Естественная, или, как ее называют, нормальная, геологическая эрозия насчитывает почти столько же лет, сколько и вся наша планета. Действие ее можно заметить, разве что прожив пару столетий. А ведь когда-то это была страшнейшая сила. За миллионы миллионов лет эрозии погребли горы в море и рассеяли их осколки по пустынным и безжизненным материкам.
Первоначальная эрозия, однако, была усмирена. Стихия, перед которой оказались бессильными грандиознейшие горные цепи, остановилась перед слабым растением с его ажурно-тонкой архитектурой строения, мягкими, податливыми стеблями и корнями.
Через миллионы лет после этого события на Земле появился человек. Именно он вновь развязал грозную силу эрозии. В отличие от геологической эта эрозия имеет ускоренный характер. Она так и называется ускоренной. И не случайно. Всего за несколько тысячелетий эрозионный процесс покрыл лицо планеты тонкой паутиной морщин.
Конечно, человек этого не хотел. Дело в том, что для возделывания культурных растений ему пришлось перепахать, уничтожить заросли их диких сородичей. После уборки урожая в ожидании нового посева или отдыхая «на пару» земля лежала раскрытой, такой же девственно беззащитной, как миллионы лет назад.
Если бы она была покрыта травой, то капли дождя попадали бы вначале на растения. Живая сила капель при ударе поглощалась бы эластичностью стеблей и листьев, и вода, стекая вдоль стебля, достигала бы земли уже обессиленная.
Когда же пашня ничем не прикрыта, дождевые капли, падая, ударяются о нее, уплотняют верхний слой; он теряет порозность, вода быстро загрязняется мельчайшими частичками, которые, увлекаясь потоками внутрь земли, забивают поровое пространство. Тем самым снижается водопроницаемость почвы: на уплотненной земле образуются лужи, а при наличии хотя бы малейшего уклона появляются ручейки и струйки. Для этого достаточно не только крупных, но и мелких неровностей. Поверхность почвы не обеденный стол, она вся изрезана небольшими повышениями и понижениями: бороздами, валами, комьями, оставшимися после прохода плуга, стеблями растений. Все эти неровности способствуют концентрации атмосферных вод, собирающихся в ручьи и струи.
Самые мелкие струи талой, дождевой и ливневой воды, размывая поверхность поля, создают заметные лишь при внимательном рассмотрении струйчатые промоинки — ложбинки. В результате ежегодной перепашки они сглаживаются, однако вновь и вновь появляются на новых местах при следующем снеготаянии, дожде, ливне. Несмотря на свою микроскопичность, эти струйки все же смывают с поверхности и уносят под уклон наиболее мелкие почвенные частицы. Вместе с тем растворяются и вымываются элементы питания растений.
Описываемый процесс получил название плоскостной эрозии. Происходит он, как мы видим, даже при строгой горизонтальности поля и отчетливо выражен при уклоне порядка одного-двух градусов. При больших уклонах и на длинных склонах образовавшиеся струйки имеют возможность объединить свои усилия, слившись в более крупные ручейки. Они уже создают крупные размывы — рытвины, водороины глубиной до 5, 10, 20 и более сантиметров. Рытвина глубиной в 5 сантиметров может быть легко сглажена при очередной перепашке поля. А свыше 20 сантиметров доставляет плугу уже существенные затруднения, здесь приходится пускать в ход экскаватор.
Если промоину уже невозможно сгладить обычной обработкой почвы, значит, беда зашла далеко и надо думать о мерах, которые рекомендуются для борьбы с овражной эрозией.
Эта фаза обычно является логическим следствием и продолжением первой. Но в некоторых случаях эрозия начинается сразу с овражной. К этому приводит, например, наличие грунтовых, не защищенных кюветами дорог на склонах, неправильное проведение лесных полос, собирающих мощные потоки дождевых и талых вод.
Вначале, пока глубина промоины не более 50 сантиметров, борьба с ней проста. Для этого напахивают на нее с двух сторон почву дорожными машинами или вручную, засевают многолетними травами, чтобы потоки воды текли бы по защищенной поверхности, не производя дальнейшего размыва.
Следующая фаза развития оврага начинается с момента образования обрыва, для чего достаточно в русле потока обвалиться нескольким крупным кускам грунта. Первый же такой оползень приводит к нависанию вершины оврага и появлению водопадов. Последние углубляют обрыв, нависшая вершина его теряет устойчивость и вновь обваливается, развивая оползень. Склоны оврага становятся крутыми, глубина достигает 12–15, иногда 25–30 метров.
Борьба с оврагом в такой стадии развития оказывается делом крайне дорогим и хлопотливым. Его не запашешь плугом, сколько ни паши. Поэтому прежде всего стараются укрепить его вершину, устранить возможность дальнейшего роста. Для этого место, где вода падает с обрыва, цементируется, забирается в специальный бетонный или кирпичный лоток. Если же падающая вода продолжает подмывать обрыв снизу, то прибегают к еще более дорогостоящему укреплению дна оврага, а также облесению. Все эти меры дают положительные результаты лишь при условии планомерного и постоянного их проведения при достаточно высоких затратах.
В следующей стадии развития овраг вырабатывает так называемый профиль равновесия. Постепенно углубляясь, он достигает наконец уровня «местной базы эрозии», то есть уровня реки, дна балки, в которую впадает овраг. В связи с этим скорость потока, бегущего по его дну, уменьшается, сокращается подмывание нависшего обрыва, он постепенно сглаживается, приобретая форму пологой кривой. Овраг существенно расширяется в поперечнике, но ведет себя более спокойно. Осыпи происходят менее часто, и на них даже появляются первые растения — пионеры, способные «выдержать жизнь» на перемещающейся почве, к тому же периодически засыпаемой сверху новыми порциями обвалов. Борьба с оврагами на этой стадии менее трудоемка.
Наконец происходит затухание оврага: он превращается в широкую балку с пологими склонами, обвалы которых происходят все реже и реже. Вездесущие растения заселяют склоны, и эрозия затухает. Бороться с оврагом на этой стадии не нужно. Можно даже приступать к его сельскохозяйственному освоению.
Овраги — это просто количественное, зримое уменьшение пахотной земли. Но этим дело не исчерпывается. Водная эрозия ворует у нас гораздо больше.
Эрозионная сила движущейся воды пропорциональна пятой степени скорости ее движения; размеры же частиц почвы, которые могут переноситься струями воды, пропорциональны уже шестой степени!
Таким образом, самый слабый ручеек, едва струящийся между комьями пашни, уносит частицы земли. Внешний вид почвы при этом почти не изменяется. Нарушается лишь незаметная глазу структура: дождевая или талая вода, падая на обнаженную поверхность, захватывает в раствор мелкие коллоидные частицы. Из почвы при этом выпадают связующие ее элементы, агрегаты теряют прочность, вымытые из них гумусные склеивающие частицы уносятся потоком, а на месте остаются одни крупные фракции: нерастворимые частицы больших размеров, образующие пористую среду, не способную сохранять ни влагу, ни коллоиды, ни минеральные соли. Следствием этого является обеднение земли элементами пищи растений, снижение урожайности. Ежегодно водные потоки, струящиеся по поверхности не защищенной пологом растительности почвы, уносят несколько миллиметров пахотного горизонта.
Но и это еще не все. Существуют и некоторые другие вредные побочные явления, связанные с водной эрозией и другими нарушениями водного режима земли.
Воды! Воды!
Каждый год весной из вашего водопровода течет грязная вода: специальные сооружения не успевают очищать мутную воду паводков (вспомним: если скорость воды увеличится вдвое, то размеры переносимых ею частиц в 26, то есть в 64 раза!). Весной эрозионная деятельность воды особенно активна: водные потоки несут с собой огромное количество земли, смытой с пахотных площадей. Особенно «безобразно» ведут себя горные реки, вода которых цвета «кофе с молоком» увлекает с собой деревья и обломки горных пород. В низовьях скорость течения падает, и увлекаемый ил оседает. В некоторых случаях, как мы уже говорили, это совсем неплохо для человека: когда-то именно процесс заиления позволил ему воздвигнуть пирамиды. Однако в большинстве случаев этот процесс приводит к заносам судоходных плесов, портов, плотин, выходу из строя энергетических установок и прекращению судоходства. Многие долины полностью заполняются наносами, и реки начинают пробивать себе новый путь, иногда через места густозаселенные. Так, в 1850 году Хуанхэ неожиданно переместила свое устье на 350–400 километров к северу, избрав для впадения в море залив Бохайвань. Каприз реки обошелся дорого: тысячи людей погибли, десятки тысяч остались без крова и пищи. В свое время наводнения подобного рода опустошили многочисленные провинции в Соединенных Штатах, Индонезии, Франции. Заиление приводит в ряде случаев к полному выводу из строя гидроэлектрических установок, к прекращению орошения обширных сельскохозяйственных территорий и перебоям в снабжении водой промышленности и городского населения.
