Главная
Благодаря способности торфа консервировать органические остатки, включая даже мягкие ткани животных и человека, которые не сохраняются длительное время в минеральных почвах, появился новый источник знаний о древней истории — торфяниковые памятники.
В торфяниковых памятниках встречаются различные объекты, имеющие органическую природу
- выполненные из древесины остатки жилищ, орудий труда, предметов быта, предметов искусства и культового значения,
- выполненные из кожи и шкур животных остатки одежды, обуви, плетеных веревок, креплений, полотен хозяйственного назначения,
- выполненные из рога и кости остатки орудий труда и охоты, предметов быта, предметов искусства и культового значения,
- остатки древней растительности,
- останки древних животных,
- мумифицированные останки людей (так называемые болотные люди).
Процесс торфообразования
Образование торфяниковых памятников — длительный процесс, связанный с заболачиванием водоемов (главным образом озер) и низменностей. К этому типу понижений относятся долины рек и лощины. В нижних слоях торфяников может присутствовать пресноводный ил — сапропель.
Простейшая схема заторфовывания местности выглядит следующим образом:
- Начальная стадия. Заболачивание суши или зарастание водоема, поступает достаточное количество грунтовых вод, формируются низинные болота с богатой растительностью.
- Вторая стадия. Происходит нарастание торфа, снижается грунтово-водное питание. Образуется болото переходного типа. Первый признак таких болот — появление сфагновых мхов.
- Третья стадия. Образование верхового болота. Водопитание здесь осуществляется за счёт атмосферных осадков. Эдификаторы болот — сфагновые мхи. Они могут быть с редким древесным ярусом.
Иногда развитие торфяника идёт по другому сценарию. Тогда болото будет состоять преимущественно из переходного, или даже из верхового типа торфов.
По мере накопления торфа образуются торфяные залежи, которые могут иметь прослойки. Развитая торфяная залежь представляет собой органогенное горное образование мощностью 6-8 метров, в отдельных случаях — 10 метров. Современные торфяные залежи представляют собой молодые поверхностные образования, возрастом около 12 тысяч лет.
Консервационные свойства торфяников
Торфяник отличается рядом факторов, способствующих сохранности органических материалов:
- обилие влаги со слабой проточностью замедляет испарение влаги из органики;
- низкая теплопроводность торфа дольше сохраняет низкие температуры;
- бедность торфа минеральными питательными веществами, затрудняющая деятельность растений;
- наличие в ряде слоев антисептических веществ, затрудняющее деятельность разлагающих микроорганизмов;
- наличие в глубинных слоях токсичных веществ, затрудняющее деятельность разлагающих микроорганизмов;
- отсутствие доступа кислорода на глубине свыше 15 сантиметров, затрудняющее деятельность разлагающих микроорганизмов.
Обилие влаги в торфяниках, лишенных доступа грунтовых вод, обусловлено их высокими абсорбентными свойствами и низкой водопроводимостью.
Влажность торфов составляет 90-95 %, несмотря на некоторые колебания, значения которых могут снижаться до 45 %. В торфах различных видов вода в течение 40 суток поднимается не более чем на 15 сантиметров, в то время как в минеральных почвах — более чем на полметра.
Сфагновые мхи имеют капиллярную структуру (гиалиновые клетки) с хорошими абсорбирующими свойствами. Слаборазложившиеся сфагновые торфы способны поглощать до 1700 % влаги от сухой массы, а сильноразложившиеся — до 500—100 %.
Сфагнум обладает высокой гигроскопичностью, стерилизованный, он действует в три раза интенсивнее гигроскопической ваты. Благодаря этому сфагновый торф способен поглощать даже водяные пары.
Недостаток кислорода в торфяниках связан с обилием влаги и её слабым передвижением. По мере накопления воды в торфе вода вытесняет и замещает воздух; иногда при уменьшении уровня воды в торфе образуются безвоздушные полости. Это значительно затрудняет деятельность разлагающих микроорганизмов: актиномицетов, плесневых и дрожжевых грибов, которые относятся к аэробам. Кислород сохраняется лишь в поверхностных слоях, где содержание его незначительно (12 мг/м3). Доступ кислорода к верхним слоям торфа увеличивается в редкие периоды его пересыхания, мощность такого слоя составляет от 0,15 до 1 метра, и уменьшается с течением времени. Отсутствие кислорода препятствует не только разложению органики, но и другим окислительным процессам (образованию ржавчины, патины и т. д.)
Активность аэробных разлагающих микроорганизмов обусловлена также климатическими особенностями. В более сухие периоды жизнедеятельность их становится интенсивнее, они размножаются быстрее, вследствие этого откладываются торфа более высокой степени разложения. Во влажном бореале активность аэробных микроорганизмов была понижена.
Низкие температуры на болотах связаны с моховой растительностью, обладающей плохой теплопроводностью, температура в корневом слое растений всегда ниже на 3-4 градуса. Низкая теплопроводность торфяников ведет к образованию на них ночных заморозков, температура нижних переохлажденных слоев и верхних нагретых — не выравнивается. Весной торф оттаивает медленно, раннее наступление и позднее прекращение заморозков приводит к тому, что существовать на болоте могут только растения с непродолжительными фазами развития, такие как сфагнум.
Наличие в сфагнуме фенолов, которые подавляют деятельность микроорганизмов, ведет к замедлению разложения органики на торфяниках. Антисептическая способность сфагнов такова, что они используются в медицине как перевязочный материал при гнойных ранах.
В целом, процессы разложения в сфагновых торфяниках, несмотря на значительное замедление, не прекращаются даже в глубоких слоях залежи (до 6 м), близких к вечной мерзлоте. Выделение метана из нижних слоев и образование сероводорода свидетельствует о медленных процессах вторичного разложения без участия кислорода. В данном случае деятельность микроорганизмов гораздо менее активна и протекает за счет продуктов раннего разложения органических остатков другими микроорганизмами.