. Воскресенск; «Салют», п.
Вороново, М.о.) и свойственных им техногенно-естественных почв характерны наименьшие нагрузки, главной из которых
является стрижка газона.
Почвы физкультурных ФП, испытывающие влияние деятельности человека только в пределах верхнего
горизонта, развиваются по «идеальной» (или нормальной) природной модели почвообразования и мало чем
отличаются по процессам, строению и свойствам от фоновых почв окружающих территорий.
На спортивно-массовых ФП Московского региона реализуется «техногенно-осложненная» модель
педогенеза; вертикально-профильная дифференциация сочетается с техногенным привносом на поверхность
твердофазного и хемогенного материала в малых количествах (аккумулятивно-седиментационная и
аккумулятивно-хемогенная модель). ЭПП, формирующие профили техно-дерново-подзолистых почв,
существенно отличаются от фоновых как интенсивностью некоторых процессов, так и появлением качественно
новых, например, окарбоначивания и подщелачивания [6].
ПТО профессиональных ФП ряда гумидных и аридных областей России и Беларуси формируются в
специфических природно-техногенных условиях и обладают сочетанием свойств и признаков, не имеющих
аналогов в уже известных почвенных типах.
Для них характерно развитие одновременно в нескольких
процессных моделях технопедогенеза («комбинированная
техногенно-преобразованная» модель). Идеальный
педогенез на ФП (нормальная модель) сочетается с комбинациями явлений технотурбации (технотурбационная
модель), зоотурбации (зоотурбационная модель), с аномальными поверхностными хемогенными
(аккумулятивно-хемогенная модель) и твердофазными поступлениями на поверхность ПТО (аккумулятивно-
седиментационная модель). Данные процессы имеют разную направленность. Процессы собственно
Геохимия ландшафтов и география почв (к 100-летию М.А. Глазовской)
132
педогенеза приводят к вертикально-профильной дифференциации ПТО. Поступление же аллохтонного
твердого материала (пескование и землевание) приводит к увеличению мощности профиля сверху, что
характерно для почв синлитогенного ствола, который объединяет почвы, в которых почвообразование
протекает одновременно с аккумуляцией свежего минерального материала, например, аллювиальных или
вулканических пепловых [5].
По характеру воздействия на ПТО футбольных полей ЭПП разделены на три группы: «проградационные»
аккумулятивные (наращивание агрономически важных свойств дернового горизонта), «деградационные»
элювиальные (ослабление, стирание этих свойств) и «химически-деградационные» (подщелачивание, окарбоначивание,
осолонцевание, загрязнение). Как показывают проведенные исследования, эти группы процессов, приводят к
неустойчивому равновесию свойств в профиле ПТО. Характерное время ЭПП многократно сжато в силу мощного
техногенного воздействия. В течение нескольких десятилетий прогрессирующая физическая и химическая
деградация приводит к выщелачиванию питательных элементов из профиля, оглеению, лессиважу и партлювации,
миграции гумусовых соединений, окарбоначиванию, осолонцеванию, сегрегации и цементации, уплотнению,
загрязнению тяжелыми металлами и мышьяком.
Высокие температуры и повышенная влажность профиля ПТО увеличивают скорости процессов
выветривания и миграции минеральной массы, разложения, синтеза и минерализации органических веществ.
Высвобождение элементов питания для трав происходит интенсивнее и полнее. Эти процессы способны
вывести из функционального состояния любое искусственное созданное спортивное сооружение, включая
ФП. Как правило, они проявляются опосредованно через различные внешние признаки неудовлетворительного
состояния газона: нано- и микрорельеф, постоянное выпадение травы на отдельных участках, формирование
локальных поверхностных водоупоров, т.н. «аварийных зон» ФП (вратарские, штрафные, угловые, зоны
безопасности, 11-ти метровые отметки).
Повышенное уплотнение приводит к снижению общей пористости и содержания крупных пор,
обеспечивающих аэрацию, впитывание и фильтрацию воды. Формируются «вымочки», изменяется режим
водного и особенно минерального питания трав. Это наиболее динамичные участки ФП - «горячие точки»,
локальные очаги деградации ПТО вследствие спортивного воздействия и проявления ЭПП. В конечном
итоге покров ПТО, который создается гомогенным «при рождении», в чем-то аналогичным естественному
элементарному почвенному ареалу (ЭПА), приобретает черты сходные со структурой, в которой имеет место
чередование разнородных элементарных ареалов ПТО. ФП даже визуально приобретает с поверхности
пятнистый характер, обусловленный формированием нанорельефа, пространственными различиями в
увлажнении, плотности, гумусированности, лессиваже, оглеении и т.д.
Литература
1. Глазовская М.А. Геохимия природных и техногенных ландшафтов СССР. М.: Высшая школа. 1988.
324 с.
2. Глазовская М.А. Геохимические основы оценки эколого-геохимической устойчивости почв к
техногенным воздействиям: Метод. Пособие. М.: Изд.-во Моск. Ун-та, 1997. 102 с.
3. Замотаев И.В., Белобров В.П. Технопедогенез на искусственных субстратах футбольных полей //
Экологическое планирование и управление, № 3(4), 2007. С. 48-63.
4. Замотаев И.В., Шевелев Д.Л. Спортивный техногенез как фактор почвообразования // Проблемы
региональной экологии. № 6, 2009. С. 268-274.
5. Классификация и диагностика почв России. Смоленск: Ойкумена. 2004. 342 с.
6. Шевелев Д.Л., Замотаев И.В. Особенности технопедогенеза на футбольных полях Московского
региона // Проблемы региональной экологии. № 6, 2011. С. 35-52.
УДК 631.4
РОЛЬ ПОЧВООБРАЗУЮЩЕЙ ПОРОДЫ В ГЕНЕЗИСЕ ПОЧВ
Т.А. Зубкова, Л.О. Карпачевский
МГУ имени М.В. Ломоносова, факультет почвоведения, Москва, е-mail: dusy.taz@mail.ru
На первых этапах развития почва максимально зависит от свойств почвообразующей породы. Сама
порода включается в почвенные процессы, изменяется и превращается в почву. Поэтому свойства породы
определяют многие функции будущей почвы. В настоящее время первичное почвообразование переживает
«новое рождение», и связано это с рекультивацией отвалов, горных разработок, терриконов, карьеров,
золоотвалов, шламов, мусорных свалок и других. Так же остро стоит вопрос синтеза искусственных почв для
мегаполисов. Какую необходимо создавать смесь, чтобы она быстро вовлекалась в почвообразование. Практика
показывает, что пока не найдены механизмы синтеза почв. Поэтому вопрос о роли почвообразующей породы в
формировании почвы актуальный и своевременный. Именно этому и посвящена представленная работа.
Почвообразующими породами могут быть «чистые» горные породы или породы, прошедшие
циклы почвенных процессов, а также материал верхних гумусовых горизонтов почв, принесенный из
других мест ветром или водой [1] и другие материалы (золоотвалы, бытовой мусор и т.п.). Начальный
цикл почвообразования развивается и на отходах горнодобывающих и перерабатывающих предприятий,
разнообразных по химическому и гранулометрическому составу.
Необходимо отметить, что два главных признака отличают любую почву от рыхлых отложений:
гумусированность и особая структура (дифференциация профиля и форма агрегатов).
В настоящее время
Доклады Всероссийской научной конференции
133
почти все осадочные породы, которые появились 3,8 млрд. лет тому назад, прошли стадию почвообразования.
Об этом свидетельствует содержание углерода в них. Каменные метеориты содержат 4*10
-2
% углерода,
ультраосновные и основные изверженные породы (дуниты, габбро, базальты) 1*10
-2
%, средние (диориты,
андезиты) и кислые (граниты, гранитоиды) изверженные породы 2*10
-2
%. В осадочные породах (глины и
сланцы ) содержание углерода достигает 1%, в среднем колеблясь около 0,2-0,6%. Углистые хондриты содержат
3,4% С [2]. Моренные суглинки, лёссы содержат около 0,3-0,5% С. В заведомо абиогенных (лишенных жизни,
любых, даже микроскопических организмах) рыхлых лунных грунтов содержание углерода составляет (6,4-
23)*10
-2
% (в среднем 14*10
-2
), т.е. несколько превышает его содержание в изверженных породах Земли, но
меньше, чем доля углерода в осадочных породах Земли. Лунный реголит показывает, что осадочные породы,
образуясь из изверженных, накапливают углерод даже в отсутствии живых организмов. Но в присутствии
живых организмов это увеличение достоверно больше. Среди былых почв - слои каменного угля, глинистые
сланцы, некоторые известковые породы, глинистые и песчаные отложения, лессы. В них выявлены
следы почвообразования, которые приурочены к тонким прослойкам, иногда доли мм. Таким образом,
почвообразующая порода современных почв имеет следы былых почвообразовательных процессов.
Осадочные породы можно считать предпочвами. Предпочвы – это смесь минерального и органического
вещества абиотического происхождения, т.е. есть углерод, но нет биоты. Появившиеся первые организмы
были сорбированы на матрице осадочных пород. Это уже была протопочва, со своей структурой, организацией
и экологическими функциями.
Однако почему осадочные породы явились первыми предвестниками почв, а не изверженные? Дело
даже не только в повышенном содержании углерода в осадочных породах, а в степени их дисперсности, в
развитой поверхности по сравнению с изверженными породами. Это относится и к современным твердым
породам. Как было показано ранее [3] травы и отдельные деревья вырастают не на плотной породе, а в
расщелинах и в трещинах, где скапливается мелкозем, занесенный ветром или водными потоками с других
территорий.
Возможно, предпочва связана с возникновением жизни и биосферы, поскольку минеральная матрица
рыхлых пород может ускорять процессы образования высокомолекулярных органических соединений,
включая и гиперциклы. Причем, каталитическая роль проявлялась не только в ускорении, но и в выборе
продуктов химических реакций в предбиотический период [4].
Влияние почвообразующей породы распространяется не только на начальные процессы
почвообразования, но и на всю дальнейшую жизнь почвы. Встает вопрос, какие свойства породы наиболее
существенные для развития почвы. Оказывается, классификация горных пород не несет такой информации.
Обычно породы классифицируются по их генезису, по содержанию в них кремния и др. Однако нет
классификации пород по их гранулометрическому составу или же по их поверхностным свойствам, хотя
именно свойства поверхности (размеры и химическая активность) задают направление развития почвенных
свойств [5]. Так, максимальное количество гумуса в почве определяется величиной удельной поверхности.
Агрегатная структура (форма и механическая прочность агрегатов), количество иммобилизованных
ферментов и микроорганизмов также связаны со свойствами поверхности. Если с площадью поверхности
почвоведы давно имеют дело – это удельная поверхность по воде, по азоту, то с оценкой химической
активности, т.е. «химией поверхности» - совсем недавно [5]. Именно «химия поверхности» позволяет увязать
все разнообразие почвенного материала в одну систему и выразить спектром активных центров (кислотной и
основной природы) по силе. Он индивидуален для каждого горизонта. Причем, чем больше различий между
почвенными горизонтами по их матричным свойствам, тем контрастнее почвенный профиль. Целесообразно
и почвообразующую породу также оценивать по ее матричным свойствам - размер поверхности и спектр
активных центров, который включает распределение по силе кислотных и основных центров (распределение
центров по энергии десорбции молекулы-теста на кислотные центры и основные).
Почвообразующая порода задает направление в развитии почв и ставит запреты на появление
некоторых свойств, как, например, на характер агрегатов. На легкосуглинистых и песчаных почвах не могут
образовываться агрегаты с выраженными формами граней и ребер (зернистые, ореховатые, призматические),
а в суглинистых почвах не встречаются ортзанды. Максимальное количество гумуса, которое может
удерживать почва в адсорбированном состоянии, определяется размерами минеральной матрицы. Размеры
минеральной матрицы наследуются от породы и не могут сильно меняться в процессе генезиса почвы (более,
чем на 1 порядок по гранулометрическому составу). Например, на песчаной и супесчаной породе не могут
формироваться среднесуглинистые и тем более тяжелосуглинистые почвы.
Таким образом, почвообразующие породы – это не только «чистая» горная порода (отходы
горнодобывающих и перерабатывающих предприятий и др.), но и породы, прошедшие циклы почвенных
процессов, а также гумусовые горизонты почв, принесенные из других территорий. Формирование первичных
почв приурочено к рыхлым горным породам. На твердых изверженных породах полнопрофильные почвы не
образуются, и связано это с относительно высокой степенью дисперсности осадочных пород. Осадочные
породы представляли собой предпочвы - смеси минерального и органического вещества абиотического
происхождения. Вероятно, предпочвы способствовали первичной эволюции организмов (на уровне
гиперциклов и низших организмов), что привело к появлению биосферы и дальнейшей ее эволюции.
Почвообразующая порода может ставить запреты на некоторые почвенные процессы, как например, на
максимальное содержание гумуса, микроорганизмов, формы агрегатов и другие. Предлагается оценка
почвообразующих пород по ее матричным свойствам: размеры поверхности и спектр кислотных и основных
центров по силе.
Геохимия ландшафтов и география почв (к 100-летию М.А. Глазовской)
134
Литература
1. Глазовская М.А. «Педолитогенез и континентальные циклы углерода» м.: Книжный дом
«Либроком», 2009. 336 с
2. Яншин А.Л. Возникновение проблемы эволюции геологических процессов. Сб. Эволюция
геологических процессов в истории Земли. М. «Наука». 1993.
3. Карпачевский Л.О. Экологическое почвоведение. М.: ГЕОС. 2005. 334 с.
4. Зубкова Т.А., Карпачевский Л.О. Роль минеральной матрицы горных пород в эволюции биосферы
и почвы //Биосферные функции почвенного покрова. Материалы Всероссийской научной
конференции. Пущино. SYNCHROBOOK. 2010. С. 129-130
5. Зубкова Т.А., Карпачевский Л.О. Матричная организация почв. М.: РУСАКИ. 2001. 296 с.
УДК 631.41
ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ВРЕМЕНИ ПОГРЕБЕНИЯ ПОЧВ ПО
КОНЦЕНТРАЦИИ
14
С В ИХ ГУМУСЕ
И.В Иванов
ИФХиБПП РАН, Пущино Московской области, e-mail: ivanov-v-28@mail.ru
Закономерности поведения радиоуглерода в почве.
Для установления равновесной концентрации
14
С в
гумусе черноземов необходимо определенное время. За такое время мы приняли 1600 лет, что соответствует
среднему времени пребывания (
mrt
, в годах)
14
С в гуминовых кислотах (гк) черноземов (в слое 0-20 см).
Дальнейшие соображения относятся к этой глубине. Концентрации
14
С (далее-
14
С) приводятся в % от эталона
NBS, принятого за 100%. Величины
mrt
и
14
C находятся в обратной, но не в линейной зависимости. Каждый
из показателей имеет свои области применения. Единственный источник
14
С в гумусе - космогенный
14
С
атмосферы, попадающий в гумус при гумификации свежих органических остатков. Концентрации
14
С в 1 г
углерода фитомассы и в 1 г углерода СО
2
атмосферы примерно равны. Мерой поглощения
14
С гуминовыми
кислотами из атмосферы (из фитомассы) может служить коэффициент
«К»=
14
Сгк:
14
Сатм
(формула 1).
Черноземы центральной (Чцо)и южной почвенных областей (Чюо) Восточно-Европейской равнины отличаются
друг от друга по средним величинам
mrt
,
14
C и «К». Для континентальных условий Чцо они соответственно
равны 1350 лет, 85% и 0,858. У предкавказских черноземов (Чюо) вследствие большего периода биологической
активности и большей скорости обновления углерода в гумусе радиоуглеродные параметры составляют 400
лет, 94%, 0,914. Величины поглощения
14
С гумусом из атмосферы («К») для крупных почвенно-климатических
регионов и типов почв можно считать устойчивыми во времени. Концентрация
14
С в атмосфере колебательно
изменялась во времени.[1] Для последних 1600 лет её средние значения составили 99,07 %, за период 5,0-
6,6 т.л. назад – 108 %. Вместе с изменениями концентраций
14
С в атмосфере изменялись и радиоуглеродные
параметры гумуса почв. Исходя из вышесказанного можно оценить концентрацию
14
Сгк в черноземах (в
слое 0-20 см) для любого момента времени за последние 7-8 т.л. по формуле:
14Сгк=
14
Сатм
(среднее за 1600
предшествующих лет)
* «К»
(формула2). После погребения почв наносом условия функционирования гумуса
существенно изменяются. В почвы перестает поступать свежее органическое вещество (СОВ), минерализация
гумуса в почве не компенсируется гумификацией СОВ, обновление углерода в гумусе прекращается,
содержание гумуса в погребенных почвах начинает уменьшаться. [2,3,4] В среднем за 300 лет нахождения
черноземов в погребенном состоянии верхний слой (0-20 см) теряет примерно 30% гумуса от исходного
содержания в целинной почве, за 1700 лет–50%, через 5000 л – остается 37%, через 17 т.л. - 20% и через 100
тыс. лет – около 6,5% гумуса от содержания в целинной почве (или в среднем 0,3-0,4% от массы суглинисто-
глинистой почвы). В период от 100 т.л. до 1 млн. лет (а возможно и более длительное время) общего тренда
уменьшения содержания Сорг в погребенных почвах (становящихся уже ископаемыми) не наблюдается.
Среднее содержание Сорг в черноземах, погребенных в лессах, в % от почвы (по 50 образцам) равно 0,3%,
а колебания для 50% проб (Q
2
–Q
3
) составляют 0,08-0,69%. Средняя величина отношения Сгк:Сфк в гумусе
погребенных почв почти не изменяется (остается в пределах 1,51-1,95), что свидетельствует о сохранении
общей структуры гумуса в погребенных почвах [3].
Анализ опыта датирования.
Определение времени создания археологических объектов и длительности
их функционирования по назначению, длительности времени погребения почв с использованием данных о
концентрации
14
Сгк в погребенных почвах - актуальные задачи археологии и почвоведения [5-8]. Однако
попытки их решения для интервала времени последних 8тысяч лет не были удачными [5]. Причиной этого
справедливо считалось участие
14
С в почвенных процессах. Рассмотрим подробнее этот вопрос. Сопоставим
величины
mrt
гк погребенных почв с известным временем сооружения археологических памятников и
временем погребения почв (далее Ти), определенным по археологической хронологии или по
14
С в древесине,
угле или кости. Для такого сопоставления привлечены 15 пар объектов «современные почвы – погребенные
почвы (далее ПП)» с «известным» временем погребения 60, 360, 2000 и 3300 – 5200 лет. 8 объектов изучены
автором (14С анализы выполнены в ИГ РАН Э.П. Зазовской), данные по семи объектам заимствованы из [4-
8] и любезно предоставлены В.А. Демкиным и О.С.. Хохловой. Почвы с длительностью погребения 60 и 360
лет важны для понимания процессов, но не пригодны для датирования. У 4 объектов гумусовые горизонты
оказались явно нарушенными. Всего для рассмотрения были принято 9 объектов с ПП: 2 – из южной области
(объект Возрождение-1) и 7 – из центральной и других областей (объекты Перегрузное, Голубая Криница,
Хотин, Филипповка, Стрелецкая степь, В.Хава). Сопоставление показало, что значения
mrt
гк ПП всегда больше
Ти на 200 – 2200 лет, т.е. потери
14
С гк в ПП всегда больше потерь от радиоактивного распада. Причинами