Текст книги "Формы в мире почв"

Автор книги: Игорь Степанов

сообщить о нарушении

Текущая страница: 7 (всего у книги 11 страниц)

Обеспокоенные таким состоянием дел специалисты разрабатывают новые способы картографирования. Поиск ведется по двум путям: одни предлагают полностью перейти на дистанционные аэрокосмические методы, другие – извлечь максимум информации из топографической карты, не забывая при этом аэрокосмические снимки.

Первые сделали много полезного, чтобы революционизировать картографию. Однако, придав большое значение качеству фотоизображения земной поверхности, они принизили роль абстракции при составлении специальных карт. Преклонение перед фотообразом не делает тематическую карту научной. А. В. Гедымин (Гедымин и др., 1981) считает, что карта, как и любая научная работа, воплощает идеализированные образы действительности, запечатленные в сознании ученого. В отличие от фотообраза, созданного аппаратом, человек целеустремленно отбирает изображения – абстракции. И если отбор образа выполнен обоснованно, то в нем больше картографических преимуществ, чем в фотообразе: «…все научные (правильные, серьезные, не вздорные) абстракции отражают природу глубже, вернее, полнее»^[15].

Вторые исследователи синтезируют гипсометрические и фотографические образы. При сравнении трех почвенных карт территории Ферганской долины, выполненных в 1970–1976 гг. в одном и том же масштабе, но разными организациями, обнаруживаются заметные различия (рис. 14). На картах показаны только границы почвенных ареалов, без индексов, так как ставится задача – сравнить их формы. Все три карты по-своему хороши, хотя конфигурации ареалов у них разные. На какой же из карт формы ареалов отражены объективнее, какой из них верить? Требования, которые отвечают на сегодняшний день истинной картине природы почвенного покрова, мы называем критерием истинности. Это критерий наиболее полного диалектического представления о структуре почвенного покрова. Таких критериев можно выделить много. Отметим лишь следующие пять.

Первый критерий – движение. Почвенный покров как любое материальное пространство не может существовать вне движения. Он может быть познан только в том случае, если будет изображен в динамике. На картах (рис. 14, а, б) контурность не выявляет признаков динамики, тогда как карта (рис. 14, в) – само движение; ее ареалы четко определяют естественные границы литодинамических потоков, некогда спускавшихся с гор в долину. Видно, в каких местах эти потоки зарождались и в каком направлении текли, где они проносились не задерживаясь и где теряли свою силу, постепенно «застывая».

Рис. 14. Три способа выделения почвенных контуров (ареалов)

а – традиционный, по топографическим картам, б – дешифрирование по аэрокосмическим снимкам, в – пластика рельефа по топографическим картам

Второй критерий – красота. Анри Пуанкаре (1983) писал: «Чувство гармонии и красоты есть побудительный мотив занятия наукой и критерий истинности», «наш ум так же немощен, как и наши чувства: он растерялся бы среди сложности мира, если бы эта сложность не имела своей гармонии… Только те факты достойны нашего внимания, которые вводят порядок в этот хаос и делают его доступным нашему восприятию». На карте (рис. 14, в) изображена гармоничная изящная структура почвенного покрова, требующая количественного выражения. В этой правильности рисунка контуров заключена таинственная связь между качеством и числом.

Третий критерий – объемное изображение почвенного покрова в виде упорядоченной совокупности тел. Конечно, это имитация объемности за счет гармоничного сочетания почв понижений и повышений, образующих антиравенство и цветную симметрию. Преимущество карты (рис. 14, в) в том, что на ней можно зачернить почвы повышений, а понижения оставить незакрашенными, тогда как на картах а и б почвы понижений и повышений объединены и разделить их по рельефу нельзя. Карта в– двумерная с имитацией трехмерности, тогда как карты а и б – нульмерные, в лучшем случае – одномерные.

Четвертый критерий – возможность обнаружения на карте диалектического единства противоположностей. На рис. 14, в отдельные элементы – почвы поражений и повышений образовали единую целостную совокупность – геосистему, состоящую из горного бассейна и вытекающего из него конуса выноса. С горных ущелий выносятся мелкозем и обломки пород (знак минус), а у их подножий они аккумулируются, оседают в виде лопастей конусов выноса (знак плюс). Отношения между длинами и площадями первого и второго дают постоянную величину. Все это – свидетельство единства противоположностей: горы – равнины, вынос – аккумуляция, деконцентрация – концентрация вещества и энергии. И хотя явление единства всем известно как реально существующее в природе, на первых двух картах оно не отражено.

Кстати, четвертый критерий определенно доказывает истинность одномерных моделей (см. рис. 10, б, 11, 12, 13) путем установления в них диалектического единства, проявившегося в противоположности свойств почвенного пространства (группы) левого и правого склонов. Это единство образует симметрию почвенных форм, их гармонию и красоту.

Пятый критерий – время, или возраст почвенных ареалов. На рис. 14, в спецификой узора подчеркивается разновозрастность почв и горных пород. Их в прошлом динамичный образ запечатлен в подвижных рисунках ареалов, имеющих вид однонаправленных потоков, неодинаковых по возрасту. Каждой форме ареала соответствует определенный возраст почв.

ТРЕХМЕРНАЯ (ОБЪЕМНАЯ) МОДЕЛЬ

Трехмерные модели еще предстоит разработать, и это будет крупным достижением почвоведения. Пока же осваиваются двумерные модели, в которых не связаны в единое целое почвенные профиль и ареал; ареалы рассматриваются изолированно. Объединение профиля и ареала даст естественное трехмерное почвенное тело. По В. И. Вернадскому, для ученого вся реальность, все, с чем он работает, «есть естественное тело, находящееся в пространстве – времени… Наука в действительности строится путем выделения естественных тел». А. Ю. Ретеюм (1977) под природным телом понимает обособившиеся в пространстве-времени относительно однородные и целостные компактные образования со специфической организацией.

Каждое тело целостно в той мере, какая нужна для сохранения обособленности. Свойства данного тела зависят от свойств других тел, которые влияют на него, внося неоднородности и делая его многомерным на плоскости.

Проследив путь развития почвенных моделей от нульмерной (см. рис. 9, а) к трехмерной, объемной (г, 5), заметим, что последняя отличается информативной насыщенностью. Она вобрала в себя все предыдущее знание: нульмерность (изолированность) пашни (а), одномерность ее положения в рельефе, когда склон образует звено в единой цепи объектов (б), двумерность форм на плоскости (в) и, наконец, сочетание плоскости с мощностью профиля (г, б). Главное достоинство объемной модели – возможность показать ее во «времени – подвижном образе вечности» (Платон). Но для этого нужно углубиться в и-мерность.

Подвижные образы вечности в почвенно-геологическом теле представлены ареалами погребенных древних почв. Вся история этих тел «записана» в виде закономерного чередования разномасштабных ритмов слоев-ареалов древних почв и разделяющих их слоев-ареалов горных пород (наносов). Современные почвенные ареалы – лишь последнее звено в тысячелетней эволюции многих поколений почвенных покровов. Поэтому нынешние почвы наследуют генетические и геометрические структуры древних почв, синтезируя прошлое, настоящее и будущее в целостное восприятие времени.

Изучение ритмов древнего почвообразования в различных почвенно-геологических телах привело к выводу об их разномасштабности (Степанов, Абдуназаров, 1977; Степанов, 1980). Последнее ведет к явлению почвенного резонанса. Почвенно-геологические системы как единые целостности обладают собственным ритмом. Их соразмерность в процессе эволюции создает гармонию пространства и времени. Дешифрирование космоснимков привело к такому же выводу геоботаника Б. В. Виноградова (1981).

Сравнение структурных и генетических качеств современных и древних почв показало, что свойства молодых, голоценовых почв в онтогенезе (рождение, зрелость, старость) повторяют общую схему филогенеза от древнейших геологических времен до наших дней, т. е. почвенный онтогенез отражает этапы филогенеза. В филогенезе развитие почв начиналось во влажной (гидроморфной) среде и, миновав полугидроморфную стадию, завершилось в сухих автоморфных условиях. Автоморфные почвы легко подвергаются разрушению, переходя в наносы. Так и чередуются в почвенно-геологических телах две сущности: почвы и наносы, образуя разномасштабные структурные ритмы. Появление какого-либо нового свойства почвенного тела связано с завершением ритма, а ритм определяет масштаб эволюционного времени. По В. И. Вернадскому (1975), эволюционное время – это смена форм одновременно со сменой поколений.

Соответствие между почвенным филогенезом и онтогенезом не абсолютное. Почвы в филогенезе устойчиво сохраняют одни признаки и теряют другие. При этом однажды утраченный в филогенезе признак не восстанавливается при дальнейшем развитии. При неразумном воздействии почва может навсегда потерять ряд свойств, в том числе и очень полезных. Поэтому требуется сопряженное изучение современного и древнего почвообразования. А это возможно Лишь в том случае, если анализируются толщи, принадлежность которых к единой целостной системе – к почвенно-геологическому телу – доказана. Следовательно, необходимо освоение методов, позволяющих правильно выделять на картах естественные границы почвенно-геологических тел.

ПОЛИГОНАЛЬНЫЕ, КРИВОЛИНЕЙНЫЕ

И ВЕТВЯЩИЕСЯ ФОРМЫ ПОЧВЕННОГО ПОКРОВА

ПОЛИГОНАЛЬНЫЕ ФОРМЫ

Рис. 15. Элементарные ареалы земной поверхности в понимании геоморфологов (А, В, Г), почвоведов (Б), геологов (Е), их геометризация (Д) и примеры сочетания (Ж)

Геометризация земной поверхности и почвенного покрова – процесс долгий и сложный. Сначала были предприняты попытки свести все конфигурации к простым геометрическим понятиям. Так, К. В. Курдюков (1957) выделял формы наземных дельт: а – полуокруглую, б – полуовальную, в – изогнутую, г – пережатую, д – раздутую, е – полуразорванную (рис. 15, А). В. М. Фридланд (1972) привел пять исходных форм почвенных ареалов: а – изометричную, б – вытяну

[в исходном файле пропущено две страницы – Примечание оцифровщика.]

ромбоидальные, в – триидальные, г – гексаидальные, д – пентаидальные. Их размеры от 5—10 см (рис. 15, Е) до десятков километров, причем крупные определяют конфигурацию меньших отдельностей, эти последние – еще более мелких и так далее, вплоть до микроскопических сколов горных пород. Следует напомнить, что почвенный покров устроен таким же образом, только формы наследуются не прямо, а с некоторыми дислокациями, искажениями.

Примеры почвенных планигонов – геометрически правильные валиковые квадратные и прямоугольные формы почвенных ареалов, сфотографированные Б. А. Тихомировым в пойме Хатанги [Восточная Сибирь, рис. 15, Ж, а, цит. по: (Попов и др., 1983)]. В других зонах страны отмечены шестиугольные базальтовые призмы, которые задают свою симметрию развивающимся на них впоследствии почвам (рис. 15, Ж, б). В. А. Ковда (1973) описал ромбическую и гексагональную структуру почвенного покрова дельты Хуанхе в Китае (рис. 15, Ж, в). Такая упорядоченность и симметрия форм – результат закономерного ветвления русел и действия гравитационных сил.

Несмотря на явную симметричность почвенно-геологических тел, ученые не используют прямо термины симметрии, а прибавляют к ним такие окончания, как «-идальная» (например, ромбоидальная форма у Мирошниченко), или «-оидная» (симметроидная– у Фридланда). Однако понятие «ромбоидальная» оказывается более сложным, чем просто «ромбическая», а потому требует специального научного разъяснения, что сделать не так легко. Когда почвоведами будет освоена теория симметрии, понадобится такое сопоставление, как «ромбическая – ромбоидальная», допустим, для определения степени асимметрии форм и явлений. Тогда в почвенной науке наступит новая эра математизации, знаменующая более высокий уровень познания.

Структура почвенных планигонов может быть изучена только на базе принципов симметрии. Действительно, почвенный покров состоит из тел, имеющих формы ячеек, клеток, сот, решеток, которые после небольшой идеализации можно описать элементами симметрии. На одном снимке (см. рис. 1 и 15) почвенные формы квадратные и прямоугольные, на другом шестиугольные, на третьем представлены сочетанием тех и других на фоне криволинейности. При беглом взгляде кажется, будто почвенный мир, говоря словами Поля Валери, «беспорядочно усеян упорядоченными формами».

Попробуем из кажущегося беспорядка естественных почвенных ' форм – «неправильного чертежа» – составить идеализированные схемы. На рис. 1 они показаны справа от фотографий. Это позволит получить объективное суждение о специфичности симметричных структур, используя возможности геометрии как «искусства правильно рассуждать, глядя на неправильный чертеж». Тогда перед нами открывается неизвестный ранее мир почвенных форм, который, как и все сущее на Земле, подчиняется общим геометрическим и физическим законам. Кто бы мог подумать, что почвенные клетки, подобно живым, в совокупности образуют спирали! Ведь спираль – это правильная геометрическая фигура, самая совершенная и энергетически выгодная в природе. Похоже, что к ней стремятся все почвенные и геологические структуры, перестраивая и меняя свой внешний и внутренний облик. Если тысячелетние изменения сочетаний форм представить в виде быстро сменяющихся кадров киноленты, то такая смена форм позволит назвать почвенные структуры, существующие в данный момент, «летучими», «текучими», «мерцающими», или диссипативными.

Диссипативные почвенные формы в процессе онтогенеза эволюционируют в закономерной последовательности, которая еще окончательно не изучена: от квадратных в прямоугольные, затем становятся косоугольными, шестиугольными, стремясь при этом организоваться в спирали. Возникающее при этом диссимметричное состояние, т. е. неравновесие, является причиной порядка. Поэтому обстоятельное изучение эволюции диссипации служит основой для почвенно-мелиоративных прогнозов. Диссипативные, устойчиво неравновесные почвенные структуры отличаются от равновесных тем, что их сохранение требует непрерывного обмена свободной энергией и легкоподвижным веществом с внешним миром. Зная специфику этих обменов на разных стадиях почвообразования, можно разработать рекомендации по охране окружающей среды.

Среди полигональных форм особое место занимают пятиугольники. Так, параллелотопы, образующие мозаику почвенного покрова, не включают в себя пятиугольники. Какова Их роль в формообразовании? Кто из почвоведов встречал пятиугольные ареалы? В геологии они известны (рис. 15, Е, г). И это странно. Ведь пятиугольные блоки земной коры не могут образовать плотной упаковки. Если их приложить один к другому, то между ними останутся промежутки. Правильными пятиугольниками нельзя покрыть плоскость без зазоров, а сферу можно сложить только узором, состоящим из пятиугольников, окруженных шестиугольниками, подобно футбольному мячу.

Пятиугольные формы особенные, но не только в структурном плане. Еще одно обстоятельство привлекает к ним внимание. Дело в том, что ось L₅, описывающая форму пятиугольника, является той самой загадкой, с которой связывают развитие жизни на Земле: Книга А. А. Малахова (1965) так и называется «L₅ – симметрия жизни». В 1940 г. академик А. В. Шубников писал, что среди представителей живой природы чаще всего встречаются формы с пятерной симметрией. В 1962 г. академик Н. В. Белов предположил, что пятерная ось является у мелких организмов своеобразным инструментом борьбы за существование, страховкой против окаменения, первым шагом которой была бы их «поимка» решеткой.

Пятиугольники, видимо, появляются в местах, где симметрия почвенного покрова нарушается вследствие появления асимметричных участков – дислокаций. Последние – очаги нарушения равновесия, ведущие к разрушению сочетаний почвенных форм одного порядка и к возникновению диссипативных почвенных структур другого порядка. Почвенный покров, как и все природные тела, эволюционирует, изменяет организацию и облик узора в течение геологически длительного времени. Это его обязательный признак. С увеличением размеров и уменьшением числа форм почвенная, структура становится симметричнее, приобретая равновесное состояние. Изменение среды, способствующее деградации почв, приводит к дислокациям, к уменьшению размеров ареалов; их упаковка делается плотнее, происходит общая диссимметризация почвенной системы, нарушение ее внутренних связей.

Таким образом, изучение эволюции почвенных элементов и систем с помощью принципов симметрии-диссимметрии в скором времени станет актуальной темой в теории почвообразования.

КЛЕТОЧНАЯ СТРУКТУРА ЗЕМЛИ

И ПОЧВЕННОГО ПОКРОВА

Планигоны суши определяют естественные границы почв и ландшафтов на всех уровнях организации. При этом от уровня к уровню закономерно изменяются размеры ареалов; через определенные геометрические интервалы преобразуется их качество. Об этом писали еще В. И. Вернадский и Б. Л. Личков. Учению об уровнях предшествовала концепция диспропорциональности. Диспропорциональность – важная качественная черта пространства Вселенной, позволяющая выделить в нем разные состояния симметрии. Б. Л. Личков (1960), ссылаясь на В. Н. Хитрово, указывал, что виды состояний геометрического пространства земной коры зависят от размеров слагающих ее объектов: при малых оно имеет одни свойства, при больших – другие. Чем меньше по размеру объект, тем больше у него отношение периметра к площади поверхности, а последней – к объему.

Если от геометрического пространства перейти к пространству материальному, то изменения количественных отношений периметра к поверхности и поверхности к объему обусловят качественные изменения, ибо, как писал Хитрово, «…нет подобия тел вне геометрии» [цит. по: (Личков, 1960, с. 67)]. Эти качества и определяют виды состояний геометрического пространства, или его структурные уровни, иерархию геологических и почвенных тел, рельефа.

Н. Ф. Гончаров с соавторами (1975) выдвинул интересную гипотезу, согласно которой Земля разбита на двадцать треугольников, образующих многогранник – сферический икосаэдр – своеобразный кристалл. Каждый элемент этого «кристалла» имеет свое значение: вершины треугольников – местоположение мировых цивилизаций, крупных месторождений; вдоль одного из ребер в пределах СССР проходит полоса царственных почв – черноземов, а в центрах «европейского» и «сибирского» треугольников расположены обширные биогеохимические аномалии. Эта гипотеза долго не принималась всерьез. Но в последние годы появляются данные, подтверждающие многие ее положения.

Проблема разбиения земной коры трещинами на правильные фигуры в наши дни рассматривается не только в геометрическом, но и в генетическом аспекте.

Важно знать, как они образуются. Одни исследователи считают, что Земля разбита трещинными разломами по направлениям: СЗ – ЮВ, СВ – ЮЗ, 3 – В, Ю – С. Трещины чередуются с интервалом в 30–60°, в среднем в 45°; их сеть образует клеточную структуру, но неподвижную, стационарную. Другие полагают, что эта структура мобильна: блоки земной коры перемещаются со сдвигом по окружности.

Клеточная геологическая структура, или каркас земной коры, передает свой геометрический рисунок почвенному покрову, который может состоять из всех форм параллелогонов и планигонов (рис. 15, Д), а также сочетаться на плоскости всеми пятью способами (см. рис. 2). Формы геологических тел во многом определяют границы почвенных ареалов, их специфику, связанную с особенностью литологического состава горных пород. Но солнечная энергия и гравитация вносят свои коррективы.

Клеточная структура почвенного покрова – явление не случайное. Оно вызвано необходимостью аккумулировать с помощью растений солнечную энергию, преобразовывать ее и передавать от клетки к клетке. Солнце выдает на поверхность почвы определенные кванты энергии. Дальнейшая судьба свободной энергии зависит от способности почвенных структур, эволюционируя, организовать мобильность диссипативных форм. В этом убеждает рис. 16, из которого видно, что почвы теснее связаны с границами тектоно-геологического фундамента, чем с климатическими поясами. Почвенные ареалы крупных территорий, объединяющие несколько сходных типов почв, следуют полигональным и криволинейным геолого-тектоническим телам. Внутри этих тел ареалы образуют упорядоченные однородности иного рода – по типам и подтипам почв, а затем на другом, более низком уровне – мобильные диссипации, родовые и видовые.

Рис. 16. Фрагмент карты почвенных структур Казахстана. Спиральные, кольцевые (а, б), синусоидальные (в) и линейные (г) структуры

Можно предположить, что периодически возобновляемые гармоничные изменения земной коры и почвенного покрова коррелируют не только с прямым притоком энергии Солнца, но и с характером преобразования этой энергии системой почвенно-геологических блоков-клеток. Наши знания о ландшафте будут недостаточными до тех пор, пока мы не выясним, на каком эволюционном уровне упорядоченности структур (юности, зрелости или старости) находятся изучаемые участки земной коры и почвенного покрова.

СИММЕТРИЯ ФОРМ

Многообразие природных форм вызывает необходимость построения их единого алфавита. Е. С. Федоров (1901) установил, что число возможных форм равно 230. Его работы послужили мощным импульсом к изучению конфигураций тел во всех науках. Однако анализ форм вообще, в отрыве от вещественного состава, носит абстрактный характер. Внимание привлекают работы, в которых обнаруживаются связи между формами и веществом. Так, О. М. Калинин получил проективное многообразие, расширяющее группу Федорова до 273, связав это число с изотопным составом химических элементов.

Почвоведы, геологи и географы используют теорию формообразования, основные положения которой базируются на элементах и операциях симметрии. С их помощью строятся полигональные, криволинейные и ветвящиеся формы почвенных тел разных уровней организации. Поэтому поиск связи форм с элементами и операциями симметрии для почвоведения имеет особое значение.

Понятия симметрии можно применять не только к идеально правильным фигурам, но и ко всем объектам природы, которая не создает ничего абсолютно точного. Даже кристаллы на самом деле деформированы, искривлены. «Если присмотреться повнимательнее, то можно заметить, что ни одну разновидность симметрии вокруг нас нельзя считать точной. Идеальная симметрия существует только в нашем воображении» (Узоры симметрии, 1980).

Человеческое зрение отмечает отклонения от идеальной формы, а мысль восстанавливает искаженное до правильной фигуры, поэтому трудно перейти от конкретного полевого описания к абстракции – теоретическому обобщению. Этот переход помогает совершить симметрия, которую «можно обнаружить везде, если знать, как ее искать… стоит лишь нам постичь, что такое симметрия, как мы начинаем обнаруживать ее повсюду» (Узоры симметрии, 1980, с. 13). Действительно, лишь однажды увидев чудесный мир упорядоченных почвенных структур, невозможно отказаться от стремления познать его, найти ему математический аналог.

Н. П. Херасков (1965) различал геологические формации по степени приближения их к идеальным фигурам: к трехмерным – шару, эллипсоиду, октаэдру, конусу, параллелепипеду; к двумерным – окружности, эллипсу, ромбу; к одномерным – прямой, изогнутой линиям [цит. по: (Васильев, 1974)].

И. И. Шафрановский (1968) классифицирует формы рельефа с помощью элементов симметрии: точки, оси, плоскости, относительно которых проводятся движения: вращения, отражения, перестановки, сжатия (см. рис. 15, Г). Так, купол земной коры (а) имеет симметрию конуса L_∞∞P, т. е. включает бесконечное число осей и плоскостей; вал (б) – одну плоскость Р, которая делит форму на две зеркально равные части; сундучное поднятие (в) – поворотную ось второго порядка L₂ и две плоскости Р, что и записывается символами L₂2Р.

Развивая идеи И. И. Шафрановского, мы предлагаем классифицировать почвенные формы с помощью элементов и операций симметрии – вспомогательных геометрических образов, а именно: вращения – образ в виде оси L, вокруг которой поворачивается почвенная фигура, а также в виде инверсионной оси L₂, когда поворот сопровождается сдвигом; зеркального отражения – образ в виде плоскости Р; трансляции, перестановки с места на место – образ в виде оси Т, вдоль которой перемещается фигура; уравновешивания, центровки – образ в виде точки С, расположенной в центре фигуры.

Между элементами: осями, плоскостями, точками – существуют связи, которые позволяют упростить представления теории симметрии. Оказывается, центр С и плоскость Р – это лишь частные случаи инверсионных осей. Так, центр С можно рассматривать как инверсионную ось первого порядка, т. е. L₁₂ = C, а плоскость Р – как ось второго порядка, т. е. L₁₂= Р. Поэтому простые L и инверсионные L₁ оси с порядком от единицы до бесконечности полностью исчерпывают все возможные элементы симметрии конечных почвенных фигур: L₁, L₂, L₃, L₄, L₅,…., L_∞, L₁₁= C, L₁₂= P, L₁₃, L₁₄, L₁₅…., L_1oo.

КРИВОЛИНЕЙНЫЕ ФОРМЫ

Рис. 17. Криволинейные формы земной поверхности и почвенного покрова

а – спирали геологических структур, б – лемнискаты пойм равнинных рек, в – овалы болот, г – пермские отложения, б – арктические почвы

С древних времен округлость приписывали живой природе, а угловатость – мертвой. Согласно Гегелю, формы живого суть модификации волны, или линии красоты, а неживого – полигона с равными углами, где все определяется движением по принципу тождества. Проблема форм остается спорной: овальную или многоугольную конфигурацию имеют тела Вселенной? По Б. Л. Личкову (1960), мягкоконтурность увеличивается от меньшего к большему при переходе пространства из одного состояния в другое. Угловатость велика у метеоритов, меньше у астероидов и ничтожна у планет. Ю. К. Ефремов (1949) считал полигональность рельефа законом, а округлость – его частным случаем. К. А. Салищев (1982) выделяет плавность рисунка горизонталей на равнинах и угловатость в горах.

Почвы – продукт порождения форм живого (биологического) и неживого (геологического), поэтому почвенные фигуру синтезируют и те и другие линии. Биологические волны жизни, разбиваясь о полигоны горных пород, создают самостоятельное природное тело – почвенный покров. В нем сочетаются вновь образованные «линии красоты», отражающие суммирование специфику живого и неживого. Почвоведы удобно разместили свои наблюдательные посты на всех уровнях – от атомов до ландшафтов по демаркационной линии «горные породы – биологические объекты» и вносят существенный вклад в проблему взаимодействия форм.

Криволинейная симметрия впервые описана академиком Д. В. Наливкиным (1951) для случаев, когда прямолинейные элементы симметрии заменяются их криволинейными аналогами – изогнутыми плоскостями и осями.

Разнообразие криволинейных почвенных форм конечно. Среди них находим спирали (рис. 17, а, Ришад, Африка, «Джеминай-4». Цит. по: Аэрометоды…, 1971), лемнискаты пойм равнинных рек (рис. 17, б, Богомолов, 1958), овалы болот (рис. 17, в) и пермских отложений Казахстана (рис. 17, а, Аэрометоды…, 1971), окружности арктических почв (рис. 17, д, Виленский, 1957).

Криволинейные формы имеют размеры от метра (д) до десятков метров (б, в, а) и сотен (а) километров (см. рис. 17). Они часто состоят из полигонов, «свернутых» в спираль, подобную логарифмической. Последняя – единственная кривая, дуги которой всегда тождественны одна другой, т. е. при увеличении размеров они сохраняют свою форму. Спираль – инварианта всех криволинейных фигур почвенного покрова. Она символизирует жизнь. Соответствие почвенных спиралей геометрическим доказывает, что почвенное формообразование подчиняется математическим законам и связано с прямолинейной и криволинейной эволюцией форм почвенного покрова. Спираль имеет постоянное отношение между радиусами, равное 1,618… Это число, называемое «золотым сечением», объединяет на плоскости криволинейное и полигональное в единое целое, свидетельствуя о существовании в природе всеобщей пропорциональности. Последняя проявилась в архитектурной гармонии почвенного покрова (см. рис. 16).

Наука не ограничивается описанием изолированных форм; главное – установить характер их сочетаний. Не так давно обнаружено не известное ранее явление периодической повторяемости сходных форм земной поверхности. На обширных просторах суши одинаковые почвенно-геологические узоры возникают неоднократно через равные расстояния. И. Ньютон говорил: «Природа проста и не роскошествует излишними причинами». Его слова подтвердились аэрокосмическими исследованиями. На земной поверхности по небогатой вариантами программе расставлено ограниченное число форм почвенно-геологических тел.

Каковы же причины образования на Земле тождественных почвенных форм? Почвенная система стремится к равновесию. Ее электрохимический потенциал уравнивается во всех частях. Установив законы электромагнитного взаимодействия природных тел, можно прогнозировать их эволюцию. Эта заманчивая перспектива требует, однако, осмысления причинности формообразования на конкретных примерах. Так, судя по рис. 16, в Казахстане мы имеем не единичное, а парное залегание почвенных тел. Создается впечатление, что, взаимодействуя на расстоянии в десятки и сотни километров, они одновременно в одном месте концентрируют, а в другом рассеивают вещество и энергию: в завитке спирали (а) аккумулируются соли за счет их выноса из спирали (б). На рис. 16, в показана структурная связь озер, взаимодействующих по синусоиде.

Эти взаимосвязанные структуры земной коры и почвенного покрова еще не научились отображать на картах. Поэтому часто остается загадкой, почему хозяйственное воздействие на одну часть территории отрицательно отражается на другой, казалось бы, от нее не зависящей. Несомненно, изучение комплементарных почвенных структур имеет большое практическое значение.

Образование почвенных спиралей можно объяснить с помощью геоатомной модели. Вернадского. Почвенный покров, видимо, устроен таким образом, что не может существовать без пары противоположно заряженных электричеством блоков земной коры – природных индукторов (см. рис. 16, а и б). Между ними устанавливается электромагнитное взаимодействие, способствующее направленному переносу химических элементов. Свойства и мощности создаваемых ими полей на каждой конкретной территории образуют характерный рисунок силовых линий. Эти линии отображаются в формах рельефа и почвенного покрова: они-то и фиксируются картографом.