Российские учёные предложили теорию появления почв

02.03.2018
Поделиться:

 

Российские учёные предложили теорию появления почв

Ученые из Института географии РАН, Почвенного института имени В.В. Докучаева, Института геологии рудных месторождений, петрографии, минералогии и геохимии РАН в соавторстве с зарубежными коллегами написали статью, рассматривающую в качестве одного из путей становления почв на Земле изменение горных пород под воздействием эндолитных организмов.

Статья опубликована в научном журнале Scientific Reports, исследование проведено по грантам РНФ и РФФИ.

В экстремальных условиях Восточной Антарктиды приповерхностный слой гранитов, гнейсов и песчаников часто заселен эндолитными организмами (цианобактериями, зелеными водорослями, лишайниками и другими организмами). Они могут осуществлять фотосинтез прямо внутри породы, так как свет проникает сквозь полупрозрачные зерна кварца и полевых шпатов на глубину более одного сантиметра.

Такие организмы называются криптоэндолитными, то есть скрытыми внутри камня. Вместе с приповерхностной частью горной породы, в которой обитают организмы, они образуют эндолитную систему.

Эндолитные системы Восточной Антарктиды являются одними из наиболее подходящих и «чистых» современных моделей для изучения органо-минеральных взаимодействий древнего «филогенетического возраста», так как они полностью лишены влияния со стороны сосудистых растений.

Ученые изучали такие взаимодействия, основываясь на принципе актуализма. В частности, был использован комплекс передовых инструментальных методов, включавший вторичную ионную масс-спектрометрию высокого разрешения, 14С ускорительную масс-спектрометрию, спектроскопию ядерного магнитного резонанса и микротомографию. Никогда ранее для изучения этих объектов не применялся такой комплекс методов.

Было выявлено, что в эндолитных системах Восточной Антарктиды содержится высокое разнообразие типов органо-минеральных взаимодействий. Показано, что сравнительно простые эндолитные системы микробного или криптогамного происхождения, которые существуют и реплицируются на Земле с докембрия, демонстрируют принципы органо-минеральных взаимодействий и стабилизации органического вещества. Они схожи с теми, которые известны для развитых почв современных климатических обстановок.

Таким образом, механизмы почвообразования и стабилизации органического вещества, хорошо известные для современных почв, могут восходить к первым «шагам» биоты и почв на суше.

На основе изучения современных эндолитных систем в экстремальных местообитаниях планеты было показано, что они являются одними из возможных аналогов протопочвенных образований, существовавших в докембрии, когда условия для функционирования организмов в скрытых нишах внутри порового пространства плотных пород были более благоприятными, чем на поверхности.

Трансформация эндолитными организмами (сначала цианобактериями и археями, позднее грибами и лишайниками) плотных пород, сложенных силикатами, могла стать одним из возможных путей появления почв на Земле. Этот процесс заключался в формировании эндолитных почвоподобных профилей, а также в увеличении степени выветрелости субаэрального сегмента плотных пород и образовании мелкозема. Органо-минеральные продукты первых процессов почвообразования и сами эндолитные организмы регулярно эродировались, поступая в аккумулятивные позиции ландшафта. Такие процессы способствовали созданию органо-минеральной матрицы в почвах и осадках, становлению почвенного покрова и в целом увеличению сложности геосистем.

Источник: ФАНО