Есть ли почвы в Антарктиде и Арктике?
Почти на всех почвенных картах мира Антарктида не представлена. Между тем свободная от ледников поверхность суши в Антарктиде по площади больше, чем вся Великобритания, и на этом континенте не только есть почвы, но даже проявляется закон их широтной зональности. Это значит, что почвы более теплых побережий сильно отличаются от почв морозных внутренних районов материка.
Почвы появляются там, где кончаются ледники, море и начинается суша. Почвы есть и на самой северной точке суши в Северном полушарии — на мысе Моррис-Джесуп в Гренландии и в свободных ото льда Сухих долинах Антарктиды. Правда, полноценные почвы здесь представлены лишь как редкие мелкие вкрапления среди россыпей камней.
Во внутренних районах Антарктиды — самые суровые условия для существования почв на Земле. Выглядывающие из-под ледяного щита горные вершины с крутыми каменистыми склонами соседствуют здесь с Сухими долинами, в которых снежного покрова почти не бывает не только летом, но и 50-градусной зимой из-за малого количества осадков (5 — 50 мм), а также сильнейших ветров, сдувающих редко выпадающий снег. В этих районах нет ни одного высшего растения — только микроорганизмы, водоросли и редкие лишайники, однако их так мало, что они не обогащают почву органическими веществами. Тем не менее, почвы здесь формируются. Дело в том, что поверхность почв во внутренних районах Антарктиды — одна из самых древних на Земле: ей несколько миллионов лет. Она в сотни и тысячи раз старше почв Арктики и большей части Европы. За столь долгое время тут смогли проявиться медленные процессы выветривания горных пород и накопиться массы солей, принесенных из атмосферы. Почвы здесь, поэтому, зачастую имеют красный или красноватый оттенок, который придают ей окислы железа (такого же цвета древние почвы тропических и экваториальных областей). Из-за крайней сухости климата почти все почвы внутренних районов Антарктиды содержат легкорастворимые соли, причем высока доля нитратов — наиболее растворимых солей. Помимо низкого содержания органического вещества, красноватой окраски и засоленности, эти почвы еще и очень каменисты (кругом ведь горы!), а из-за сурового климата оттаивают в конце лета всего на глубину 20 — 40 см. Такие почвы называются почвами холодных пустынь.
На побережье Антарктиды, свободном ото льда, а также на прилегающих островах климат смягчается: становится менее холодно и более влажно. Здесь на почвообразование влияет еще один фактор — колонии птиц, прежде всего пингвинов. Пингвины питаются продуктами моря, но живут на суше и в процессе своей жизнедеятельности обогащают органическими веществами побережье Антарктиды. Почвы, удобренные птицами, даже в условиях очень сурового климата отличаются высоким содержанием гумуса, азота, фосфора. Там, где птиц нет, почвы развиты слабее, но благодаря лишайникам, мхам и нескольким видам цветковых растений, остатки которых обогащают почву органическим веществом, они сильно отличаются от почв внутренних районов материка. А поскольку здесь менее холодно и более влажно, грунт оттаивает на большую глубину, и из почвы вымываются легкорастворимые соли.
В Арктике по сравнению с Антарктидой просто благодатные условия для образования почв. В местах, защищенных от сильных ветров, и на склонах, обращенных на юг и удобренных многочисленными птицами, образуется ковер ярко-зеленых трав, под которым находится сплошной почвенный слой. Однако преобладают все-таки каменистые россыпи, голые грунты и почвы с вечной мерзлотой, которые могут быть очень разными — от засоленных и щелочных до сильнокислых и переувлажненных. Дело в том, что в Арктике много гористых островов. А для гор, как известно, характерны резкие различия в температуре и выпадении осадков. Осадки высоких широт — это снег, который с одних мест сдувается, а в других накапливается. Когда снег тает, то одни почвы получают много воды и как бы формируются во влажном климате, а другие испытывают недостаток влаги и близки к почвам сухих областей. Так, в некоторых районах Гренландии, Канадского Арктического архипелага и островов Шпицбергена засоленные почвы, похожие на пустынные, могут буквально соседствовать с переувлажненными торфянистыми почвами, образующимися под влиянием талых вод и напоминающими болота лесных зон. В большей части Арктики среди каменистых россыпей наиболее часто встречаются арктические дерновые почвы — бурые почвы с верхним серым гумусовым горизонтом глубиной до 10 — 20 см.
В тундре распространены глеевые почвы, имеющие сизую и ржавую окраску вследствие сильного переувлажнения, которое в условиях нехватки кислорода приводит к появлению закиси железа. В равнинных тундрах часто встречаются торфяные болотные почвы, однако торфа в них значительно меньше, чем в болотах лесной зоны, потому что в условиях короткого и холодного лета ежегодный «урожай» болотных мхов и осок, остатки которых образуют торф, невелик. На наиболее сухих песчаных участках тундровых равнин формируются подзолы и подбуры. Там, где рельеф пересеченный, а каменистых пород больше, почвенный покров тундр может быть очень контрастным. Склоны покрыты щебнистыми отложениями вообще без почв или с примитивными почвопленками под коркой лишайников. И тут же рядом, где накапливается мелкозем и есть «затишок» от холодного ветра, можно увидеть хорошо развитые дерновые почвы — с дерниной и темным горизонтом накопления гумуса. Этому способствуют известковый состав горных пород и жизнедеятельность птиц, часто использующих такие уголки-закутки для гнездовий. Почвы тундр в своем большинстве нарушены мерзлотными процессами, которые перемешивают материалы почв в результате того, что вода, превращаясь в лед, расширяется и выдавливает почву. В итоге поверхностные слои, состоящие из разлагающихся растительных остатков (торф, перегной, гумус), могут попасть на глубину более 1 м, а на поверхности окажутся совсем не связанные с почвообразованием горизонты рыхлых отложений. Эти «взламывающие» нормальный ход почвообразования процессы охватывают почти все тундровые почвы и создают удивительные узоры на поверхности почвенного покрова. Если подняться на гору, то равнинная тундра предстанет в виде пчелиных сот или рисовых полей, покрытых водой и окаймленных валикам.
Глинистые и суглинистые почвы тундры часто обладают одним удивительным свойством, с которым сталкиваешься, оказавшись в тех местах. Пока идешь по нормальной, покрытой растительностью поверхности, ничего особенного не замечаешь, но стоит остановиться и потоптаться на месте, как земля начинает прогибаться, как плохо накачанный надувной матрац, а потом засасывать, да так сильно, что приходится выпрыгивать из сапог. Это явление перехода грунта в вязкотекучее состояние называется тиксотропией.
В полярных областях существует еще один, особый тип почвенного покрова. На островах Северного и Южного полушарий с океаническим климатом, с безморозной зимой, холодным летом и с огромным количеством осадков (>1000 мм) произрастают луга с обильной корневой массой. Тепла для того, чтобы, отмирая, вся эта масса разложилась до состояния гумуса, не хватает, поэтому почти все местные почвы обладают особо мощной дерниной, которая напоминает торф, но формирующийся не в мокром болоте из остатков мхов и листьев, а из корней трав, причем без всякого переувлажнения фунтовыми водами. Такие почвы называются дерново-торфянистыми субарктическими и субантарктическим и.
Почвы севера интересовали русских ученых с самого зарождения почвоведения как науки. Первые работы по изучению роли мерзлотных процессов в формировании почв провели в России в начале XX в. В. H. Сукачев и Д. А. Драницын, а уже в 20 — 30-е гг. XX в. Ю. А. Ливеровский, Б. Н. Городков, Е. H. Иванова и другие получили данные о почвенном покрове арктических областей России. Впервые были составлены карты полярных районов. В Северной Америке начали активно заниматься исследованием почв Арктики уже в послевоенные годы. Почвоведы Канады и США использовали при этом наши научные разработки для изучения своих территорий. Русские почвоведы составили первую в мире карту, охватывающую всю Арктику, в том числе и высокие широты Северной Америки. В настоящее время российское северное почвоведение и география почв по-прежнему лидируют в мировой науке.