Анализ первичного почвообразовательного процесса как начального процесса всего почвообразования на планете связан с именами выдающихся советских ученых — академиков Василия Робертовича Вильямса и Бориса Борисовича Полынова. В последние годы имена этих замечательных людей незаслуженно замалчиваются, хотя их роль в становлении почвоведения огромна. Работы академика Вильямса имели и, что особенно важно, имеют сегодня большое значение для развития почвоведения и земледелия. Он стремился вывести из общей теории почвообразовательного процесса следствия и законы, пригодные для внедрения в земледельческую практику. Ему чужд был снобизм многих ученых, разделявших в начале нашего века науку на чистую и прикладную. Более тридцати лет этот уже очень больной человек не покидал своего рабочего места в Тимирязевской академии, проводя многочисленные опыты над гумусовыми веществами почв, работая над теоретическими проблемами почвоведения, луговедения и другими разделами биосферного земледелия. Кроме анализа первичного почвообразовательного процесса, В. Р. Вильяме разработал общую схему единого почвообразовательного процесса на Земле, выделив в нем периоды и стадии. Ему принадлежат идеи об абсолютном и относительном возрасте почв, о ведущей роли биологического фактора в почвообразовании, именно он ввел понятия о большом геологическом и малом биологическом круговоротах веществ и стал основоположником травопольной системы земледелия в нашей стране. Его труды — существенный вклад в познание гумусовых веществ почв, а также закономерностей пойменного почвообразования, луговедения и луговодства в поймах рек. Время делает свое дело. Многое в судьбе работ Вильямса жизнь изменила по–своему, но широта подхода к проблемам земледелия и оригинальность мышления позволяют считать его наряду с такими классиками, как Юстус Либих, А. В. Советов, И. А. Стебут, Д. Н. Прянишников, Н. И. Вавилов, крупнейшим ученым по проблеме “Биосфера и земледелие”.
В череде классиков естествознания, работавших в области почвоведения и своим творчеством подготовивших и создавших современное биосферное мировоззрение, стоит имя Б. Б. Полынова. Человек твердой воли и кристальной честности, абсолютно преданный науке, Полынов был неутомимым почвоведом–географом и замечательным натуралистом. Участник двух войн — русско–японской и первой мировой — он и на фронте в окопной обстановке находил время для научных раздумий. Опубликованные им статьи имели пометки: “Из действующей армии”. Работая на Дону, на Амуре, на Урале, Полынов сделал очень много научных открытий, касающихся в основном процессов выветривания горных пород и первичного почвообразования. Он создал учение о геохимии ландшафтов, которое в наши дни легло в основу охраны природы от различных загрязнений (техногенных, радиационных, транспортных, сельскохозяйственных, военных и т. д.), а также поисков полезных ископаемых. Он не дожил до триумфа своей концепции, но благодаря ученикам и последователям — А. И. Перельману, М. А. Глазовской, В. В. Добровольскому, Э. Б. Тюрюкановой и другим — учение Бориса Борисовича Полынова стало достоянием и подлинным украшением естествознания в нашей стране и за рубежом. Мы еще вернемся к изложению этой концепции, а сейчас сосредоточим внимание на анализе процессов выветривания и первичного почвообразования, проведенном в работах В. Р. Вильямса и Б. Б. Полынова.
Итак, выветривание горных пород рассматривается как необходимое условие для начала почвообразовательного процесса. Твердые массивные кристаллические магматические, метаморфические и осадочные породы, созданные или захороненные в глубинах Земли, при выходе на земную поверхность подвергаются активному воздействию физических, химических и биологических факторов. Говоря другими словами, эти породы попадают из одного термодинамического поля в другое, существенно отличное от первого. Амплитуды воздействия факторов выветривания на исходные породы достаточно велики. Абсолютная амплитуда температур воздуха у поверхности Земли составляет почти 150 °C, на широте Москвы эта величина в два раза меньше — 75—80 °C, а суточная — в пределах 15—20 °C. Нагрев или охлаждение поверхности пород зависит от их экспозиции, цвета, теплоемкости и состава. Так, на Карельском перешейке, где на поверхность выходят гранитные скалы, их южная сторона получает столько же тепла, сколько северные склоны холмов или береговых откосов на Украине, под Харьковом или Полтавой. Белый цвет горных пород (известняки, меловые горы) обладает высокой способностью отражать тепловые лучи, черный (базальты, порфириты, лабродариты, шунгиты Карелии, сланцы, угли) — поглощать тепло. Так, известный памятниками деревянного зодчества знаменитый остров Кижи, расположенный на Онежском озере, был первым освоен поселенцами, потому что его черные шунгитовые сланцы хорошо прогревались в летнее время, что в северных широтах крайне существенно для земледелия.