Глава 19. ЛАНДШАФТНО-ГЕОХИМИЧЕСКОЕ КАРТОГРАФИРОВАНИЕ И РАЙОНИРОВАНИЕ

Смотрите также:

История атомов и география - Перельман

Геохимия - химия земли

Геология

Основы геологии

Геолог Ферсман

Гидрогеохимия. Химия воды

Минералогия

Почва и почвообразование

Почвоведение. Типы почв

Химия почвы

Круговорот атомов в природе

Книги Докучаева

Происхождение жизни

Вернадский. Биосфера

Биология

Эволюция биосферы

Геоботаника

 Биографии геологов, почвоведов

Эволюция

Ландшафтно-геохимические основы систематики и картографирования биогеохимических провинций

Основы учения о биогеохимических провинциях были разработаны А.П. Виноградовым в 30-х годах. Напомним, что к таким провинциям он отнес территории, где флора, фауна, а во многих случаях и люди резко реагируют на содержание в атмосфере, почвах, водах, продуктах питания определенных химических элементов. Важное значение ученый придавал биогеохимическим эндемиям — болезням растений, животных и человека, связанным с дефицитом или избытком элементов в окружающей среде.

Накопленный большой фактический материал выдвинул проблему систематики и картографирования биогеохимических провинций. В.В. Ковальский первый наметил три таксона этих провинций: регионы биосферы, субрегионы биосферы и биогеохимические провинции.

 Регионы биосферы имеют признаки почвенно- климатических зон. Среди субрегионов он предложил различать такие, в которых комбинируются признаки региона по концентрациям, достигающим пороговых величин, соотношениям химических элементов, возможному проявлению специфических биологических реакций и субрегионы, признаки которых не соответствуют характеристике региона. Последние образуются над рудными телами, в бессточных районах, в районах вулканизма, при техногенном загрязнении. Примерами служат изученные Ковальским с сотрудниками Чиатурский марганцевый субрегион, Западно-Сибирский борный субрегион и другие. В пределах субрегионов выделяются биогеохимические провинции с характерными реакциями организмов, например, эндемическими заболеваниями. Свои представления Ковальский конкретизировал на "Схематической карте биогеохимического районирования СССР", опубликованной в 1974 г. К регионам биосферы он отнес таежно-лесную нечерноземную зону, лесостепную и степную черноземную, сухостепные, полупустынные и пустынные зоны, горные зоны.

С ландшафтно-геохимических позиций систематика биогеохимических провинций должна быть основана на геохимических критериях, к которым относятся типоморфные элементы и геохимические свойства природных вод — поверхностных, почвенных и грунтовых. Эти воды служат тем источником, из которого большинство элементов поступает в растения, животных и человека. От геохимических особенностей вод зависит дефицит и избыток элементов, биогеохимические эндемии. Состав типоморфных элементов, геохимия природных вод и положены в основу выделения двух высших таксонов систематики биогеохимических провинций — типов и классов, показанных в таблице 19.3. Это основные, наиболее распространенные типы и классы, не исключаются и другие более редкие (но не менее своеобразные). Некоторые типы данной систематики близки к "регионам биосферы" В.В. Ковальского, но есть и существенные различия. Например, для таежно-лесной зоны он отмечает дефицит кальция, хотя это не относится к территориям, сложенным карбонатными породами — ландшафтам кальциевого класса (гл. 7). При картографировании типов и классов биогеохимических провинций рационально использовать ландшафтно- геохимическое районирование, которое учитывает все три природных фактора формирования этих провинций — климат, геологическое строение и рельеф, а также производные от них почвы, воды, растительный покров, образующие в совокупности геохимические ландшафты.

При выделении третьего таксона систематики — видов биогеохимических провинций следует использовать критерий, предложенный А.П. Виноградовым и принятый Ковальским — дефицит или избыток химических элементов в окружающей среде, связанные с ними биогеохимические эндемии ("медные", "молибденовые", "кобальтовые" и прочие виды провинций). При картографировании видов ландшафтно-геохимическое районирование может быть использовано не всегда (особенно при выделении провинций, связанных с дефицитом макроэлементов).

Биогеохимические провинции типа S — с сильнокислыми водами

Провинции класса Sj — с сернокислыми водами формируются на участках окисления горных пород и руд, содержащих пирит и другие сульфиды. Напомним, что при участии различных бактерий здесь образуется серная кислота, рН вод понижается до 2—3, местами до 0, в водах приобретают высокую подвижность многие металлы, которые накапливаются растениями, обуславливая биогеохимические эндемии (гл. 3, 4). Таковы цинковые, медные и другие провинции, особенно характерные для складчатых металлогенических поясов — это знаменитый серебряный пояс, простирающийся на западе Америки от Аляски до Огненной Земли, рудные провинции Урала, Тянь-Шаня, Альпийского складчатого пояса и другие. В прошлые геологические эпохи палеобиогеохимические провинции с избытком многих рудных элементов, вероятно, были центрами видообразования организмов, обогащенных Си, Pb, Zn, Ni, Cd и другими металлами.

Провинции класса S2 — с солянокислыми водами известны в вулканических областях, где за счет продукта вулканизма — НС1 идут кислые дожди, текут солянокислые реки, источники, озера, почвы имеют низкий рН (гл. 15). В водах высоко содержание алюминия, железа, они часто богаты фтором и хлором, но содержание халькофильных металлов может быть невысоким. Подобные провинции известны на Камчатке, Курильских островах, в Японии, Индонезии и других вулканических областях.

Биогеохимические провинции типа W — с кислыми и кислыми глеевыми водами

Эти провинции широко распространены в районах с гумидным климатом, с ландшафтами тундры, тайги, широколиственных лесов, влажных субтропиков и тропиков (главы 7, 11). Кислое выщелачивание почв приводит здесь к резкому дефициту многих биоэлементов, что определяет минеральное голодание фауны, низкое содержание в организмах кальция, развитие различных "биогеохимических эндемий дефицитности". В некоторых почвах высока подвижность Al, Fe и растения накапливают эти элементы (например, в золе плаунов, чая десятки процентов AI2O3). И эти провинции, вероятно, были центрами видообразования. Биогеохимические провинции типа W были широко распространены на территории России в нижнем карбоне, конце триаса и юре, многих эпохах мела и палеогена (гл. 16).

К классу W] относятся провинции с кислыми водами и почвами, а к классу W2

— с кислыми глеевыми почвами, болотными и грунтовыми водами, богатыми РОВ. Это в основном заболоченные низменности, но в районах с многолетней мерзлотой они распространены и на возвышенностях, и в горах (гл. 7). Напомним об актуальности ландшафтно-геохимического анализа этногенеза в подобных провинциях.

Биогеохимические провинции типа У — с нейтральными и слабощелочными водами

Данные провинции характерны для лесостепи, степей и пустынь, а также для гумидных     территорий,   сложенных            карбонатными          породами.

Палеобиогеохимические провинции типа V были на территории России в четвертичные ледниковые эпохи, в девонском и пермском периодах, на территории Средней Азии — в конце юры, меловом периоде и кайнозое (гл. 16, 17).

Класс V — провинции с пресными, преимущественно гидрокарбонатно- кальциевыми водами. Характерны расчлененный, реже плоскоравнинный рельефы, преобладают незаселенные почвы. Напомним, что аридный климат определил здесь сравнительно слабую миграцию кальция, флора и фауна в основном не испытывают дефицита этого элемента, дефицит многих других элементов выражен слабее, чем в провинциях типа W, но все же он полностью не исключается. Возможен здесь и избыток элементов с соответствующими эндемиями (главы 8, 9, 10). В районах с гумидным климатом провинции V класса распространены на карбонатных и других породах, богатых кальцием и магнием.

Провинции класса V2 — с сильноминерализованными хлоридно-сульфатными

водами, засоленными почвами, как и провинции класса V^ распространены в

степях и пустынях, занимая огромные площади, особенно в депрессиях рельефа бессточных областей (Прикаспийская, Туранская и другие низменности, соляная пустыня Деште-Кевир в Иране, засоленные котловины Тибета и Цайдама в Китае и т.д.). Организмы здесь существуют в условиях высокого содержания в почвах и водах Na, Mg, С1, сульфат-иона. Это центры видообразования многих семейств растений.

Биогеохимические провинции типа F — с сильнощелочными водами

Содовые воды образуются в различных ландшафтно-геохимических условиях — в солонцах, в аридных вулканических регионах на участках разгрузки сильнощелочных гидротерм (Восточная Африка, Калифорния и др.), при выходе на поверхность "нефтяных" вод и т.д. Видообразование здесь протекает в условиях дефицита многих важных биоэлементов, особенно Са. Содовые воды благоприятны для миграции и накопления Na, Li, В, Zn, Cu, Ag, Be, Si, Ge, Sn, Ti, W, Mo, Y, редких земель иттровой группы (гл. 8). Биогеохимия многих этих элементов не изучена, и можно только предполагать, какие своеобразные особенности организмов в провинциях типа F обусловлены повышенным содержанием в среде редких земель, Y, Zr и других элементов "содовой миграции". Провинции типа F до сих пор не привлекали должного внимания, на этом пути исследователи ждут не только крупные теоретические открытия, но и решения важных прикладных задач. К палеобиогеохимическим провинциям типа F относились многие районы распространения красноцветных ландшафтов пермского периода в России, мела, палеогена и миоцена в Средней Азии и Казахзстане, эоцена в США (гл. 16, 17).

О связи геохимии ландшафта и учения о биогеохимических провинциях

Обе науки возникли в нашей стране примерно в одно время — во второй четверти XX столетия, связаны близостью методологии — руководящими идеями В.И. Вернадского, но долго развивались независимо друг от друга. Очевидно, настало время укрепления связи между ними, что облегчит решение конкретных задач каждой науки на основе использования идей и методов другой. Результаты исследований биогеохимических провинций широко применяются в геохимии ландшафта, но и данная наука многое может дать для решения актуальных теоретических и прикладных вопросов, возникающих при изучении биогеохимических провинций.

Контрольные вопросы

1.         Виды и масштабы ландшафтно-геохимических карт?

2.         В чем различия методик составления ландшафтно-геохимических карт М.А. Глазовской и А.И. Перелъмана?

3.         Каковы ландшафтно-геохимические принципы выделения биогеохимических провинций?

4.         Охарактеризуйте биогеохимические провинции S-muna.

К содержанию книги: А.И. Перельман, Н.С. Касимов - Геохимия ландшафтов