Болотами называют участки земной поверхности, характеризующиеся избыточным увлажнением верхних горизонтов почво-грунтов и горных пород, развитием болотной растительности и образованием торфа. Одним из основных признаков болота является процесс накопления торфа, мощность которого достаточно большая, и корни растений располагаются целиком в нём, не достигаючи подстилающего минерального основания. В отличие от этого, часто выделяют заболоченные земли. К ним относятся участки, в которых мощность торфа небольшая и корни растений достигают минерального основания. По-видимому, такое выделение является условным, а заболоченные земли, обладая теми же признаками, представляют по существу начальную стадию развития болот.
Болота занимают в России огромные площади, но распределены неравномерно. Наибольшее количество болот сосредоточено в северных и северо-западных районах лесной зоны, где местами заболоченность достигает ЗО-4О%. В южном и юго-восточном направлении степень заболоченности уменьшается и в полосе лесостепи не превышает одного и даже десятых долей процента. Общая площадь, занятая болотами на земном шаре, по данным, оценивается в 175 млн. га.
Болота образуются на различных элементах рельефа - всюду, где создаются условия для избыточного увлажнения почвы. В Западной и Восточной Сибири, а также на севере европейской части России заболачиванию способствует наличие водонепроницаемых многолетнемерзлых горных пород, залегающих близко к поверхности. На других территориях водоупором являются различные по генезису глинистые породы.
Болота образуются как внутри континентов, так и на приморских низинах. По характеру водноминерального питания, составу растительного покрова, форме поверхности болота внутри континентов подразделяются на низинные, верховые и переходные.
Низинные болота располагаются в понижениях рельефа и характеризуются плоской или вогнутой поверхностью. Помимо атмосферных осадков, в их питании участвуют грунтовые или речные воды,
которые обладают значительно большим содержанием минеральных питательных веществ. Поэтому здесь развивается так называемая автотрофная растительность, т. е. растительность, требовательная к условиям питания (осоки, хвощи, зелёные мхи, а из древесных - ольха, береза).
Торфяники, образующиеся из остатков автотрофной растительности, часто обладают большой зольностью и малой калорийностью. Низинные болота часто образуются на месте озерных водоёмов, постепенно зарастающих и заболачивающихся. Интенсивность зарастания и заболачивания водоема зависит от рельефа его дна и берегов. Широко распространены процессы зарастания и заболачивания в озёрах с плоским дном и пологими берегами; в озерах происходит интенсивный
процесс осадконакопления, образование разнообразных илов. В этом процессе значительная роль принадлежит мельчайшим планктонным организмам, которые при отмирании падают на дно водоема и образуют сапропелевый рыхлый осадок.
Отмирающая растительность падает на дно водоема, где накапливается и подвергается лишь слабому разложению вследствие недостатка в воде кислорода. По мере обмеления озера растительность захватывает все новые и новые пространства, прибрежные растения продвигаются ближе к центру водоема, сохраняя ту же последовательность. Все эти виды растительности образуют торф соответственного состава.
Несколько иначе протекает процесс в застойных озерах с крутыми берегами и большей глубиной близ последних. В таких озерах в местах, защищенных от ветра и волнений, на поверхности воды поселяется плавающая растительность - белокрыльник, сабельник с длинными стелющимися по поверхности корневищами, внутри которых поселяются мхи и некоторые другие растения. Таким способом образуется плавающий на воде "ковёр" растительности, называемый сплавиной. По мере увеличения мощности "ковра" происходит погружение сплавины. Снизу от неё отрываются отмершие, полуразложившиеся части растений и падают на дно, где и накапливаются. Этот процесс постепенно может привести к тому, что сплавина и накапливающиеся на дне растительные остатки сомкнутся и превратятся из "зыбкого" болота (когда сплавина покрывает водную поверхность озера) в сплошное плотное болото.
Верховые болота располагаются обычно на водоразделах и имеют выпуклую поверхность. Грунтовые воды в них залегают глубоко, а основное питание осуществляется преимущественно поверхностными (атмосферными) водами, бедными минеральными солями. Вследствие этого здесь развивается олиготрофная растительность, мало требовательная к содержанию питательных веществ, и среди неё важнейший торфообразователь - сфагновый мох. Остатки такой растительности образуют торфяные накопления, отличающиеся высокой калорийностью и малой зольностью.
Переходные болота с мезотрофной растительностью, отличающейся по своим признакам промежуточным характером, так как для ее произрастания требуется сравнительно небольшое количество
минеральных веществ. Однако в ряде случаев все указанные типы болот связаны взаимными переходами и представляют собой лишь различные стадии единого сложного процесса развития. Одним из первых на это обратил внимание В.Н. Сукачев, затем это нашло отражение в работах других исследователей, использовавших огромный материал аэрофотосъемок. При этом намечается следующая схема развития. В низинном болоте в начальные этапы его формирования наибольшее количество питательных минеральных солей, растительность получает из илов. По мере нарастания торфа условия меняются. Растительность уже не достигает илов, а питается только минеральными веществами, находящимися в торфе. Каждое новое поколение растений будет извлекать питательные вещества из полуразложившихся остатков предыдущего поколения, и постепенно будет происходить всё большее и большее обеднение минеральными солями. Наконец, может наступить такой момент, когда питательных веществ не будет хватать для автотрофной растительности. Она сменяется тогда менее требовательной, мезотрофной. Развивающийся дальше в том же направлении процесс приводит к смене мезотрофной растительности
олиготрофной и, следовательно, к переходу одного типа болот в другой. В связи с тем, что обеднение питательными веществами протекает неравномерно по площади болота, создаются неодинаковые условия в
его центральных и окраинных частях. Большее количество питательных веществ получают окраины болота благодаря поступлению воды с окружающих суходолов, в то же время в центре может ощущаться их значительный недостаток. Поэтому нетребовательные олиготрофные растения, в частности сфагновый мох, появляются прежде всего в центре. Нарастание сфагнового торфа в центре сказывается на форме поверхности болот. Вместо плоской или вогнутой она постепенно становится выпуклой. На поверхности центральной части болота могут поселяться кустарники и древесная растительность (сосна). В болотах, расположенных в речных поймах и дельтах, такого обеднения питательными веществами обычно не наблюдается в связи с разливами рек, воды которых содержат растворенные соли и тонкие иловые взвеси.
Болота приморских низин характерны для тропических и субтропических зон. Они развиты на низменном атлантическом побережье Северной Америки, на островах Индонезии и в других районах. Особенностью приморских низин является значительная обводнённость. Они периодически во время приливов или постоянно заливаются водой, В таких условиях преобладают лесные болота. При этом древесная растительность приспосабливается к длительному существованию под водой своеобразным развитием корневой системы. Она расходится в разные стороны по радиусам или коленообразными изгибами от ствола дерева и снабжена приспособлениями для дыхания, расположенными над уровнем воды. Эти воздушные "дыхательные корни" снабжают воздухом подводные части корневой системы. Расходясь от ствола во всех направлениях, они служат как бы подпорками и обеспечивают устойчивость дерева. Примером являются мангровые лесные заросли тропиков.
Отложения болот
Типичными болотными отложениями являются некоторые хемогенные и особенно органогенные осадки. К первым из них относится болотная известь или болотный мергель, а также болотные или дерновые железные руды. Их образование связано с привносом в болота соответствующих соединений грунтовыми водами. Болотная известь образуется в том случае, когда болота питаются жесткими грунтовыми водами, с большим содержанием в растворенном виде карбонатов кальция, Приносимые грунтовыми водами железистые соединения образуют болотные железные руды. В восстановительных болотных условиях железистые соединения осаждаются в виде сметаноподобной массы, отвечающей по составу сидериту (FеСО3) и состоящей из мельчайших шариков. В случае соприкосновения сидерита с воздухом происходит процесс окисления и вместо сидерита образуется бурый железняк (лимонит).
В восстановительных условиях болот иногда образуется фосфорное соединение железа вивианит, встречаемый вместе с сидеритом и другими минералами закиси железа. Чаще всего он наблюдается в виде небольших землистых пятен синего цвета, но иногда образует линзы или небольшие конкреции. Источником фосфора являются гл. образом органические остатки животного происхождения.
Наибольшее значение среди болотных отложений имеет торф, образующийся из различных остатков болотной растительности - мхов, трав, кустарников и деревьев. Эти отложившиеся органические остатки подвергаются в дальнейшем сложным процессам разложения и преобразования.
Наибольшее значение в образовании торфа имеет клетчатка растений, состоящая из углерода, водорода, кислорода и азота. При этом необходимым условием является преобразование исходного органического вещества без доступа воздуха, так как в противном случае будет происходить его окисление и переход в простые неорганические соединения, СО2 и др. В болотах, где накапливаются большие толщи растительных остатков, насыщенных водой, нет или почти нет условий для проникновения кислорода воздуха, особенно в той их части, которая расположена глубже поверхности болота и захоронена накапливающимися осадками. В этом случае идёт очень медленное разложение и преобразование органического вещества при помощи многочисленных микроорганизмов (бактерий и низших грибов), и часть его сохраняется в торфе почти неизменной. В процессе подобного разложения происходит увеличение содержания углерода до 57-59%. Одновременно при разложении растительных остатков образуются гумусовые вещества. Этот медленный процесс гниения клетчатки, протекающий без доступа воздуха и ведущий к образованию торфа, называют гумификацией, или начальными этапами углефикации. Таким образом, торф представляет собой полуразложившиеся отмершие растительные остатки коричневого, бурого или почти чёрного цвета.
Источники
- Горшков Г.П., Якушова А.Ф. Общая геология. - Изд. Московского ун-та, издание третье, 1973
Статья
Обсуждение