Геологическое значение болот

    Запас воды в живом растении более чем  в 8 раз превышает его сухой  вес, что делает их слишком тяжелыми для тоненького гибкого стебля, в  котором отсутствует механическая ткань. Поэтому растения мхов всегда растут близко друг к другу, образуя дерновинки, или ковры. В таких коврах соседние растения переплетаются отстоящими веточками, поддерживая друг друга в вертикальном положении. Постоянно обмениваясь с почвенным раствором кислотами, мхи сильно подкисляют субстрат. В таких условиях могут жить очень немногие растения. Растениям, поселяющимся на  ковре из мха, необходимо обладать приспособлениями к произрастанию в кислой и бедной среде, насыщенной водой, и постоянно бороться против погребения живых частей под нарастающим слоем торфа. Почти все растения болот имеют ксероморфную структуру, дословно это переводится «сформированные для засухи».  

4.Геологическое значение. 

    Постоянные  естественные изменения, неторопливо  протекающие в природе, обычно оставались незаметными для отдельных поколений людей. Их жизнь слишком коротка для этого. Сейчас, к сожалению, приходится нередко замечать, как под влиянием интенсивной хозяйственной деятельности человека, сравнявшейся по масштабам со стихийными геологическими процессами, меняется лик Земли. Стоит поговорить об истории болот. Не надо забывать, что проникновение в прошлое даст реальную основу для прогнозирования будущего.

    Торфяные  болота – самый благодатный объект для изучения прошлого Земли. Ежегодно отмирания, растения болот сохраняются в виде торфяных отложений. Определив по остаткам растений в торфе, к каким видам они принадлежали, можно узнать прошлое болот и условия, в которых они существовали, исследуя слой за слоем, словно бы читая страницу за страницей. Эту возможность нам представляет ботанический анализ торфа. В торфах низкой степени разложения растения сохраняют свой облик почти полностью. Но даже в очень сильно разложившемся торфе находят остатки образовавших его растений.

    О климате и растительности прошлых  эпох, смене ландшафтов можно узнать и с помощью спорово-пыльцевого анализа, также одного из методов  палеоботанических исследований. Споры  и пыльца – наиболее неизменные из остатков живших когда-то растений. На дне водоемов, в толще ила и песка, пыли, глины или торфа спорово-пыльцевые комплексы сохраняются тысячи и даже миллионы лет. Ленарт фон Пост посвятил свою жизнь изучения антропогенеза – последнего в истории Земли геологического периода, который продолжается и сейчас. Великие оледенения этого времени сыграли огромную роль в истории ряда стран. В.С. Доктуровский, изучая болота и различные торфы, он по наличию пыльцы устанавливал присутствие тех или иных растений в отдаленные от нас эпохи.

    Как проводится спорово-пыльцевой анализ? Отдельные пыльцевые зерна имеют небольшую величину. Форма пылинок у разных растений различна. Каждому семейству, роду, а иногда и виду растений соответствует пыльца определенной формы, размеров и строения. По внешнему облику различаются и споры. Стоить лишь отметить, что получаемые в итоге сведения о прошлом растительного мира могут считаться достоверными лишь в том случае, если образцы для анализа взяты вполне квалифицировано.

    Исследователи всегда помнят главное требование –  брать материал из тех слоев и горизонтов, которые накапливались постепенно и непрерывно. Идеально соответствует этому условию торфяная залежь. Обычно ежегодный прирост торфа – 0,5-1мм. Нетрудно подсчитать, что для накопления толщи, измеряемой метрами, потребуются тысячелетия. Таким образом, строго последовательное изучение извлеченных из нее спорово-пыльцевых комплексов может дать подробную картину развития растительности интересующего нас района, а также историю формирования болота и окружающего его ландшафта за достаточно длительный промежуток времени. Иногда отбор ведется и сплошной колонкой – при необходимости установления не только общих закономерностей формирования современных ландшафтов, но и уточнения того, что происходило в какой-то конкретный исторический этап. Например, из древних хроник известно, что середина первого тысячелетия до нашей эры отличалась относительной увлажненностью и похолоданием климата, причем это наблюдалось и в более позднее время, но значительно слабее. Подобные явления не могли не отразиться на развитии растительности, в том числе и болотной, чувственной к колебаниям влажности. В этих случаях предельно подробное изучение торфяной залежи оказывается необходимым. Интересно сравнивать данные, полученные при изучении болот на достаточно обширной территории. Это позволяет узнать о прошлом природы ушедших эпох в масштабе целого региона. Есть возможность установить возраст каждого изученного торфяного слоя в абсолютном летоисчислении.[3,c.7,33;7,c.12,13;1,c.137-140]

    Радиоуглеродный метод очень молод. Широко применять его стали только после второй мировой войны. Определение абсолютного возраста торфяных отложений основано на следующем. В природе встречаются несколько изотопов углерода. В основном его масса состоит из стабильного изотопа С¹². Примесь радиоактивного С¹⁴ ничтожна, после гибели организма он начинает распадаться. С¹⁴ в атмосфере образуется непрерывно, но непрерывно идет и его радиоактивный распад. Возникает динамическое равновесие, и концентрация изотопа в природе практически остается постоянной.

    Как стабильный, так и радиоактивный  изотопы одинаково окисляются кислородом атмосферы, превращаясь в двуокись углерода (СО₂) и та и другая усваиваются растениями в организм животных, растворяются в воде различных водоемов. Таким образом, радиоактивная двуокись углерода равномерно распределяется в атмосфере, биосфере и гидросфере. Таким путем исследователь может достаточно точно установить абсолютный возраст куска торфа, поскольку его масса в основном состоит из остатков растений.

    Геологическое прошлое Западной Сибири, бывшей когда-то дном моря, а затем на значительной части покрытой ледником, обусловило равнинность территории, горизонтальное залегания пород, замедленный поверхностный сток, т.е. подготовило условия, благоприятствующие первичному заболачиванию.  Процессы заболачивания зародилась одновременно на огромных пространствах Западной Сибири в тысячах точек, расположенных в ложбинах стока ледниковых вод, котловинах термокарстового или просадочно-суффозионного происхождения, в различных понижениях и водоемах и в местах выхода грунтовых вод.

    Вначале образовались небольшие по размерам изолированные болота, затем углубления заполнилось торфом, и болота стали выходить за пределы понижений. Постепенно заболачивались окружающие суходольные территории, и отдельные болота сливались в ложные и обширные болотные системы. Окончательное соединение отдельных изолированных болот в крупные болотные массивы произошло около 2,5 тыс. лет назад и наблюдается и сейчас. Таким образом, мощный процесс заболачивания разворачивался в Западной Сибири на протяжении голоцена и продолжается в настоящее время.

    Активности  процессов заболачивания способствует огромный запас воды, сосредоточенный в настоящее время в болотах Западной Сибири. За счет больших запасов воды в болотах интенсивно развиваются торфяники.

    Саморазвитие  болот – очень сложный процесс, в значительной степени тесно  связанной с характером рельефа местности. В понижениях рельефа болота образуют языки: болота как бы выбирают подходящий для своего дальнейшего продвижения участки, и нередко их рост временно приостанавливается. Такие остановки болота вынуждены делать, обходя расположенные более высоко участки суходолов, обычно занятые лесами, обтекая их, с тем, что бы в дальнейшем захватить и эти территории. Заметное уменьшение скорости заболачивания ни в коей мере не свидетельствует о затухании этого естественного процесса. Просто болота подошли к хорошо дренируемым участкам вдоль рек или вышли к большим рекам. На участках, покрытых лесом, идет жесточайшая борьба леса и болот. При ослаблении дренирующей активности речной сети, связанной, например, с длительным повышением уровня воды в ней, болотообразовательные процессы активизируются и болота наступают. В связи с этим наиболее агрессивны болота в районах тектонических депрессий – низменностей, где дренирующая роль рек ослаблена и болота сливаются в сплошные мощные болотные системы, изобилующие озера. Усиление дренирующей роли рек в районах проявления новейшей тектоники существенно не изменяет границ болот и не сокращает их площади. В этих районах лишь снижается интенсивность накопления торфа и меняется структура болотных систем. Процесс же заболачивания в зонах с избыточным увлажнением при не меняющихся климатических условиях необратим, и разрушение болотных систем возможно, главным образом, при их искусственном осушении.

    Отступление болот в большом масштабе в  естественных условиях возможно лишь при очень длительном уменьшении содержания влаги в болотных массивах, причинами которого могут быть долговременные изменения климата в сторону сухости. При этом растения образующие торф, сменяются растениями, его не образующими, и рост торфа прекращается. Однако эти локальные явления не меняют общего направленного природного процесса, свойственного всей лестной зоне Западной Сибири.

    Трудно  проходимые болота и заболоченные земли  мешают выявить и освоить природные  богатства этой территории, снижают  продуктивность не только лесных, но и сельскохозяйственных угодий. Создают бездорожье, затрудняют строительство населенных пунктов и заселений территории, усложняют и удорожают промышленное освоение нефтяных, газовых и железорудных месторождений и лесных богатств, ухудшают микроклимат и т.д. Совершенно очевидно, что огромную заболоченную и заторфованную территорию Западной Сибири необходимо привести в культурное состояние, превратив ее в более продуктивные природно-культурные ландшафты. И сделать это можно, лишь осуществив серию мелиоративных мероприятий.

    Болотообразовательный процесс отразился на многих сторонах природной обстановки Западно-Сибирской  равнины. Ныне уникальные леса Западной Сибири в связи с их заболоченностью  имеют сравнительно небольшую продуктивность. Более того, леса вообще, как уже говорилось, обречены на гибель, весь вопрос лишь во времени. Поэтому дренирование водоразделов и осушение болот должно прежде всего, проводиться для создания территорий, удобных для выращивания лесов, т.е. основным видом мелиорации болот в лесной зоне должна быть лесомелиорация и лесовосстановление, являющиеся наиболее эффективным средством ограничения и приостановки процессов заболачивания земель.

    Познакомившись  с основами классификации, а также  с методами, позволяющими восстановить историю постепенного формирования болот до современного облика, можно с полным правом совершить экскурс в прошлое. Цель путешествия во времени – еще раз убедиться в необычайной сложности и длительности эволюционного развития заболоченных территорий, закономерности которого необходимо знать при современном освоении природных ресурсов. В своих изысканиях буду в основном придерживаться границ антропогена – последнего в истории Земли геологического периода, названного так в честь появления человека. Раньше он считался неизмеримо короче других периодов геологической истории нашей планеты. На его долю отводился «всего» один миллион лет. Но в последствии остатки обнаружили в горизонтах, которые значительно старше – как минимум втрое. Возможны и более древние находки. Соответственно увеличилась и продолжительность антропогена за счет сокращения предыдущего периода – плиоцена.

    Даже  в рамках последнего миллиона лет  климат земли несколько раз менялся. Северное полушарие пережило многократные ледниковые нашествия. Последний ледник отступил примерно 12 тысяч лет назад, после чего началось послеледниковое время, которое и называют голоценом. Работы многих лет подтвердили, что повсеместное заболачивание началось около 10 тысяч лет назад.

    Сейчас  известны циклические колебания климата различной протяженности – внутривековые, вековые, многовековые.

    Изменения климата влияли на речной сток, полноводность  озер, экологические условия, растительный и животный мир. От этого зависел  и гидрологический режим болот. Повышение температуры всего лишь на десятые доли градуса способно вызвать существенные изменения природных условий: сократить площадь полярных льдов, отодвинуть многолетнюю мерзлоту и в более высокие широты, продвинуть к северу границы лесов и тундры. Внутривековые колебания климата особенно сказываются на той растительности, для которой какой-нибудь экологический или климатический фактор находится на пределе. Меняются среднегодовые температуры или количество осадков – от этого больше страдают растения степей, заливных лугов, горных склонов. Гораздо устойчивее сообщества, существующие долго, характерные для лесов или крупных болотных массивов.

    В результате многолетнего изучения строения торфяников и ботанического состава  торфа скандинавским ученым Блиттом  была выдвинута гипотеза о тесной связи растительности болот с изменениями климата. В 1910 г. Шведский геолог Сернандер используя собственные материалы, а также работы Блитта и других, составил таблицу колебаний климата в голоцене. Ее называют схемой Блитта – Сернандера.[2,c.26-27;5,c.24-26;8,c. 154-158]

    За  шестьдесят лет существования метода спорово-пыльцевого анализа он нашел  применение на очень многих торфяных болотах разных стран. Изучен состав ископаемых пыльцы и спор в последовательных слоях торфа, для многих из них  установлен абсолютный возраст. Результаты отдельных работ обобщались, поэтому можно иметь представление об истории развития природы во все этапы послеледникового времени, вплоть до наших дней, и для разных регионов планеты. Теперь известно, что заболачивание обширной Западно-Сибирской равнины началось еще до окончания ледникового периода, в пору глубокой температурной депрессии.

    Первые  болота возникли в наиболее выраженных понижениях рельефа, и их было немало. Древнейшие центры заболачивания обнаружены сейчас в подзонах северной, средней и южной тайги. Конечно, самыми  древними оказываются лишь придонные слои торфа. Изучение их подтверждает, что ландшафт в ту эпоху формировался в условиях резко континентального климата. Лесов было мало. Господствовала травянистая растительность. Заметное потепление и смягчение природных условий означало конец ледникового периода.