Факультет

Студентам

Посетителям

Связь между числовыми и качественными характеристиками почвенной модели

Можно подумать, что модели дают числовой ряд мощностей почвенных профилей без раскрытия их физического содержания.

Однако этот ряд, характеризующий геометрическую структуру почвенного пространства, имеет рациональный смысл: за ним скрывается упорядоченность воднофизического и геохимического состояния почв. Леонардо да Винчи писал: «Пропорция обретается не только в числах и мерах, но также и в звуках, тяжестях, временах и положениях, и в любой силе, какая бы она ни была» (1933, с. 37). Данные таблицы подтверждают его слова. Они показывают, что в основании числовых рядов лежит идея взаимосвязи геометрии почвенного пространства с его вещественным составом.

В таблице приведены те же типы и подтипы почв, что и в модели. Оценка их элементов плодородия дана по литературным материалам, которые были подвергнуты статистической обработке (Петербургский и др., 1985). Как видно, величины элементов почвенного плодородия: калий, фосфор, азот — образуют зеркально-симметричный ряд. Максимальные их значения приурочены к центру модели — к чернозему. К северу и к югу от него они убывают в последовательности, подчиняющейся закону масштабной симметрии, с интервалами 1,6 и 1,3.

Другие свойства почв также имеют подобные соотношения. Так, отражательная способность почв образует ряд чисел Фибоначчи: 3% — чернозем мощный, 5% — чернозем обыкновенный, 8% — темно-каштановая, 13% — светло-каштановая, 21%—бурая полупустынная, 34% — серо-бурая, 55% —такырная пустынная (светлозем). Затраты энергии на почвообразование как в горизонтальном ряду поясности, так и по глубине профиля также соответствуют ряду чисел Фибоначчи.

Что же лежит в основе этой фундаментальной закономерности, которая так близка к закону периодической повторяемости элементов? Следует обратить внимание на относительное преобладание характерных химических элементов в следующих почвах: Na и К в пустынных, Mg и Са в полупустынных, С в черноземах, N, Р в лесных, S в подзолистых, Сl в арктических пустынях. И хотя многое еще в этом спорно, но закономерное распределение почв и указанных химических элементов можно, вероятно, связать с периодическим изменением количественного отношения атомов в гидридах: число присоединенных атомов водорода оказывается равным номеру группы элемента в таблице Менделеева (или 8 минус номер группы). Как видим, металлы составляют левое крыло модели, а неметаллы — правое.

Видимо, периодичность свойств почв в ряду горизонтальной (и вертикальной) поясности можно объяснить тем, что через определенные интервалы повторяются сходные виды электронных конфигураций атомов. Ведь число электронов в атоме определяет его поведение при почвенных реакциях: последнее зависит от энергии, необходимой для отрыва электронов от атома. Значит, возникающие в почве электрические заряды связаны с валентностью атомов. Вероятно, информация

о будущих микро-, макроагрегатах, горизонтах и профилях кодируется в структуре электронных оболочек характерных для каждой почвы химических элементов.

Гидриды правой части модели — это молекулы, где число атомов водорода определяется числом не ионных, как в левой части, а ковалентных связей. Здесь формируются первичные элементарные ячейки, аналогичные ячейкам левой части модели, являясь их зазеркальными двойниками, или изомерами. Так, известен факт сходства морфологии и химического состава тундровых (правая часть) и пустынных (левая часть) почв; затраты энергии на почвообразование у них также одинаковые.

Видимо, существует пока еще не выясненная симметрия почвенных законов — инвариантность по отношению к зеркальному отражению. При отражении в зеркале (по середине модели) каждый почвенный профиль левой части превращается в соответствующий по геометрической структуре и вещественному составу профиль правой части, но с другим знаком. Можно полагать, что вещественные свойства первичных ячеек, передающиеся ячейкам других уровней организации почв, вплоть до макроагрегатов, находятся в периодической зависимости от числа валентных электронов характерного для каждой почвы химического элемента и образуемых им электромагнитных полей.

Именно на атомарном и молекулярном уровнях начинают образовываться специфические первичные вещества, структура и свойства которых отличают почву от непочвенных тел, например от горных пород (Ковалева и др., 1984). Действительно, несмотря на значительные изменения среды в ряду горизонтальной поясности, специфика почвообразования: формирование гумусового профиля, горизонтов, агрегатов — сохраняется неизменной. Это значит, что в любой почве Земли отношения между ее морфологическими и физико-химическими свойствами остаются постоянными.

Вероятно, сущность почвообразования обусловлена внутренними причинами, связанными с гравитацией и электромагнетизмом, перераспределяющими массу и заряды живого и неживого. Гравитационные и электромагнитные поля, пронизывающие иерархическую структуру почвенных тел, создают внутрипочвенный механизм, который управляет всеми свойствами почв.

Итак, одномерные модели сыграли свою положительную роль в развитии почвоведения. За ними сохраняется будущее, ибо с моделированием связаны самые общие и строгие законы почвоведения. Но одномерные модели ограничивают возможности научного поиска, тогда как двумерные снимают эти ограничения, позволяют шире рассматривать окружающие нас почвенные формы. Однако в двумерном мире почв обнаруживают себя другие ограничения разнообразий, другие законы природы. Посмотрим, как они проявляются.

Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.



Сообщить об опечатке

Текст, который будет отправлен нашим редакторам: