Лёсс ( США : / ˈ l ɛ s , ˈ l ʌ s , ˈ l oʊ . ə s / , Великобритания : / ˈ l oʊ . ə s , ˈ l ɜː s / ; от немецкого : Löss [lœs] ) — это обломочный , преимущественно илистый осадок , образующийся в результате скопления переносимой ветром пыли . [1] Десять процентов площади суши Земли покрыто лёссами или аналогичными отложениями . [2]
Лёсс — это перигляциальный или эоловый (переносимый ветром) осадок, определяемый как скопление 20% или менее глины с балансом примерно равных частей песка и ила (с типичным размером зерен от 20 до 50 микрометров), [3] [ 4] часто рыхло сцементированы карбонатом кальция . Обычно они однородны , высокопористы и имеют вертикальные капилляры, которые позволяют осадку разрушаться и образовывать вертикальные обрывы .
Лёссы однородны; пористый ; рыхлый ; бледно-желтый или желтовато-коричневый ; слегка связный; обычно нестратифицированный ; и часто известняковый . Зерна лёсса угловатые , с небольшой полировкой или округлостью и состоят из кварца , полевого шпата , слюды или других минеральных кристаллов. Лёссы описываются как богатая пылевидная почва. [5]
Отложения лёсса могут стать очень мощными: более ста метров в районах Северо-Западного Китая и десятки метров в некоторых частях Среднего Запада США. Лёссы обычно встречаются в виде сплошных отложений, занимающих сотни квадратных километров. Отложения часто имеют мощность в десятки метров. Лёссы часто имеют крутые или вертикальные склоны. [6] Поскольку зерна угловатые, лёссы часто стоят в банках в течение многих лет, не оседая . Этот тип почвы имеет «вертикальный раскол», и поэтому его можно легко раскопать для создания пещерных жилищ, что является популярным методом создания человеческого жилья в некоторых частях Китая. Однако лёссы легко разрушаются.
В нескольких регионах мира образовались лессовые хребты , которые были выровнены по направлениям преобладающих ветров во время последнего ледникового максимума . В Америке их называют « хребтами паха », а в Европе – «хребтами греда». Образование этих лессовых дюн объясняется сочетанием ветра и условий тундры .
Слово «лёсс» , имеющее коннотацию происхождения в результате накопления ветром, было введено в английский язык от немецкого Löss , которое можно проследить до швейцарского немецкого языка и родственно английскому слову « lose» и немецкому « los» . [7] Впервые он был применен к лёссам долины реки Рейн около 1821 года. [8] [9]
Термин «Лёсс» был впервые описан в Центральной Европе Карлом Цезарем фон Леонхардом (1823–1824), [10] который сообщил о желтовато-коричневых илистых отложениях вдоль долины Рейна недалеко от Гейдельберга . [1] Чарльз Лайель (1834) ввёл этот термин в широкое употребление, наблюдая сходство между «лёссом» и его производными вдоль лессовых обрывов на Рейне и в Миссисипи . [1] В то время считалось, что желтовато-коричневые, богатые илом отложения имели речное происхождение и были отложены крупными реками. [1] Эоловое происхождение лёссов было признано позже (Вирле Д'Оуст, 1857 г.), [ 11] в частности, благодаря убедительным наблюдениям за лёссами в Китае Фердинандом фон Рихтгофеном (1878 г.). [1] [12] С тех пор было опубликовано огромное количество статей, посвященных образованию лёссов и последовательностям лёссов/ палеопочв (более древняя почва, погребенная под отложениями) как архиву изменений климата и окружающей среды. [1] Эти водосберегающие работы широко проводились в Китае, а исследования лёссов в Китае продолжаются с 1954 года. [33]
Много усилий было затрачено на установление региональных и местных стратиграфий лессов и их корреляций (Кукла, 1970, 1975, 1977). [13] [14] [15] Однако даже хроностратиграфическое положение последней межледниковой почвы, коррелирующее с морским изотопным подэтаром 5e, было предметом споров из-за отсутствия надежных и надежных численных датировок, как резюмировано, например, Золлер и др. (1994) [16] и Фрехен и др. (1997) [17] для стратиграфии лёсса Австрии и Венгрии соответственно. [1]
С 1980-х годов стали доступны датирования по термолюминесценции (TL), оптически стимулированной люминесценции (OSL) и инфракрасной стимулированной люминесценции (IRSL), что дает возможность датировать время отложений лесса (пыли), т.е. время, прошедшее с момента последнего воздействие минеральных зерен на дневной свет. [1] За последнее десятилетие люминесцентное датирование значительно улучшилось благодаря новым методологическим усовершенствованиям, особенно разработке протоколов регенеративной регенерации одной аликвоты (SAR) (Murray & Wintle 2000) [18] , что привело к получению достоверного возраста (или оценок возраста) с точностью до до 5 и 10% для последнего ледникового периода. [1] Совсем недавно люминесцентное датирование также стало надежным методом датирования предпоследнего и предпоследнего ледникового лёсса (например, Thiel et al. 2011, [19] Schmidt et al. 2011) [20] , позволяющего установить надежную корреляцию лёсса/палеопочвы. последовательности, по крайней мере, двух последних межледниковых/ледниковых циклов по всей Европе и Северному полушарию (Frechen 2011). [1] [21] Кроме того, численное датирование обеспечивает основу для количественного исследования лёсса с применением более сложных методов для определения и понимания косвенных данных с высоким разрешением, включая содержание палеопыли в атмосфере, вариации моделей атмосферной циркуляции и ветровых систем, палеоосаждений. и палеотемпература. [1]
Помимо люминесцентных методов датирования, в последние десятилетия возросло использование радиоуглеродного датирования лёсса. Развитие методов анализа, аппаратуры и уточнение радиоуглеродной калибровочной кривой позволили получить достоверный возраст по лёссовым отложениям за последние 40—45 тыс. лет. Однако использование этого метода основано на поиске подходящего органического материала in situ в отложениях, таких как древесный уголь, семена, гранулы дождевых червей или раковины улиток. [22] [23] [24]
Согласно Паю (1995), [25] для образования лёсса необходимы четыре фундаментальных требования: источник пыли, достаточная энергия ветра для транспортировки пыли, подходящая зона накопления и достаточное количество времени. [1]
Перигляциальный (ледниковый) лёсс образуется в поймах ледниковых разветвленных рек , которые несли большие объемы талой ледниковой воды и отложений в результате ежегодного таяния континентальных ледниковых щитов и горных ледяных шапок весной и летом. Осенью и зимой, когда таяние ледниковых щитов и ледяных шапок прекращалось, сток талых вод по этим рекам либо прекращался, либо значительно уменьшался. В результате большие части ранее затопленных и лишенных растительности пойм этих разветвленных рек высохли и оказались под открытым небом. Поскольку поймы рек состоят из отложений, содержащих большое количество ледникового мукоподобного ила и глины , они были очень восприимчивы к вывеиванию ила и глины ветром. Подхваченные ветром частицы затем откладывались по ветру. Отложения лёсса, обнаруженные по обе стороны аллювиальной долины реки Миссисипи, представляют собой классический пример перигляциального лёсса. [26] [27]
В течение четвертичного периода лёссовые и лессоподобные отложения формировались в перигляциальных условиях на среднеконтинентальных щитовых территориях в Европе и Сибири, а также на окраинах высоких горных хребтов, как в Таджикистане , и на полузасушливых окраинах некоторых равнинных пустынь, как в Китай. [1]
В Англии перигляциальный лесс также известен как кирпичный земля .
Неледниковый лесс может происходить из пустынь , дюнных полей , озер Плайя и вулканического пепла .
Некоторые типы неледникового лёсса: [28]
Мощные отложения китайского лёсса представляют собой неледниковые лёссы, принесённые ветром из пустынь северного Китая. [30] Лёсс, покрывающий Великие равнины Небраски , Канзаса и Колорадо , считается неледниковым пустынным лёссом. [26] Неледниковый пустынный лесс также встречается в Австралии [31] и Африке. [27]
Лёсс имеет тенденцию превращаться в очень богатые почвы. При соответствующих климатических условиях это одна из самых продуктивных в сельскохозяйственном отношении территорий в мире. [32]
Почвы, подстилаемые лёссом, склонны к чрезмерному дренированию. Мелкие зерна быстро выветриваются из-за большой площади поверхности, что делает почвы, полученные из лёсса, богатыми. Теория гласит, что плодородие лессовых почв во многом обусловлено катионообменной способностью (способностью растений поглощать питательные вещества из почвы) и пористостью (заполненным воздухом пространством в почве). Плодородие лёсса не связано с содержанием органических веществ, которое, как правило, довольно низкое, в отличие от тропических почв, плодородие которых почти полностью зависит от органических веществ.
Даже хорошо управляемые лессовые сельскохозяйственные угодья могут подвергаться значительной эрозии , превышающей 2,5 кг/м 2 в год. В Китае залежи лёсса , придающие Желтой реке такой цвет, обрабатываются и дают феноменальные урожаи уже более тысячи лет. Ветры подхватывают частицы лёсса, что усугубляет проблему загрязнения Азии пылью . Крупнейшее месторождение лёсса в Соединенных Штатах , Лёсс-Хиллз, расположенное вдоль границы Айовы и Небраски , пережило интенсивное земледелие и плохие методы ведения сельского хозяйства . На протяжении почти 150 лет это месторождение лёсса обрабатывалось отвальными плугами и пахало осенью — оба метода были сильно эрозионными. Временами скорость эрозии превышала 10 килограммов на квадратный метр в год. Сегодня это месторождение лёсса разрабатывается как с малой, так и с нулевой обработкой на всех участках и агрессивно террасировано . [ нужна цитата ]
Область многочисленных месторождений лёсса простирается от южного Таджикистана до Алматы в Казахстане . [33]
Лёссовое плато ( упрощенный китайский :黄土高原; традиционный китайский :黃土高原; пиньинь : Huángtϔ Gāoyuán ), также известное как плато Хуанту, представляет собой плато , занимающее площадь около 640 000 км 2 вокруг верхнего и среднего течения Желтой реки Китая. Река . Желтая река была названа так потому, что лёсс, образующий ее берега, придавал воде желтоватый оттенок. [34] Почву этого региона называют «самой эродируемой почвой на земле». [35] Лёссовое плато и его пыльная почва покрывают почти всю провинцию Шаньси , Шэньси и Ганьсу ; Нинся -Хуэйский автономный район и некоторые другие. [ нужна цитата ]
Лёссовые отложения различной мощности (от дециметров до нескольких десятков метров) широко распространены на Европейском континенте. [22] Североевропейский лессовый пояс простирается от южной Англии и северной Франции до Германии, Польши и южной Украины, а отложения характеризуются сильным влиянием перигляциальных условий . [36] Юго-восточный европейский лёсс в основном откладывается на плато в бассейнах Дуная , вероятно, происходящих из системы реки Дунай. [37] [38] [39] В юго-западной Европе переселенные производные лёсса в основном ограничены долиной Эбро и центральной Испанией. [40] [41]
Лессовые холмы в Айове обязаны своим плодородием верхним слоям почвы прерий , образовавшимся в результате 10 000 лет послеледникового накопления богатого органическими веществами гумуса в результате устойчивого биома пастбищ . Когда ценный верхний слой почвы горизонта А подвергается эрозии или деградации, лежащая под ним лессовая почва становится бесплодной и требует добавления удобрений для поддержки сельского хозяйства .
Лёсс вдоль реки Миссисипи недалеко от Виксбурга , штат Миссисипи, состоит из трех слоев. Лесс Пеории , лесс острова Сицилия и лесс хребта Кроули накапливались в разные периоды времени в течение плейстоцена . Древние почвы, называемые палеопочвами , образовались в верхней части лёсса острова Сицилия и лёсса хребта Кроули . Самый нижний лёсс, лёсс хребта Кроули, накопился в конце иллинойского этапа . Средний лесс, лесс Сицилийского острова, накопился на раннем этапе Висконсина . Самый верхний лесс, Пеорийский лесс, на котором образовалась современная почва, накопился на позднем этапе Висконсина. Останки животных включают наземных брюхоногих моллюсков и мастодонтов . [43]
Обширные площади лёсса встречаются в Новой Зеландии , включая равнины Кентербери [44] и на полуострове Бэнкс . [45] [46] Основы лессовой стратиграфии были представлены Джоном Хардкаслом в 1890 году. [47] [ необходим неосновной источник ]
Большая часть Аргентины покрыта лёссом. В Аргентине обычно выделяют две области лёсса: неотропический лёсс севернее 30° ю.ш. и пампейский лёсс. [48]
Неотропический лесс состоит из ила или илистой глины. По сравнению с пампейским лёссом неотропический лёсс беден кварцем и карбонатом кальция . Источником этого лёсса некоторые ученые считают области флювиогляциальных отложений в предгорьях Анд , образованных Патагонским ледниковым щитом . Другие исследователи подчеркивают важность вулканического материала в неотропическом лёссе. [48]
Пампейский лесс песчаный или состоит из илистого песка. [48]
В эту статью включен текст CC-BY-3.0 из справочника «Лёсс в Европе: гостевая редакция». [1]
