В низинных болотах разложение остатков обычно интенсивнее. Слои торфа образуются на небольшой глубине и доступны воздействию кислорода. Каждый сезон нарастает растительная масса, затем происходит отмирание, неполное разложение и накопление ее остатков. Новые слои давят на предыдущие, заставляя их опускаться все глубже. Залежь уплотняется, постепенно увеличиваясь в толщину. Далее опять, только что полуразложившиеся остатки растений покрываются новым зеленым ковром, который в свое время тоже отмирает и бывает погребен под слоем свежих растений... Так продолжается сотни, тысячи лет.
На V Международном конгрессе, проходившем в Познани в 1976 г., было предложено делить процесс торфообразования на две фазы — биохимическую и диагенетическую. Само название «биохимическая фаза» свидетельствует об участии в преобразовании отмерших растений каких-либо живых существ. В данном случае речь идет о микроорганизмах как аэробных, так и анаэробных. Первые, как уже сказано, действуют активнее. В результате их деятельности получается рыхлая волокнистая масса желтого цвета, насыщенная гуминовыми кислотами. При действии анаэробных микроорганизмов торф постепенно становится более однородным, состоящим из измельченных частиц. На этом заканчивается биохимическая фаза.
Сущность диагенетической фазы в физическом уплотнении торфа под давлением вышележащих слоев, химических превращениях (полимеризации) гуминовых кислот и образовании неорганической части торфа. Так формируется плотная залежь с высокой степенью разложения первичного материала.
Современные болота практически находятся еще на первой биохимической стадии торфообразования. Процессы диагенеза характерны для нижних горизонтов более древних болот, накопление которых происходило в прошлые тысячелетия.
Конечно, процесс превращения разнообразных обрывков растений в единую торфяную массу очень сложен, и в столь простую схему он укладывается только в общих чертах. Но сама постановка вопроса о двух конкретных фазах торфообразования, несомненно, заслуживает внимания. Дело за дальнейшими исследованиями, которые смогут расширить наши представления в этой области.
Принципы классификации различных торфов трудно изложить так, чтобы было интересно и неспециалисту. Постараемся это сделать хотя бы в предельно упрощенной форме. В полном соответствии с породившими его болотами торф бывает низинным, верховым и переходным.
Сильно обводненные низинные болота — топи — характерны для открытых безлесных участков. Основой для их образования могут служить старые обмелевшие озера, заполненные болотной растительностью. На дне такого болота образуется топяной торф. Остатки мхов и различных травянистых растений быстро тонут в жидкой трясине, и такой торф отличается низкой степенью разложения.
Торф низинных лесных болот богат остатками ольхи и березы. Он образуется в условиях меньшей обводненности, при которой растительные остатки гораздо больше подвергаются процессу разложения.
Совершенно иного состава торф верховых болот. Основная их растительность — сфагновые мхи. Верховой торф обладает очень характерной окраской, от светло- до темно-бурой, что зависит от степени разложения сфагнума. Существует еще одна особенность верховых торфяников. На определенной глубине залегает своеобразная прослойка, резко контрастирующая с остальной толщей.
Верховой торф в целом отличается низкой степенью разложения. А здесь толща прерывается небольшим горизонтом мощностью от 20 до 70 см, состоящим из сильно разложившихся древесных остатков, иногда даже с целыми пнями или с примесью тканей травянистых растений. Обычно это бывает сосновый, или сосново-пушицевый торф. Такие прослои впервые были описаны К. А. Вебером в 1886 г. при изучении торфяников северо-запада Европы. В России их обнаружил в конце 1914 г. В. Н. Сукачев в разрезе Шуваловского торфяника под Петроградом.
Болотоведы разных стран, находившие также прослои в торфяных залежах верховых болот, с полным основанием считали их своеобразной границей между двумя этапами накопления массы торфа. Очевидно, происходили какие-то изменения природной среды, способствующие усилению сосновых или сосново-пушицевых сообществ, причем они имели очень широкое распространение.
В настоящее время слои торфа, заметно отличающиеся от остальной залежи, встречены во многих торфяниках европейской части СССР. Они получили название пограничного горизонта. В. Н. Сукачев и другие исследователи считали их еще одним доказательством колебаний климата, происходивших в последние тысячелетия.
Мысленно можно представить себе такую картину. Климат становится теплее и суше, уменьшается количество атмосферных осадков. Начинают подсыхать поверхностные слои выпуклых верховых болот. Они становятся доступными для проникновения воздуха. Угнетенные формы болотной сосны получают гораздо больше возможности для роста и развития. Через некоторое время возникает типично лесной древостой, обильные остатки которого обычно и находят в пределах пограничного горизонта.
Подсыхание торфяников на больших пространствах могло стать причиной распространения пожаров. Воспламенение сухого мха происходило не только от молний, но и от неосторожности людей. Человек стал пользоваться огнем с конца палеолита, а в последние тысячелетия возникло уже немало крупных поселений. При сгорании верхнего слоя почва болота становилась богаче минеральными солями, что тоже улучшало рост сосновых лесов. В подлеске появились и типично лесные растения. Уменьшению влаги в почве способствовало также выгорание основных ее накопителей — сфагновых мхов. Начиналось активное отложение древесных остатков, формирование горизонта лесной подстилки, развитие почвообразовательного процесса. В некоторых районах это происходит и сейчас. Достаточно возникновения на болоте пожара, нередко вспыхивающего в засушливые годы.
Около 120 лет назад на выпуклом верховом болоте «Киргизное» (ныне эта территория Томского болотного стационара Института леса и древесины СО АН СССР) возник большой пожар. От него в верхнем слое торфяника осталась заметная прослойка золы. За последующие годы на выгоревшем участке вырос густой сосновый лес (форма uliginosa). А там, где выгорание было наиболее сильным, сформировался особенно высокий сосняк с покровом из черники, других кустарников и лесных зеленых мхов. По наблюдениям известного болотоведа Н. И. Пьявченко, в таких местах слой торфа превратился в темноцветную довольно рыхлую почву, очень похожую на то, что получило название пограничного горизонта. На остальных же площадях в значительной степени сохранились сфагновые мхи.
В Западной Сибири, на междуречье Кети и Тыма, правых притоков Оби, можно нередко видеть разные стадии образования пограничного горизонта. При этом четко вырисовывается еще один механизм, способствующий его появлению. Среди бескрайних западносибирских болот встречаются, естественно, осушенные участки, приуроченные к локальным неотектоническим поднятиям. Напомним, что тектоника — это раздел геологии, изучающий движения земной коры.
Необходимо отметить, что до недавнего времени существовало мнение об отсутствии в послеледниковую или, как принято говорить, новейшую геологическую эпоху сколько-нибудь значительных тектонических нарушений и даже плавных поднятий или опусканий отдельных участков. Особенно это касалось равнинных (платформенных — на языке геологов) областей. Они считались в тектоническом отношении уснувшими навсегда. Если же и возникали какие-то вертикальные колебания, то масштаб их казался столь незначительным, что он не заслуживал внимания исследователей (хотя факты, подтверждающие проявление новейших тектонических движений на равнинных территориях, были известны еще с XVIII в. и продолжали упорно накапливаться).
В настоящее время уже не вызывает сомнений повсеместность даже современных колебаний земной коры. Они тесно связаны с процессами образования рельефа, почв, на них четко реагирует растительный покров. Но что служит причиной поднятия одних и опускания других участков — конкретно установить бывает трудно. Могут возникнуть и другие деформации земной коры. На состояние земной поверхности влияют температурные колебания, происходит так называемое «дыхание почвы». Имеют значение изменения атмосферного давления, появляющиеся «приливы в твердой земле», обусловленные притяжением космических тел и аналогичные морским приливам, и т. д. и т. п. Не исключено, что изменения поверхности некоторых территорий могут быть следствием нескольких факторов сразу.