| Берг Л.С. | Климат и жизнь |
W. Gotz держится того мнения, что количество воды в "верхних слоях почвы" с течением времени уменьшается. Прежде всего автор обращает внимание на сокращение площади лесов в историческое время. Но так как он сам же указывает (1906, р. 16), что, по новейшим исследованиям, леса, напротив, высушивают почву (Ebermayer 1900; у нас в России П. В. Отоцкий), то влияние вырубания лесов на уменьшение запасов почвенной влаги на равнинах отпадает само собою. Даже напротив, для равнинных областей с зимними дождями можно утверждать, что вырубание лесов будет вообще способствовать повышению грунтовых вод. Но в местностях, где зимою выпадает снег, вырубка и выжигание лесов ведут к заболачиванию; это наблюдал в Петербургской губернии Г. И. Танфильев, а в Амурской области А. П. Левицкий.
Далее, уменьшение запасов воды вызывается, по Гетцу, постоянным сокращением площади болот и озер, непрерывно продолжающимся со времени дилювия.
Что за последние столетия не было никакого прогрессивного понижения уровня озер, а были лишь колебания, - это в настоящее время может считаться доказанным. Пример озера Чад, на которое ссылается Гетц, лучше всего это доказывает: озеро это то повышается, то понижается. Что же касается несомненного факта исчезновения некоторых озер и болот вследствие заполнения осадками и зарастания их, то это явление компенсируется образованием озер и болот в других местах, где таковых прежде не было.
Приведем несколько примеров, свидетельствующих, что есть основания говорить не о естественном сокращении площади болот, не о высыхании их, а, напротив, скорее об увеличении их размеров в современную эпоху.
По наблюдениям С. H. Никитина, все моховые и лесные болота, осмотренные им в Осташковском уезде Тверской губ. и соседних (верховья. Волги), были болота живые, растущие, стремящиеся с надлежащим успехом к все большему и большему распространению своей площади.
А. Ф. Флеров сообщает о заболачивании лесов в Покровском и Александровском уездах Владимирской губ. По исследованиям (1903 года) В. H. Сукачева, Федосихинское болото около ст. Бологое Николаевской ж. д. в настоящее время увеличивает свою площадь путем заболачивания окружающего пространства.
Согласно описанию того же автора, озеро Лунево, расположенное среди моховых болот Порховского уезда Псковской губ. в бассейне р. Великой, является недавно образовавшимся: первоначально здесь было осоковое болото, которое затем сменилось гипновым, а последнее уступило место сплошному sphagnetum; наконец, в сравнительно недавнее время на месте сплошного мохового болота образовалось мелкое озеро Лунево. Его происхождение автор обменяет тем, что находящиеся под большим напором гипсоносные воды из глубоких слоев дна болота нашли себе выход наружу, прорвали толщу торфяника и дали начало озеру.
Вообще нужно сказать, что торфяное болото, особенно сфагновое, раз образовавшись, имеет тенденцию распространяться все дальше и дальше даже при стационарном (неизменном) состоянии климата. Причина - громадная собственная влагоемкость отлагающихся торфяных образований; благодаря этой влагоемкости, болото с одной стороны поднимает уровень грунтовых вод, а с другой - распространяется в горизонтальном направлении, подвергая постепенному заболачиванию окрестности болота (часто даже склоны). Этому способствуют еще прорывы и извержения болотных масс, описанные Клинге для Эстляндии (известны и для других мест).
Г. И. Танфильев констатировал в Архангельской губ. (в Тиманской тундре) надвигание тундры на лес; тот же автор отметил явление заболачивания леса и в центральной России, а также в Петергофском уезде и в Выборгской губ. В Тиманской тундре на расстоянии нескольких сот саженей от опушек лесов, сопровождающих Волонгу, Безужную, Пещу и Снопу, Танфильеву приходилось встречать в торфяной тундре торчащие из торфа, мертвые, выветрившиеся экземпляры ели; в естественных обнажениях на берегах рек случалось находить куски березы и ели на дне торфяников, на глубине двух и более аршин. Причину этого явления автор видит не в климате, а в появлении на лесной почве торфа, плохого проводника тепла, обусловливающего образование мерзлой почвы; эта последняя и убивает дерево. Заболачивание лесов наблюдается кроме того в Сибири, а также в северной Швеции и в Финляндии, особенно на севере. По данным Поле, заболачивание островков леса происходит и в Канинской тундре; по мнению этого автора, острова леса среди тундры представляют остатки древесной растительности, которая прежде, при более благоприятных климатических условиях, заходила далее к северу.
Относительно Амурской области академик Коржанский склонялся к взгляду о высыхании ее в ближайшее историческое время, частью под влиянием человека, выжигавшего леса в Приамурье ("палы") и вырубившего их в Манджурии; "кроме того, утверждают, что количество дождей значительно уменьшилось". Напротив, А. П. Левицкий приходит к выводу, что в настоящее время в Амурской области болота распространяются на счет тайги "под влиянием целого комплекса физико-географических и биологических причин, складывающихся в сторону увеличения влажности поверхностных почвенных слоев". Амурская тайга в сколько-нибудь первобытном и чистом виде (т. е., без примеси представителей болотной и полуболотной формации) сохранилась в настоящее время или на более повышенных частях рельефа, не подвергавшихся в силу своего положения процессам заболачивания, или на песчано-аллювиальных поймах рек. Все прочие участки амурской тайги (а также так называемых "марей") переживают процесс вымирания леса под напором надвигающихся болотных формаций. Причинами являются, кроме прочих физико-географических условий, присутствие почвенной мерзлоты, а также, между прочим, деятельность человека, выжигавшего леса. На климатические причины А. П. Левицкий специально не указывает. Как бы то ни было, для нас важно отметить, что высыхания в Амурской области в настоящее время не происходит, а наоборот, происходит заболачивание. Если бы наблюдалось прогрессивное уменьшение атмосферных осадков, то несомненно, оно явилось бы фактором, противодействующим распространению болот и, наоборот, благоприятствующим процветанию леса. На деле же имеется нечто обратное. А. П. Левицкий сравнивает наблюдаемое в Амурской области надвигание болота на лес с. процессом захвата степи лесом, какой указал для Средней России Коржанский.
Обращаясь снова к соображениям Гетца, нужно отметить, что образование на месте озер (в Европе) торфяных болот вовсе не влечет за собою уменьшения почвенной влаги: торф, как известно, поглощает громадные массы воды: влагоемкость его составляет от 100 до 1500% по весу. Наконец, на месте исчезнувших озер и болот появляется растительность, которая испаряет еще более влаги, чем поверхность воды (особенно, торфяные мхи); благодаря этому, количество паров в атмосфере должно увеличиваться, а сообразно с тем - количество осадков.
3-й довод Гетца заключается в том, что кора выветривания с течением времени должна все более и более, увеличиваться в толщине, а это, по мнению Гетца, влечет за собою опускание горизонта почвенных вод все ниже и ниже. Отчасти это справедливо, но далеко не всегда; нужно иметь в виду следующие обстоятельства:
1) образование коры выветривания на водопроницаемых породах, каковы известняки и песчаники, и полупроницаемых, каковы суглинки, мергеля, лесс, уменьшает их водопроницаемость и, следовательно, увеличивает содержание воды в верхних горизонтах почвы;
2) чем толще кора выветривания, тем свободнее циркуляция воздуха и, следовательно, осаждение паров воды в ней;
3) образование коры выветривания обусловливает появление растительности, задерживающей проникновение атмосферной воды в глубь подпочвы,
4) чем далее идет процесс почвообразования, тем более в почве накопляется коллоидальных веществ, образующихся при разложении полевых шпатов в присутствии углекислоты (напр., коллоидальный гидрат глинозема). По мере накопления коллоидов, почва делается все менее и менее проницаемой для воды.
С чем совершенно нельзя согласиться, так это с мнением Гетца (1906), будто его соображения доказывают уменьшение поступления влаги в атмосферу. Правда, леса испаряют много влаги, истребление их влечет уменьшение испарения, но обыкновенно вырубленные участки поступают под полевую культуру, дающую немалое испарение. Десятина земли, засеянная пшеницей (считая 250 пудов зерна и соломы на десятину), потребляет слой воды толщиной в 131 мм, т. е. около 1/3-1/4 количества выпадающих в Средней России осадков. Вместо исчезнувших озер появляются болота, торфяники и луга, тоже доставляющие значительные испаряющие площади.
Что никакой заметной потери воды на суше не существует, доказывается, как заметил Penck, тем, что за историческое время уровень океана в общем не претерпел никаких изменений, тогда как при допущении потери воды он должен бы понизиться.
Gotz указывает, что в верхних слоях земной коры известное количество воды исчезает из оборота, благодаря поглощению воды некоторыми, вновь образующимися соединениями. Это замечание справедливо: при процессах выветривания, происходящих в почве, часть воды поглощается, напр., при переходе ангидрита в гипс, пирита в гетит и лимонит, оливина в серпентин. Однако, необходимо иметь в виду, что в почве на ряду с процессами гидратизации, поглощения воды, имеют место и обратные процессы, дегидратизации, выделения воды, напр., при восстановительных процессах, совершающихся под влиянием органических веществ; так, например, сернокислые соединения превращаются этим путем в сернистые (гипс в сернистый кальций); в свою очередь, сернистые соединения при действии гидрата окиси железа (гетита F2O3*H2O, или лимонита 2Fe2O3*3H2O) дают начало пириту (FeS2). Таким образом, в природе, наряду с превращением пирита в гетит, причем вода поглощается, наблюдается и обратный процесс, превращение гетита, лимонита, турьита и других гидратов окиси железа в пирит, - процесс, при котором вода выделяется. Но и помимо того, на поверхности земли происходит ряд химических процессов, при которых некогда поглощенная вода выделяется; так, при разрушении олонецких диоритов роговая обманка переходит в биотит с выделением воды.
Если за всем тем в верхней зоне земной коры в конечном результате и происходит значительное поглощение воды при процессах гидратизации ("зона катаморфизма", по терминоловии Van Hise, 1904), то в нижней зоне, простирающейся от нижнего, уровня грунтовых вод, происходят, наоборот, процессы анаморфизма (Van Hise); вместо гидратизации минералов здесь преобладает дегидратизация их, выделение воды, вместо окисления - восстановление; карбонаты здесь разлагаются, а силикаты восстановляются. Вода в зоне анаморфизма, вследствие часто высокой температуры, нередко находится в состоянии паров и, очевидно, может проникать и в верхнюю зону, зону катаморфизма, пополняя там запасы воды. Примером процессов анаморфизма может служить обратный переход серпентина в оливии и энстатит, или талька в энстатит и кварц; в обоих этих случаях вода выделяется:
Каков бы ни был окончательный баланс вышеупомянутых процессов; гидратизации и дегидратизации, необходимо иметь в виду следующий весьма важный источник пополнения запасов воды в атмосфере и в верхний слоях почвы: во время вулканических извержений значительные массы воды поступают на поверхность земли в виде пара (так наз. ювенильная вода, по выражению Зюсса). Если бы можно было доказать, что в начале исторического периода вулканические извержения были чаще, чем теперь, тогда большее количество влаги на поверхности земли в те времена было бы до некоторой степени объяснимо; однако, вовсе нет данных для подобного утверждения.
Таким образом, мы не можем говорить ни об уменьшении, ни об увеличении количества влаги в почве. Естественных процессов, которые прогрессивно поглощали бы или, наоборот, увеличивали количество влаги в почве, нет.
Что касается деятельности человека, то, вырубая леса на равнинах и уничтожая таким образом естественные испарители почвенной влаги, он увеличивает запасы ее в почве. Но зато уничтожение лесов в пересеченных и гористых местах, особенно там, где зимой выпадает снег, позволяет воде, главным образом весной во время таяния снега, быстро стекать по склонам и лишает почву влаги, которая поглотилась бы при медленном стоке воды. Осушение болот влечет за собой уменьшение грунтовых вод. К такому же результату приводит и распашка степей (вследствие уничтожения своеобразной структуры чернозема, а также вследствие большого развития оврагов, разрастание которых не парализуется растительных покровом). Таким образом, только деятельность человека - и то частью - способствует уменьшению запасов почвенной и грунтовой влаги.