Der Schmutz. Gülle. Die Erde ist. Wir haben viele Synonyme für diesen Stoff, aber, Hand aufs Herz, können wir sagen, dass wir fast nicht über ihn denken. Ja, und denken, es gibt nichts. Aber ohne Boden Leben, vielleicht gar nicht mehr gedeihen weit Weg vom Wasser. Ohne Boden werden wir auf jeden Fall tot sein würde. Der Boden ist von entscheidender Bedeutung für nahezu jeden Aspekt des Lebens auf der Erde, von der Speicherung und Filterung von Wasser, bis der Regulierung des Klimas, überschwemmungen zu verhindern, Kreislauf der Nährstoffe und der Zersetzung. Schmutz unter den Füßen ist eine außergewöhnliche Quelle der biologischen Vielfalt: nach einigen Schätzungen, etwa ein Viertel aller Arten Leben in der Erde. Und wir haben noch nicht geöffnet haben alle Ihre Schätze: im Januar 2015 die Wissenschaftler erklärten, dass die erste neue Antibiotikum in den letzten 30 Jahren entdeckt wurde, in der Boden-Bakterien.
«Die biologische Vielfalt des Bodens bleibt weitgehend unbemerkt, aber von entscheidender Bedeutung für die Gesundheit der Menschen», sagen die Тандра Fraser und Diana Wall der Global Soil Biodiversity Initiative.
Die UNO bezeichnete das Jahr 2015 das Jahr der Böden, und am 5. Dezember war der Welttag des Bodens. Wenn irgendwann die Zeit kommt Hommage an diese unterbewertete Substanz, dann ist es Zeit jetzt. Woher kommt der Boden und warum spielt Sie von grundlegender Bedeutung für das Leben auf der Erde?
Meteoriten Murchison: kohlenstoffhaltiges хондрит
Während der Geburt des Sonnensystems, wie entstand unser Planet, Bausteine Boden versteckt in der pechschwarzen Dunkelheit des Weltraums. Davon Zeugen die Meteoriten, bekannt als Carbon хондриты, die erst im Morgengrauen des Sonnensystems und die Reich an Ton-Mineralien, aus denen der Bestand der früheste Boden auf unserem Planeten.
Nach der Bildung der Erde, etwa 4,6 Milliarden Jahren, diese reichen Ton primitiven Boden waren sind auf unsere Jungen Planeten. Aber die Bedingungen waren hart: häufige und massive fallenden Meteoriten geschmolzen und pulverisiert große Mengen dieser ersten vorkommen sehr bald nach Ihrer Bildung.
«Es gibt eine Diskussion darüber, könnte die ganze Oberfläche der Erde sein geschmolzenen», erklärt Gregory Реталлак, Experte für alte Böden von der University of Oregon in Eugene, USA. Er unterstützt die Theorie, dass nicht mehr als die Hälfte der Erde war расплавлено gleichzeitig.
Etwa 3,8 Milliarden Jahren die Bedingungen auf der Erde begann sich zu stabilisieren. Die ständige метеоритная die Bombardierung, die hat den Planeten in die Hölle, zu diesem Zeitpunkt begann der Niedergang, so dass sich flüssiges Wasser mit der Bildung von Seen und Meere. Dies ist ein wichtiger Moment in der Geschichte der Erde. Flüssiges Wasser выветрила das Feste gestein der Erde, indem Sie Mineralien und bildeten mehr konstant Boden.
Das erste Leben auf der Erde entstand, wahrscheinlich ein wenig später, etwa 3,5 Milliarden Jahren; darüber sagen die frühesten Zeugnisse, die wir fanden, in den Fossilien, die sich auf den felsigen ufern und erinnern an die mikrobielle Matten — Stromatolithen — die immer noch auf der Erde.
Fast von Anfang an die Existenz von Leben, der Boden begann zu Unterziehen Einfluss — und auch zu beeinflussen. Zum Beispiel die ersten mikrobielle Matten Bestand aus der photosynthetischen Organismen, die produzieren riesige Mengen an organischen Substanzen, die mit der Energie der Sonne. Diese organische Materie allmählich wurde an der Küste, wo vermischte sich mit den Mineralien, высвобожденными aus dem Felsen unter der Wirkung der Erosion, wodurch vielleicht die erste wahre Boden.
Moderne Stromatolithen in Australien
Aber es war nicht der Boden, an die wir gewöhnt sind. Der Boden mit Mühe behielt das Wasser und die Nährstoffe, die das Leben unterstützen. Die Kapazität des Bodens hängt von den Poren, die sich zwischen den Kügelchen; einfache Struktur ersten Boden bedeutete, dass das schnell осушалась, während der вымывались Nährstoffe. Aufgrund dieser Erde blieb unwirtlichen Lebensraum, und das Leben war begrenzt Küste, wo das Wasser mehr zugänglich war.
Keiner der Körper hatte keine VORRICHTUNGEN, die ihm erlauben würden, Weg von der Küste und vollständig zu kolonisieren minderwertige Erde. Der Schlüssel zur Besiedlung der Flächen war die Zusammenarbeit — genauer gesagt, die Entstehung von flechten zwischen 700 und 550 Millionen Jahren.
Flechten sehr merkwürdige Organismen. Ihre Gewebe gebildet мутуалистическими Beziehungen zu Algen und Pilzen, und manchmal auch Bakterien — diese Organismen sind drei verschiedene Reiches Leben. Flechten sind äußerst robust und perfekt passen sich, Dank dieser einzigartigen Symbiose.
Algen können фотосинтезировать, die Bereitstellung von flechten Energie, und der Pilz sammelt das Wasser, die Rettung der flechten vor dem Austrocknen. Die Pilze haben lange, dünne Fäden, die perfekt sammeln das Wasser aus der Umwelt, sondern können auch entsorgen Sie das Wasser während der Atmung. Was ist wichtiger, die flechten, die photosynthetischen Bakterien — Cyanobacteria — sind in der Lage, ziehen aus der Umwelt Stickstoff, die sich nach Ihrem Tod, удобряя den Boden.
Gemeinsam, diese verschiedenen Organismen kombinieren Sie Ihre Fähigkeiten, um zu kolonisieren düsteren leblosen Boden, покрывавшие Kontinente eine halbe Milliarde Jahre zurück. Auch heute flechten gehören zu den leicht адаптирующихся Organismen auf der Erde.
Flechten sehr resistenten Organismen
«Die flechten besiedeln können Nackte Felsen, sagt Paul Falkowski von der Rutgers University in New Jersey, USA. — Sie produzieren auch organische Säuren, die die Verwitterung der Gesteine».
Dies bedeutet, dass die flechten nicht nur voran, zu den ersten Boden auf der Erde — Sie sind auch gewechselt. Die Beschleunigung der Verwitterung der Gesteine, flechten Gaben noch mehr Nährstoffe in den Boden, so dass es fruchtbar ist, und legten den Weg für andere Lebensformen. «Die flechten gespielt von entscheidender Bedeutung in der Besiedlung der Pflanzen der Erde», sagt Falkowski.
Die zweite Welle der Kolonisation begann 440 Millionen Jahren — sehr bald die ersten Landpflanzen begonnen, ändern Sie den Boden um sich herum. «Sie haben mehr ausgeprägte Struktur des Bodens, erklärt Реталлак, — und dazu beigetragen, die die Freisetzung der Nährstoffe Phosphor und Kalium im Boden. Dieser Prozess beschmutzte, wie das Land und das Meer».
Der Schlüssel zum удобряющей Kraft der Pflanzen wurden die Pilze in deren root-System. Diese «Mykorrhiza», erschienen 500 Millionen Jahren, noch bevor die Wurzeln der Pflanzen entstanden.
Wie die Pilze in лишайниках, микориза erhielt die Energie, die durch die Zusammenarbeit mit den Pflanzen. Und wieder, wie mit flechten, profitieren erhielten beide Seiten: микориза trat Faden, erweitert die Abdeckung der Pflanzen und macht ihn stabiler, so dass ihm die Möglichkeit, Stickstoff und andere Nährstoffe aus dem Boden.
Die Fäden der Mykorrhiza auch зарывались in der Rasse, die Freigabe der Nährstoffe Phosphor, Kalzium und Eisen, einen Beitrag zum Wachstum des Volumens der Erde.
Der Boden ist wichtig für viele Arten von Leben
Wissenschaftler glauben, dass diese мутуалистические Beziehung hatten, die von entscheidender Bedeutung für die Evolution der Landpflanzen und diese Hypothese gestärkt 15 Jahren mit dem öffnen der 460-миллионолетней fossile Mykorrhiza.
«Diese Win-Win-Beziehung wir die Pflanzen besiedeln die Erde, bevor Sie erschienen sind die Wurzeln, und vor der Bildung von bekannten, die uns heute des Bodens, erklärt Katie field von der Universität Leeds in Großbritannien. — Im Laufe der Zeit die Pflanzen entwickelt haben, um sich mehr strukturell Komplex, entwickelt ein umfangreiches System der Blutgefäße, Blätter und Wurzeln». Dies brachte noch mehr der organischen Substanz im Boden und half, zu stabilisieren, die von der Erosion.
Heute мутуалистические Beziehungen wie beispielsweise bilden die Grundlage der globalen Kreislauf der Nährstoffe, ohne die wären wir verhungert. Mehr als 80% der heutigen Pflanzen bilden in Form von Mykorrhiza mit нитчатыми Pilzen, und Sie spielen eine wichtige Rolle bei der Freisetzung von Stickstoff im Boden.
Микориза bildet eine riesige Netze, die stabilisieren die Struktur des Bodens und der Pflanzen ermöglichen gemeldet — so ein «Internet der Erde».
Die Wurzeln der Pflanzen — Haus für Pilze
Solange die Pflanzen allmählich besiedelt die Erde gebracht und große Mengen an organischer Substanz in den Boden, seine Fähigkeit, zu speichern Wasser stieg. Die Speicherung und Filterung von Wasser auch heute noch eine der wichtigsten Rollen des Bodens: wir sind abhängig von Ihr, indem Sie Trinkwasser und sich oroschaja Ihre Jagdgründe. Möglichkeit der Speicherung von Wasser am Boden ist auch wichtig, um das Risiko von überschwemmungen und bietet ein wichtiger Puffer gegen die Dürre.
Das Wasser im Boden hat zwei Namen. Unter ein bestimmtes Niveau, wo der Boden gesättigt ist, es heißt Bodenwasser; oben, wo das Wasser weniger, es wird erwähnt, wie die Feuchtigkeit des Bodens.
Das Grundwasser sind 20% der weltweiten süßwasservorräte, obwohl in der Regel Ausdruck ist weniger als 1% des gesamten Wassers auf der Erde. Es ist ein wichtiges Reservoir für unser Trinkwasser und Bewässerung-Systeme.
Es gibt in der Evolution des modernen Böden Letzte Kapitel. Irgendwo zwischen 490 und 430 Millionen Jahren die Tiere zum ersten mal aus der Ozeane und begann zu kolonisieren immer mehr Blühende Land. Irgendwo 420 Millionen Jahren blühte terrestrischen Wirbellosen — und Boden als Folge verändert.
Diese ersten Bewohner der Erde waren Pflanzenfresser, absorbierten die Matten Algen und flechten, die es auf der Erde, und wieder Nährstoffe in den Boden. Sie fingen auch an zu Graben und zu besiedeln den Boden, füllen Sie die tote organische Materie und sorgfältig mischen mit Ton und anderen Mineralien, выветренными aus Steinen. Ihre Handlungen haben den Boden noch mehr hervorragende Struktur und wir Pflanzen in der weiteren Entwicklung Weg vom Wasser.
Die Vielfalt der Lebewesen im Boden wuchs schnell. Neue Wirbellose, Tausendfüßler, ногохвостки, Zecken und die ersten Vorfahren der Spinnen. Etwa 360 Millionen Jahren der Boden war bereits zum größten Teil die gleichen wie heute, und schon damals war es möglich, eine vollständige Liste der Sorten Boden unter den Füßen — einschließlich Sumpf und Wald-Boden.
«Auf der Erde erschienen alle wichtigen Sorten des Bodens mit Ausnahme des Bodens Weiden, erklärt Реталлак. — Wiesen gab es nur 65 Millionen Jahren, nach dem verschwinden der Dinosaurier».
Die Geschichte des Bodens gebildet wurde physikalischen Faktoren und der lebenden Organismen, die in den Prozess der dynamischen Bildung der Kette die Interaktion der Ereignisse, die in den Anfängen der geologischen Zeit, die vor Milliarden von Jahren. Die Geschichte des Bodens weiter zu entfalten, als Folge unserer Handlungen in den letzten paar Jahrhunderten.
Bis in die 1960er Jahre-Zyklus Stickstoff auf der ganzen Welt war in etwa ausgeglichen. Seitdem ist die Verwendung von Stickstoff-Dünger wuchs um 800%. Zu viele Nährstoffe kann schlimmer sein als nichts, überschüssigen Stickstoff ausgewaschen, in die Flüsse und Bäche, wo führt zur Blüte Algen, die Freisetzung von Lachgas, des gefährlichen Treibhausgases und erzeugt eine Gefahr für die Gesundheit des Menschen.
Diese änderung ist der größte in der Stickstoff-Zyklus für 2,5 Milliarden Jahren, und es kann schwerwiegende Folgen für unsere Lebensmittel und Klima. (Mehr über die Veränderungen des Klimas können Sie hier Lesen).
Verletzung wichtiger Nährstoff-Zyklen im Boden verursachen besonderes Anliegen, da die Erde-System hat die Tendenz langsam auf Veränderungen zu reagieren — Schäden, die verursachen, die Menschen heute möglicherweise müssen korrigieren Dutzenden oder Hunderten von Jahren.
Der Boden kann auch eine direkte Quelle von Treibhausgasen. Fangen die organische Materie, der Boden ist eine der größten Sammlungen von Kohlenstoff, die verhindern, dass ihm ein Kohlendioxid in der Atmosphäre. Aber wenn verbrennen Torfmoore, Kohlenstoff findet seinen Weg zurück in die Atmosphäre.
Moderne Methoden der Landwirtschaft sind auch schädlich für die Mykorrhiza, Sie reduzieren die Fähigkeit, unseren Kulturen erhalten lebenswichtige Nährstoffe und verschlechtern die Struktur des Bodens in diesem Prozess.
Im Grunde genommen, unsere Landwirtschaft wickelt Umgekehrt Milliarden von Jahren der Evolution des Bodens und macht unser Boden anfällig für Erosion. In der Tat, die Hälfte der oberen Schicht des Bodens der Welt, die aktive und ein wichtiger Teil des Bodens, verloren in den letzten 150 Jahren.
Die zerstörte Boden hält weniger Wasser und Nährstoffe, auf die es schwieriger anzubauen, die Erde wird anfällig für überschwemmungen und Dürre. Niederschläge aus dem Boden müssen auch irgendwo hin, so dass die Erosion des Bodens verschmutzen unsere Flüsse und Bäche, durch das töten von Organismen, die in Ihnen Leben.
Und dieses Problem nur verschärft. Die Intensivierung der landwirtschaftlichen Prozesse zerstört Boden auf der ganzen Welt, und wenn die Weltbevölkerung voraussichtlich auf über 9 Milliarden im Jahr 2050, die Sicherheit der Zukunft unserer Lebensmittel wird fraglich.
Die gute Nachricht ist, dass, wenn wir beginnen, kümmern sich um Böden der Welt bereits heute, unter anderem können wir nutzen Ihre Fähigkeit, zu sammeln Kohlenstoff, das hilft uns im Kampf gegen die Folgen des Klimawandels.
Vielleicht haben wir selten darüber nachdenken, aber der Boden schweigend unterstützt unsere Existenz. Schützt den Boden wie ein wichtiger Teil der weltweiten ökosysteme heute, werden wir in vollem Vertrauen, dass Sie weiterhin uns mit klarem Wasser, leckeres Essen und freundliche Klima in der Fernen Zukunft.