土壤干了为什么会出现开裂?

土壤开裂现象很常见,比如:1)干旱情况下,土壤表面出现很大很深的裂缝;2)夏天,下过雨后,积水的小坑很快被晒干,下面的土壤马上出现开裂;3)冲积形成的土壤,几天不下雨,土壤会出现开裂。

图1 长时间干旱造成的土壤开裂

图2 夏天雨后天晴小水坑内土壤开裂

土壤裂现象是由土壤中的次生矿物蒙脱石吸水膨胀造成的。蒙脱石是由硅氧四面体和铝氧八面体按照2:1的形式组成的片状颗粒,通常带有0.2—0.6个负电荷,能吸引土壤中的Na、Mg、Ca等金属离子到颗粒物层间,由于金属离子表面的水合,导致“金属离子”半径增加,进而造成蒙脱石颗粒物层间扩大,表现为蒙脱石吸水膨胀。一般来说,一个蒙脱石颗粒可膨胀30倍左右。

图3 蒙脱石矿物晶体结构

图4 蒙脱石矿物

因而,水分充足时,次生矿物蒙脱石吸水膨胀造成土壤“虚胖”,土壤水分流失后,蒙脱石脱水,体积变小,土壤出现裂缝。蒙脱石含量越高的土壤,土壤开裂现象越明显。

图5 干涸开裂的河床