Термоземы Кроноцкого заповедника

На фотографии — левый берег реки Гейзерной с многочисленными гейзерами и источниками пара (см. Долина гейзеров) в Кроноцком заповеднике на Камчатке. Здесь залегают термоземы — одни из наименее изученных почв. Они цепляют глаз яркими красками (лучше разглядывать их, увеличив картинку): виден красный цвет термометаморфического горизонта, обогащенного гематитом, охристый окрас иллювиально-железистого горизонта, содержащего гётит, и светло-коричневые тона термальных глин. Такое множество красок на поверхности объясняется вытеканием различных слоев почвы вместе с водой и паром гейзера, а также обнажением при выветривании. Обычно почвы, даже яркие, окрашены более или менее однотонно (о механизме окрашивания почв см. картинку дня «Красноземы субтропиков»). Разнообразие цветов термозема формируется в результате химических превращений в грунте, где горячие растворы и пары земных недр взаимодействуют с вулканическими отложениями и микробиотой.

Почвы традиционно рассматривают как результат взаимодействия во времени пяти факторов почвообразования: почвообразующих пород, климата, живых организмов, рельефа и человека. Термоземы же развиваются в особых условиях — за счет поступления разогретого материала земных недр. В отличие от окружающих их песчаных и каменистых почв на вулканических отложениях с разновозрастными пеплами темно-серого, бурого, палевого и белесого тонов (каждый из которых присущ одному из близлежащих вулканов), термоземы имеют глинистый состав за счет глубокого преобразования исходного субстрата. Под действием тепла Земли и поступающих растворов разноцветные и разновозрастные прослои пеплов превращаются в однородную субстанцию бурого цвета, сначала сохраняющую остаточную слоистость, а затем в красноокрашенный термометаморфический горизонт (впервые выделенный в почвах И. Л. Гольдфарбом).

Грязевой котел в кальдере вулкана Узон, Кроноцкий заповедник. Фото © Иван Семенков

Историю формирования эти почв можно проследить, если сделать разрезы в разных местах: более молодые термоземы будут полосатыми, а более старые — уже однородными. На фотографии ниже показан разрез термозема в кальдере вулкана Узон. В верхней зоне почвы (до 25–37 см), насыщенной кислородом, преобладают теплые тона — коричневые, бурые и красные, — что связано с наличием органики и гематита. В нижележащей толще за счет слабого притока кислорода и обилия сероводорода формируется среда с очень кислой обстановкой и низкими значениями окислительно-восстановительного потенциала — там образуются минералы без специфической окраски.

Почвы Кроноцкого заповедника. Слева — вулканическая слоисто-пепловая почва в районе озера Кроноцкое: под мощной толщей оторфованного вещества (до глубины 30 см) чередуются коричневые, темно-серые, светло-серые и бурые прослои разновозрастных пеплов. Справа — термоземы кальдеры вулкана Узон: маломощный серовато-коричневый светло-гумусовый горизонт (в среднем до 5 см) сменяется охристо-розоватым иллювиально-железистым горизонтом, который лежит на красном горизонте гидротермальных глин, насыщенных гематитом, а они, в свою очередь, сменяются белой глиной — почвообразующей породой. Фото © Иван Семенков

Кроме долины реки Гейзерной похожие почвы есть в местах с аналогичной вулканической активностью — гейзерами, термальными источниками и тому подобным. Но ареал распространения этих почв невелик, и деятельность человека — строительство геотермальных электростанций — ставит их существование под угрозу. Так что исследователи собираются поставить вопрос о придании термоземам особого статуса и внесении их в Красную книгу почв (да, есть и такая). Термоземы являются средой обитания для бесчисленного множества микроорганизмов, изучение которых проливает свет на развитие жизни на Земле, а также позволяет открыть менее дорогостоящие варианты синтеза веществ.

Фото © Иван Семенков, Кроноцкий заповедник. Фотографии сделаны в рамках экспедиции проекта РФФИ № 15–04–03818.

Иван Семенков