Солевые новообразования в почвах осушенного дна Аральского моря

Аннотация

Солевые новообразования различных по гранулометрическому составу приморских солончаков осушенного дна в юго-западной части Аральского моря изучали рентгенфлюоресцентным, электронно-микроскопическим, седиментационным методами анализа и лазерной дифрактометрии. Поверхностные слои почв песчаного и глинисто-пылеватого состава значительно засолены и обогащены CaCO₃. Распределение CaCO₃ по площади достаточно однородно, что свидетельствует об относительно близких условиях его образования при осушении. Содержание солей варьирует от 3,1 до 5,8% в глинисто-пылеватых почвах и от 0,4 до 1,2% в песчаных. Наибольшей засоленностью характеризуются глинисто-пылеватые почвы, где помимо гипса и галита образуются легкорастворимые соли — эугстерит (2Na₂SO₄^.CaSO₄^.2H₂O), астраханит (Na₂SO₄^.MgSO₄^.4H₂O) и мирабилит (Na₂SO₄^.10H₂O). Выявлен темплатный механизм аккумуляции CaCO₃ в почвах. Результат взаимодействия CaCO₃ с твердой фазой отложений зависит от их гранулометрического состава, который определяет преимущественный размер частиц и, соответственно, число центров кристаллизации. В песчаных почвах при малом числе центров кристаллизации происходит образование CaCO₃-кутан разной степени устойчивости и покрытия поверхности песчаных зерен. В глинисто-пылеватых почвах при большом количестве центров кристаллизации в стесненных условиях для роста кристаллов осаждение CaCO₃ приводит к образованию молекулярных кластеров, которые связывают глинистые и пылеватые частицы в CaCO₃-микроагрегаты. Установлена причина повышенной активности солевых новообразований в процессах эолового переноса: этому переносу и, соответственно, засолению прилегающих территорий способствует блокировка кальцитом центров адсорбции в глинах, что предотвращает связывание растворимых солей в глинисто-солевых микроагрегатах.

Литература

1. Рубанов И.В. Осадки современной осушки Аральского моря, их диагенез и влияние на экологию Приаралья // Литология и полезные ископаемые. 1994. № 2.

2. Харитонова Г.В., Шеин Е.В., Пугачевский М.А. и др. Почвенные глинисто-солевые образования in situ и ex situ // Вест. Моск. ун-та. Сер. 17. Почвоведение. 2015. № 2.

3. Шеин Е.В., Харитонова Г.В., Милановский Е.Ю. и др. Агрегатообразование в засоленных почвах ландшафтов бугров Бэра // Почвоведение. 2013. № 4. https://doi.org/10.7868/S0032180X13040126

4. Шнитников А.В. Арал в голоцене и природные тенденции его эволюции // Палеогеография Каспийского и Азовского морей в кайнозое. М., 1983. Ч. 2.

5. Austin P., Mackay A., Palagushkina O. et al. High-resolution diatom-inferred palaeoconductivity and lake level record of the Aral Sea for the Last 1600 yr // Quaternary Research. 2007. Vol. 67, № 3. https://doi.org/10.1016/j.yqres.2007.01.009

6. Bąbel M., Schreiber B.C. Geochemistry of evaporites and evolution of seawater // Treatise on Geochemistry (Second Edition). 2014. Vol. 9. https://doi.org/10.1016/B978-0-08-095975-7.00718-X

7. Boomer I., Aladin N., Plotnikov I. et al. The palaeolimnology of the Aral Sea: a review // Quaternary Sci. Reviews. 2000. Vol. 19, №. 13. https://doi.org/10.1016/S0277-3791(00)00002-0

8. Comprehensive remote sensing and ground-based studies of the dried Aral Sea bed / ed. by V.A. Dukhovny. Tashkent, 2008.

9. Cölfen H. Nonclassical nucleation and crystallization // Crystals. 2020. Vol. 10, № 2. https://doi.org/10.3390/cryst10020061

10. Cretaux J.-F., Letolle R., Bergé-Nguen M. History of Aral Sea level variability and current scientific debates // Global and Planetary Change. 2013. Vol. 110 (Part A). https://doi.org/10.1016/j.gloplacha.2013.05.006

11. Deocampo D.M., Jones B.F. Geochemistry of saline lakes // Treatise on Geochemistry (Second Edition). 2014. Vol. 7. https://doi.org/10.1016/B978-0-08-095975-7.00515-5

12. Doner H.E., Grossl P.R. Carbonates and evaporates // Soil mineralogy with environmental applications / ed. by J.B. Dixon, D.G. Schulze. Madison, WI, 2002. Vol. 7. https://doi.org/10.2136/sssabookser7.c6 (SSSA Book Series).

13. Hover V.C., Walter L.M., Peacor D.R. et al. Mg-smectite authigenesis in a marine evaporative environment, Salina Ometepec, Baja California // Clays Clay Miner. 1999. Vol. 47, № 3.

14. Kharitonova G.V., Shein E.V., Krutikova V.O. et al. Secondary carbonates in edaphic components of ecosystems, Soil Physics // IOP Conf. Series: Earth and Environ. Sci. 2019. Vol. 368. Art. 012020. https://doi.org/10.1088/1755-1315/368/1/012020

15. Kok J.F., Parteli E.J.R., Michaels T.I. et al. The physics of windblown sand and dust // Rep. Prog. Phys. 2012. Vol. 75. Art. 106901. https://doi.org/10.1088/0034-4885/75/10/106901

16. Létolle R., Aladin N.V., Filipov I. et al. The future chemical evolution of the Aral Sea from 2000 to the years 2050 // Mitigation and Adaptation Strategies for Global Change. 2005. Vol. 10, № 1. https://doi.org/10.1007/s11027-005-7830-2

17. Lioubimtseva E., Cole R., Adams J.M. et al. Impact of climate and land-cover changes in arid lands of Central Asia // J. of Arid Env. 2005. Vol. 2, № 8. https://doi.org/10.1016/j.jaridenv.2004.11.005

18. Marden B., Van Stappen G., Musaev A. et al. Assessment of the production potential of an emerging Artemia population in the Aral Sea, Uzbekistan // J. of Marine Systems. 2012. Vol. 92б № 1. https://doi.org/10.1016/j.jmarsys.2011.10.004

19. Nishimura K., Hunt J.C.R. Saltation and incipient suspension above a flat particle bed below a turbulent boundary layer // J. of Fluid Mechanics. 2000. Vol. 417. https://doi.org/10.1017/S0022112000001014

20. Pedone V.A., Norgauer C.H. Petrology and geochemistry of recent ooids from the Great Salt Lake, Utah // Great Salt Lake: an overview of change / ed. J.W. Gwynn. Special publication of the Utah Department of Natural Resources Salt Lake City. UT. 2002.

21. Podrabsky J.E., Hand S.C. Physiological strategies during animal diapause: lessons from brine shrimp and annual killifish // J. of Exp. Biology. 2015. Vol. 218, № 12. https://doi.org/10.1242/jeb.116194

22. Spencer R.J. Sulfate minerals in evaporite deposits // Reviews in Mineralogy and Geo-chemistry. 2000. Vol. 40, № 1. https://doi.org/10.2138/rmg.2000.40.3

23. Sposito G. The surface chemistry of soils. N.Y., 1984.

24. Stulina G., Sektimenko V. The change in soil cover on the exposed bed of Aral Sea // J. of Marine Systems. 2004. Vol. 47. https://doi.org/10.1016/j.jmarsys.2003.12.014

25. Zavialov P. Physical oceanography of the dying Aral Sea. Chichester, 2005.