Мысль дня

2.91K viewsмысль

Специально для тех, кто спрашивает: «О чем ты думал вместо работы?»

Answered question

Агрегаты почвы

Что может быть скучнее выкопанной земли? Про такие вещи даже сказать нечего. Разве кто упомянет размер кучи, да редкий знаток указав на темный цвет произнесет слово «чернозем». Если встряхнуть почву на лопате, она распадется на отдельные куски. Одни называют их агрегатами, другие отдельностями, третьи структурными элементами.

Отечественные почвоведы выделяют двадцать одну форму таких кусков, объединяя их в три типа: комковатый, столбчатый и пластинчатый. Какой именно у вас под ногами — зависит от условий формирования и развития почвы. Если быть точнее — от химического состава материнской породы, температуры, осадков, флоры, фауны и других факторов. За дюжину тысяч лет (от Валдайского оледенения) они сформировали почву как уникальное образование: ее нельзя получить просто смешав исходные компоненты.

Почва — это не содержимое мешков, которые продают цветочные отделы в супермаркетах. И даже не место под картошку на даче. Это океан со своими акулами, планктоном и водомерками. На глубине постоянно происходят сложные малопонятные процессы. Взять те же почвенные агрегаты: в основе их формирования лежит теория ДЛФО о коагуляции как результате межмолекулярного и электростатического взаимодействия.

Полтора века назад голландец Ван-дер-Ваальс догадался о существовании электростатической (без образования ковалентных пар) связи между молекулами. В тридцатых его мысль развил Фриц Лондон, описав один из трех типов Ван-дер-Ваальсовых сил — дисперсионное приятжение. В коллоидной системе (среднее между раствором и взвесью) всегда существует броуновское движение. Когда частицы в таком движении слишком близко приближаются друг к другу, между ними возникает сила притяжения Ван-дер-Ваальса-Лондона и электростатическая сила отталкивания. Если электростатическая сила больше — частицы оттолкнутся друг от друга. Если больше сила притяжения Ван-дер-Ваальса-Лондона — частицы слипнутся. Это и есть ДЛФО — теория Дерягина-Ландау-Фервея-Овербека. В зависимости от баланса электростатических и Ван-дер-Ваальсовских сил образуется тот или иной вид почвенных агрегатов.

Согласно модели Планта-Фенга-МакГилла, агрегаты распадаются примерно за месяц. Достоверность модели сомнительна, но лежат они действительно долго, сохраняя форму даже после высыхания почвы. Распадаются строго по степенному закону, который К.Ю. Хан с соавторами принимают за экспоненциальный (строго говоря это верно, но лишь в частном случае). Каждый может в этом убедиться разложив агрегаты в порядке уменьшения размера.

Размеры крупнейших почвенных агрегатов в случайной выборке. Вертикальная шкала соответствует площади поперечника агрегата в кв. мм

Здесь напрашивается разговор о размерности Хаусдорфа-Безиковича. Или о моделях Бингама-Шведова, Барджеса, Пойтинга-Томпсона. Или о теории перколяции. Но стоит ли так долго обсуждать кучу выкопанной земли?

Edited answer
Вы просматриваете 1 из106 ответов, нажмите здесь, чтобы просмотреть все ответы.