土壤幹了為什麼會出現開裂?

土壤開裂現象很常見,比如:1)乾旱情況下,土壤表面出現很大很深的裂縫;2)夏天,下過雨後,積水的小坑很快被曬乾,下面的土壤馬上出現開裂;3)沖積形成的土壤,幾天不下雨,土壤會出現開裂。

土壤幹了為什麼會出現開裂?

圖1 長時間乾旱造成的土壤開裂

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圖2 夏天雨後天晴小水坑內土壤開裂

土壤裂現象是由土壤中的次生礦物蒙脫石吸水膨脹造成的。蒙脫石是由硅氧四面體和鋁氧八面體按照2:1的形式組成的片狀顆粒,通常帶有0.2—0.6個負電荷,能吸引土壤中的Na、Mg、Ca等金屬離子到顆粒物層間,由於金屬離子表面的水合,導致“金屬離子”半徑增加,進而造成蒙脫石顆粒物層間擴大,表現為蒙脫石吸水膨脹。一般來說,一個蒙脫石顆粒可膨脹30倍左右。

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圖3 蒙脫石礦物晶體結構

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圖4 蒙脫石礦物

因而,水分充足時,次生礦物蒙脫石吸水膨脹造成土壤“虛胖”,土壤水分流失後,蒙脫石脫水,體積變小,土壤出現裂縫。蒙脫石含量越高的土壤,土壤開裂現象越明顯。

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圖5 乾涸開裂的河床


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