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關于土壤,你知道多少

2022-04-20 18:42紀棟棟
科學大眾·小諾貝爾 2022年4期
關鍵詞:沉積巖粉粒黏粒

紀棟棟

同學們低頭看過大樹的下面有什么嗎?那小花、小草的下面又有什么呢?它們的下面都有土壤。土壤是覆蓋在地球表面的一層疏松物質,具有一定的肥力,能夠提供植物生長所需要的養料和水分。

那么,你們知道蚯蚓生活在哪里嗎?螞蟻又生活在哪里呢?它們都生活在土壤中。土壤為動物生存和生長提供了棲息地。如此說來,土壤對動植物都是至關重要的。那么,你們觀察過土壤嗎?

如果有機會的話,請你們到郊外挖些土壤帶回家觀察一下,你們會在土壤中看到顆粒大小不同的小石頭、沙子、黏土等,還能看到一些小動物的活體,如螞蟻、蚯蚓等,另外也能發現一些動植物的殘骸,如腐敗的樹葉、蝸牛殼等。

不同的土壤

土壤中原來有這么多東西,那它的主要成分是什么呢?其實,土壤是由巖石風化而成的礦物質、動植物和微生物殘體腐解產生的有機質、土壤生物、水分、空氣、氧化的腐殖質等組成的。

看到這里,你們可能會問:地球上所有地區的土壤都是一樣的嗎?答案當然是否定的。由于成分種類與含量的不同,不同地區的土壤是不一樣的。土壤有很多分類方法,如果按照所含沙粒、粉粒和黏粒的多少,土壤可以分成沙質土、黏質土和壤土3種類型。土壤中的大顆粒為沙粒,中等顆粒為粉粒,細小顆粒為黏粒。沙粒含量較多的叫作沙質土,黏粒含量較多的叫作黏質土,沙粒、粉粒、黏粒三者含量差不多的叫作壤土。

由于3種類型的土壤中成分含量不同,因此它們在滲水性、透氣性、保水性和保肥能力等方面有所差異。換句話說,不同的土壤具有不同的特點,從而滿足不同植物的生長需求。如沙質土的滲水性和透氣性相比于其他兩種土壤要好,但保水性和保肥能力要差些,因此它適合芝麻、花生的生長;黏質土的保水性和保肥能力最好,而滲水性和透氣性最差,因此它適合荷花、蘆葦的生長;壤土的滲水性、透氣性、保水性和保肥能力都比較好,因此它適合蠶豆、蘋果樹的生長。

土壤是從哪里來

土壤為動植物生存和生長提供了場所,并且與人類生存所需要的糧食、蔬菜等食物也息息相關。那么,土壤到底是從哪里來的呢?我們知道,地球的年齡大約有45.5億歲了,土壤是不是在地球形成之初就出現了呢?答案是否定的。地球形成后,剛開始出現的只有巖石,沒有土壤?,F在如果把地球上的水、泥沙、土壤都去掉,其實地球看起來就像是一個“巖石球”。巖石構成了地球的外殼,像蛋殼一樣包裹著地球,形成了巖石圈。

整個巖石圈主要由巖漿巖、沉積巖和變質巖三大類巖石構成。地球內部的巖漿有時會在地下深處慢慢冷卻,有時又會從地表噴發出來后冷卻,這些由巖漿冷卻后形成的巖石叫巖漿巖,也叫火成巖。巖漿巖有明顯的礦物晶體顆?;驓饪?,它在地殼中含量最多,約占整個地殼體積的65%。常見的巖漿巖有花崗巖、玄武巖、橄欖巖、安山巖等。

巖石碎屑經過風、流水等搬運后沉積于陸地、河湖及海洋,經歷一系列“摸爬滾打”后形成的巖石叫沉積巖,如石灰巖、頁巖等。沉積巖在地表分布甚廣,地球表面大約有70%的巖石是沉積巖。相較于巖漿巖和變質巖來說,沉積巖中的化石所受破壞較少,也較易完整保存。因此,它對于考古學家來說是十分重要的研究對象。常見的沉積巖還有礫巖、砂巖、粉砂巖等。

巖漿巖和沉積巖在地殼運動過程中受到高溫、高壓等作用,其構造和成分發生改變,從而形成一種新的巖石,叫作變質巖。如石灰巖通過變質作用可以變成大理巖,頁巖通過變質作用可以變成板巖,砂巖通過變質作用可以變成石英巖。常見的變質巖還有片麻巖、片巖等。

看到這里,你們一定想問:土壤后來又是怎么出現的呢?巖石形成后,由于受到來自地球內部的力量以及溫度、風、水等外部力量的影響,地表的巖石緩緩地發生了變化,慢慢地碎裂,形成了很小很小的顆粒,我們把這個過程稱為風化。大石塊變成小石塊,小石塊變成沙粒,沙粒變成粉粒,粉粒再變小,就變成了黏粒,黏粒就是土壤中最小的顆粒了。當然了,這個過程非常漫長,可能要幾千年甚至上萬年。因此,土壤的形成過程非常緩慢,形成幾厘米厚的土壤層要經歷成千上萬年的時間。有了大小不同的顆粒后,里面混雜了水分、空氣、無機鹽以及一些礦物質,就形成了最初的土壤。

土壤很重要

不僅動植物需要土壤,人類也是生活在土壤之上的,并且絕大多數的食物是依靠土壤才得以產出。沒有了土壤,就沒有足夠的食物維持人類的生存。所以,土壤是地球上極其重要的資源,是大自然賜予我們的禮物,我們應該好好珍惜。

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