การกำเนิดดินและการผุพัง

การกำเนิดดินคือการก่อตัวของดินจากวัตถุต้นกำเนิด โดยเริ่มต้นจากการผุพังทางกายภาพและเคมีของหิน และดำเนินต่อไปผ่านการเพิ่ม การสูญเสีย การเคลื่อนย้าย และการเปลี่ยนแปลงที่สร้างโครงสร้างหน้าตัดดิน

Definition

การกำเนิดดินคือชุดของกระบวนการผุพังและการก่อตัวของดิน ซึ่งวัตถุต้นกำเนิดถูกเปลี่ยนให้เป็นดินที่มีความแตกต่างกัน โดยได้รับแรงขับเคลื่อนจากการเพิ่ม การสูญเสีย การเคลื่อนย้าย และการเปลี่ยนแปลงของพลังงานและสสาร

Scope

หัวข้อนี้ครอบคลุมถึงการผุพังทางกายภาพและเคมีของแร่ธาตุและหิน กระบวนการกำเนิดดินหลักสี่ประการ บทบาทของสภาพภูมิอากาศ สิ่งมีชีวิต ลักษณะภูมิประเทศ วัตถุต้นกำเนิด และเวลาในการก่อร่างสร้างดิน และการพัฒนาของดินในช่วงเวลาทางธรณีวิทยาและช่วงเวลาของมนุษย์ สิ่งนี้เป็นรากฐานสำหรับการทำความเข้าใจว่าทำไมดินจึงแตกต่างกันและดินมีชั้นดินได้อย่างไร

Core questions

• การผุพังทางกายภาพและเคมีสลายและเปลี่ยนแปลงวัตถุต้นกำเนิดได้อย่างไร?
• กระบวนการหลักของการเพิ่ม การสูญเสีย การเคลื่อนย้าย และการเปลี่ยนแปลงคืออะไร?
• ปัจจัยสถานะทั้งห้าควบคุมทิศทางและอัตราการก่อตัวของดินได้อย่างไร?
• ใช้เวลานานเท่าใดในการก่อตัวของดิน และสิ่งนี้แตกต่างกันไปตามสภาพแวดล้อมอย่างไร?

Key concepts

• การผุพังทางกายภาพและเคมี
• วัตถุต้นกำเนิด
• ปัจจัยสถานะ (clorpt)
• การเพิ่ม การสูญเสีย การเคลื่อนย้าย การเปลี่ยนแปลง
• การชะล้างและการเคลื่อนย้ายลง
• อัตราการก่อตัวของดิน

Key theories

แบบจำลองปัจจัยสถานะ (clorpt)

Jenny แย้งว่าคุณสมบัติของดินเป็นฟังก์ชันของสภาพภูมิอากาศ สิ่งมีชีวิต ลักษณะภูมิประเทศ วัตถุต้นกำเนิด และเวลา ซึ่งช่วยให้สามารถศึกษาผลกระทบของแต่ละปัจจัยได้โดยการคงปัจจัยอื่น ๆ ให้คงที่

กระบวนการกำเนิดดินหลัก

การพัฒนาของดินดำเนินไปผ่านการเพิ่มวัสดุเข้าสู่ดิน การสูญเสียโดยการชะล้างและการกัดเซาะ การเคลื่อนย้ายวัสดุภายในหน้าตัดดิน และการเปลี่ยนแปลงของแร่ธาตุและอินทรียวัตถุ ซึ่งทั้งหมดนี้ทำให้เกิดความแตกต่างของชั้นดิน

Mechanisms

การผุพังทางกายภาพทำให้หินแตกเป็นชิ้นเล็กชิ้นน้อยผ่านการแข็งตัว-ละลาย การขยายตัวจากความร้อน และการเสียดสี ซึ่งเป็นการเพิ่มพื้นที่ผิว จากนั้นการผุพังทางเคมีจะเปลี่ยนแปลงแร่ธาตุโดยการไฮโดรไลซิส การออกซิเดชัน การละลาย และการให้น้ำ ซึ่งจะปล่อยไอออนและก่อตัวเป็นดินเหนียวทุติยภูมิและออกไซด์ วัสดุที่เกิดขึ้นจะถูกเพิ่มเข้าไป ถูกกำจัดออกไป ถูกเคลื่อนย้ายภายใน และถูกเปลี่ยนแปลงทางเคมีในหน้าตัดดินที่กำลังพัฒนา สภาพภูมิอากาศกำหนดความเข้มของการผุพังและการชะล้าง สิ่งมีชีวิตเพิ่มและหมุนเวียนอินทรียวัตถุ ลักษณะภูมิประเทศควบคุมการระบายน้ำและการกัดเซาะ วัตถุต้นกำเนิดเป็นแหล่งเริ่มต้นของแร่ธาตุ และเวลาจะรวมผลกระทบเหล่านี้เข้าด้วยกัน

Clinical relevance

การผุพังและการกำเนิดดินเป็นตัวกำหนดความลึก เนื้อสัมผัส แหล่งสำรองธาตุอาหาร และการระบายน้ำของดิน ซึ่งจะส่งผลต่อผลิตภาพทางการเกษตร ความเหมาะสมสำหรับการก่อสร้าง และความเปราะบางต่อการเสื่อมโทรม การทำความเข้าใจกระบวนการเหล่านี้เป็นสิ่งสำคัญสำหรับการคาดการณ์ว่าดินจะตอบสนองต่อการใช้ที่ดินและการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศอย่างไร

History

การตระหนักว่าสภาพภูมิอากาศและสิ่งมีชีวิต ไม่ใช่แค่ชนิดของหินเท่านั้น ที่เป็นตัวกำหนดรูปร่างของดิน มีมาตั้งแต่การศึกษาดินของรัสเซียโดย Dokuchaev ในศตวรรษที่ 19 การกำหนดเชิงปริมาณของปัจจัยสถานะโดย Jenny ในปี 1941 ได้เปลี่ยนการกำเนิดดินให้เป็นวิทยาศาสตร์ที่สามารถคาดการณ์ได้ และงานวิจัยในภายหลังได้ปรับปรุงกระบวนการหลักและแร่ธาตุของการผุพังให้ดียิ่งขึ้น

Key figures

• Vasily Dokuchaev
• Hans Jenny
• Nyle C. Brady
• Ray R. Weil

Seminal works

• jenny1941
• brady2016

Frequently asked questions

ใช้เวลานานเท่าใดในการก่อตัวของดิน?

แตกต่างกันอย่างมากตามสภาพภูมิอากาศ วัตถุต้นกำเนิด และกิจกรรมทางชีวภาพ: ดินบาง ๆ สามารถพัฒนาได้ภายในหลายสิบถึงหลายร้อยปีบนวัสดุที่อ่อนนุ่มและผุพังได้ง่ายในสภาพภูมิอากาศที่อบอุ่นและชื้น ในขณะที่ดินที่สมบูรณ์หนาหนึ่งเมตรบนหินแข็งในสภาพแวดล้อมที่หนาวเย็นหรือแห้งอาจใช้เวลาหลายพันปี

ความแตกต่างระหว่างการผุพังและการกัดเซาะคืออะไร?

การผุพังคือการสลายตัวและการเปลี่ยนแปลงทางเคมีของหินและแร่ธาตุที่อยู่กับที่ซึ่งสร้างวัสดุดิน ในขณะที่การกัดเซาะคือการเคลื่อนย้ายทางกายภาพและการขนส่งวัสดุนั้นโดยน้ำ ลม หรือแรงโน้มถ่วง การผุพังสร้างดิน การกัดเซาะสามารถพัดพาออกไปได้