Solul este o substanță magică, fără de care nu ar exista viață pe pământ

„Biodiversitatea solului rămâne în mare parte neobservate, dar este esențial pentru sănătatea oamenilor“, - a declarat Tandra Frazier si Diana Wall a solului Global Biodiversitate Initiative.

Meteoritul Murchison: un chondrite cărbunos

În timpul nașterii sistemului solar înainte de planeta noastră a fost formată, construirea de blocuri de sol ascunse în întunericul spațiului tuș. Acest lucru este demonstrat de meteoriți cunoscut sub numele de chondrites carbonice, care a apărut pe zorii sistemului solar și sunt bogate în minerale argiloase, dintre care mai devreme a fost solul de pe planeta noastră.

După formarea Pământului, în urmă cu circa 4,6 miliarde de ani, aceste sol argilos primitiv au fost împrăștiate pe planeta noastră tânără. Dar, condițiile au fost dure: meteorit frecvente și masive topit și zdrobit cantități mari de aceste prime depozite foarte curând după formarea lor.

„Există o dezbatere despre dacă întreaga suprafață a Pământului poate fi topit,“ - explică Gregory Retallack, un expert pe solul antic de la Universitatea din Oregon din Eugene, Statele Unite ale Americii. Acesta susține teoria că nu mai mult de jumătate din Pământ a fost topit în același timp.

Acum circa 3,8 miliarde de ani, condițiile de pe Pământ au început să se stabilizeze. Permanent bombardament meteorit care a transformat planeta iad acest punct încetinit, permițând apa lichidă să condenseze pentru a forma lacuri și mări. Acesta este un moment important în istoria solului. Apa lichidă pentru a eroda roca solidă a Pământului, creând minerale și care formează mai mult decât solul constant.

Prima viață pe Pământ a apărut, probabil, un pic mai târziu, în urmă cu aproximativ 3500000000 ani; Este vorba despre ea cele mai vechi dovezi pe care am gasit in fosile, care au fost formate pe malurile stâncoase și seamănă cu rogojini microbiene - stromatolite - care sunt încă găsite pe Pământ.

Aproape de la începutul vieții solului începe să fie afectat - și, de asemenea, afecta - viața. De exemplu, acele prime covorașe microbiene compuse din organisme fotosintetice care au produs volume mari de materiale organice care utilizează energie solară. Această materie organică este căptușită treptat pe țărm, unde este amestecat cu minerale eliberate din roci sub influența eroziunii, creând probabil primul motiv adevărat.

stromatolite moderne din Australia

Dar nu era genul de sol, la care suntem obișnuiți. Că solul este dificil de a reține apa și substanțe nutritive care ar putea sprijini viața. Capacitatea depinde porii de sol care se formează între granule; Structura ușor primul sol a însemnat că ea se usucă repede, timpul care nutrientii sunt spălate. Din această cauză, terenul a rămas habitatul inospitalier, iar viața a fost limitată la țărm, unde apa era mai accesibilă.

Nici organism a avut dispozitive care să îi permită să se mute departe de țărm și complet coloniza la sol de slabă calitate. Cheia pentru colonizarea terenului a fost cooperarea - sau, mai degrabă, apariția licheni în urmă între 700 și 550 de milioane de ani.

Lichenii sunt organisme destul de remarcabile. tesutul lor au format relații mutualistic de alge și ciuperci, și, uneori, bacterii - organisme sunt trei regate diferite ale vieții. Lichenii sunt extrem de robuste și perfect adaptabile, datorită acestei simbioze unice.

Algele pot fotosinteză, oferind licheni energie, ciuperci și colectează de economisire lichen de deshidratare a apei. Ciuperci au fibre lungi si subtiri, care sunt perfect de apă colectate din mediul înconjurător, și se poate recicla, de asemenea, de apă în timpul respirației. Mai important, licheni care conțin bacterii fotosintetice - cianobacterii - sunt în măsură să se retragă din mediul de azot, care este eliberat după moartea lor, fertilizarea solului.

Lucrând împreună, aceste organisme diverse reunite abilitățile lor de a coloniza sol lipsit de viață sumbru, care a acoperit continentele acum o jumătate de miliard de ani. Chiar și astăzi, lichenii sunt printre cele mai ușor adaptabile organismelor de pe Pământ.

Lichenii sunt organisme foarte rezistente

„Lichenii pot coloniza piatra goale, - spune Pol Falkovsky de la Universitatea Rutgers din New Jersey, Statele Unite ale Americii. - Ei, de asemenea, produc acizi organici care sporesc rocilor ".

Acest lucru înseamnă că lichenii nu sunt avansate numai la primul sol de pe Pământ - le-au schimbat, de asemenea. Accelerarea rocilor, lichenilor a produs mai multe substanțe nutritive în sol, făcându-l mai fertil, și a deschis calea pentru alte forme de viață. „Lichenii juca o valoare importantă în colonizarea terenurilor de plante“, - spune Falkowski.

Al doilea val de colonizare a început în urmă cu 440 de milioane de ani - foarte curând primele plante terestre au început să se schimbe modul în jurul valorii. „Ei au creat o structură mai accentuată a solului - explică Retallack - și a contribuit la eliberarea de nutrienți în sol fosfor și potasiu. Acest proces este fertilizat atât terestre, cât și pe mare. "

Cheia pentru a fertiliza centralele electrice au fost ciuperci în sistemul lor de rădăcină. Aceste „micorizei“ a apărut în urmă cu 500 de milioane de ani, înainte de a existat rădăcinile plantelor.

Ca și ciuperci în licheni, mycorrhizae primi energie, cooperând cu plante fotosintetice. Și, din nou, ca și cu licheni, beneficii pentru ambele părți: micorizei a crescut firul său de extindere plante de acoperire și de a face mai stabil, permițându-i să se scurgă azot și alte elemente nutritive din sol.

fire micoriză asemenea îngropate în roca de eliberare substante nutritive, fosfor, calciu și fier, promovând creșterea volumului de sol.

Solul este important pentru mai multe tipuri de viață

Oamenii de știință cred că aceste relații mutualistic au fost esențiale pentru evoluția plantelor terestre - și această ipoteză este întărită de 15 ani, cu deschiderea de 460-millionoletney micoriza fosili.

„Aceste relații reciproc avantajoase a ajutat plantele să colonizeze țara înainte ca ei rădăcini, și la educație așa cum o știm astăzi, solul, - spune Keti Fild la Universitatea din Leeds din Marea Britanie. - De-a lungul timpului, plantele au evoluat pentru a deveni mai complexe structural, dezvoltat ample vasculare sistem, frunze și rădăcini ". Acest lucru a adus chestiune și mai organică în sol și de a ajuta să-l stabilizeze împotriva eroziunii.

Astăzi relațiile mutualistic, cum ar fi acestea constituie baza de ciclism nutrienți la nivel mondial, fără de care am fi murit de foame. Mai mult de 80% din plante moderne formează o legătură în formă mycorrhizae cu fungi filamentoși și ele joacă un rol important în eliberarea azotului în sol.

Mycorrhizae formează, de asemenea, o vastă rețea care stabilizează structura solului și pentru a permite plantelor pentru a comunica - „web a Pământului“, un fel de

rădăcini de plante - casa de ciuperci

In timp ce plantele au colonizat pământul și retrase treptat cantitate mare de materii organice din sol, capacitatea sa de a stoca apă a crescut. Depozitarea și filtrare a apei chiar și astăzi - una dintre cele mai importante roluri ale solului noi depind de ea pentru a obține apă potabilă și iriga terenurile lor. Capacitatea de stocare a apei în sol este de asemenea important de a reduce riscul de inundații și oferă un tampon de important împotriva secetei.

Apa din sol are două nume. Sub un anumit nivel, unde este saturată solul, se numește apa freatică; de mai sus, unde apa este mai mică, ea este menționată ca umiditatea solului.

Apa subterană a reprezentat 20% din resursele de apă dulce la nivel mondial, deși, în termeni generali, este mai mică de 1% din toată apa de pe Pământ. Acesta este un rezervor important pentru sistemele noastre de apă potabilă și pentru irigații.

Acolo în evoluția ultimului capitol a solului moderne. Acum undeva între 490 și 430 de milioane de ani, animale apărut pentru prima dată de pe fundul oceanului și a început să colonizeze mai mult teren și mai înfloritoare. Acum undeva 420000000 ani, a înflorit nevertebrate terestre - și sol, ca urmare, sa schimbat.

Aceste primii locuitori ai țării au fost erbivore absorbi covorașe de alge și licheni, care au domnit în țara, și să se întoarcă substanțe nutritive în sol. De asemenea, au început să sape și să colonizeze solul, umplându-l cu materia organică moartă și bine amestecarea cu argilă și alte minerale, erodat din roci. Acțiunile lor au oferit solul este chiar structura mai excelente și ajutor în dezvoltarea în continuare a plantelor departe de apă.

Diversitatea organismelor care trăiesc în sol a crescut rapid. Există noi nevertebrate miriapode, springtails, acarieni și primii strămoși ai păianjeni. în urmă cu aproximativ 360 milioane de ani, solul a fost cea mai mare parte la fel ca și astăzi, și chiar și atunci a fost posibil pentru a găsi lista completă a soiurilor de sol sub picioare - inclusiv mlaștină și pădure soluri.

„Pe Pământ, au existat toate principalele soiuri de sol, cu excepția solului pășune - a spus Retallack. - Meadows a apărut în urmă cu doar 65 de milioane de ani, după dispariția dinozaurilor ".

Istoria solului a fost format de factori fizici și organisme vii, în procesul de formare dinamică a unui lanț de evenimente care interacționează, în zorii timpului geologic, miliarde de ani în urmă. Povestea solului continua sa se desfasoare, ca urmare a acțiunilor noastre de-a lungul ultimele câteva secole.

Până în 1960, ciclul azotului la nivel mondial a fost aproape echilibrat. De atunci, utilizarea de îngrășăminte cu azot a crescut cu 800%. Prea multe substanțe nutritive poate fi mai rău decât nimic - excesul de azot se spală în râuri și fluxuri, ceea ce duce la proliferarea algelor, eliberarea de oxid de azot, un gaz cu efect periculos și creează un pericol pentru sănătatea umană.

Această schimbare - cea mai mare din ciclul de azot în 2,5 miliarde de ani, și poate avea consecințe grave pentru alimente și climă.

Încălcarea ciclurilor de nutrienți cheie din sol este de interes special ca sistem de sol tinde să reacționeze lent la schimbările - orice daune care determina oamenii de azi pot avea de a corecta zeci sau sute de ani.

Solul poate fi, de asemenea, sursa directă de gaze cu efect de seră. Prin captarea materiei organice din sol este o depozitare majoră de carbon, împiedicând-o să devină dioxid de carbon în atmosferă. Dar când turbăriile sunt arse, de carbon își găsește drumul înapoi în atmosferă.

Metodele agricole moderne sunt, de asemenea, dăunătoare pentru micoriză, acestea reduc puterea culturilor noastre obtinerea substante nutritive vitale și să degradeze structura solului în acest proces.

De fapt, agricultura noastră Inversarea miliarde de ani de evoluție a solului și a face ca solul nostru mai vulnerabile la eroziune. De fapt, jumătate din stratul superior din lume a solului, partea cea mai activă și importantă a solului, a fost pierdut în ultimii 150 de ani.

Distrus solul reține mai puțină apă și substanțe nutritive, este mai dificil să crească culturi, terenul este vulnerabilă la inundații și secetă. Precipitarea din sol, de asemenea, trebuie să meargă undeva, așa că eroziunea solului poluează râurile noastre și pâraie, omorând organisme care trăiesc în ele.

Iar problema este obtinerea doar mai rău. Intensificarea proceselor agricole distruge solul din jurul lumii, iar când populația lumii va ajunge la 9 miliarde până în 2050, viitorul securității noastre alimentară este o întrebare mare.

Vestea bună este că, dacă vom începe să aibă grijă de solurile lumii de azi, printre altele, să fie în măsură să profite de capacitatea lor de a stoca de carbon, ceea ce ne va ajuta în lupta împotriva schimbărilor climatice.

Noi nu gândim de multe ori despre asta, dar terenul susține în tăcere existența noastră. Protejarea solului ca o parte importanta a ecosistemului global de astăzi, vom fi în deplină încredere că va continua să ne ofere cu apă curată, mâncare bună și un climat primitor, în viitorul îndepărtat.