Зимой почва кажется мёртвой и неподвижной, однако внутри неё продолжаются активные физические процессы. Главную роль в них играет вода, находящаяся в порах грунта. Именно её поведение определяет, как промерзает земля, почему трескаются дороги, поднимаются фундаменты и как растения переживают холодный сезон.
В каком виде вода есть в почве
Вода в почве присутствует не только в виде свободной жидкости. Она бывает:
- гравитационная — свободно заполняет крупные поры и стекает вниз;
- капиллярная — удерживается в мелких порах за счёт поверхностного натяжения;
- связанная — тончайшей плёнкой окружает частицы почвы и прочно с ними связана.
Зимой каждая из этих форм ведёт себя по-разному.
Начало промерзания почвы
Когда температура воздуха опускается ниже 0 °C, охлаждение почвы начинается с поверхности вниз.
Первая замерзает гравитационная вода, затем — капиллярная.
Важно:
не вся вода замерзает сразу. Часть связанной воды может оставаться в жидком состоянии даже при температурах ниже –5…–10 °C.
Образование льда в грунте
При замерзании вода:
- превращается в лёд;
- увеличивается в объёме примерно на 9 %;
- создаёт давление внутри почвы.
Лёд образуется в порах и трещинах, постепенно вытесняя частицы грунта. Этот процесс может приводить к изменению структуры почвы.
Морозное пучение — главное зимнее последствие
Одно из ключевых явлений — морозное пучение.
Оно возникает, когда:
- вода из нижних, ещё незамёрзших слоёв подтягивается к зоне промерзания;
- там она замерзает, образуя ледяные линзы;
- объём почвы увеличивается, и она приподнимается.
Результаты пучения:
- вспучивание почвы;
- повреждение фундаментов;
- деформация дорог и тротуаров;
- выдавливание камней и столбов из земли.
Все ли почвы ведут себя одинаково
Нет. Поведение воды зимой зависит от типа грунта:
- Глинистые и суглинистые почвы
Задерживают много воды → сильное пучение. - Песчаные почвы
Хорошо пропускают воду → меньше деформируются. - Каменистые почвы
Почти не подвержены пучению.
Именно поэтому выбор типа фундамента всегда учитывает состав грунта.
Что происходит с растениями и микроорганизмами
- Корни растений находятся в состоянии покоя.
- Вода в клетках частично замерзает или переходит в связанную форму.
- Микроорганизмы резко снижают активность, но не погибают полностью.
Снежный покров играет важную роль: он работает как теплоизоляция, замедляя промерзание почвы и защищая корневую систему.
Почему почва не промерзает бесконечно глубоко
Глубина промерзания ограничена, потому что:
- тепло из нижних слоёв земли поднимается вверх;
- снег уменьшает теплопотери;
- вода и лёд обладают высокой теплоёмкостью.
Даже в суровых зимах почва редко промерзает глубже нескольких метров.
Зимой вода в почве не «исчезает», а меняет форму и поведение. Она замерзает, расширяется, перемещается и формирует лёд, влияя на рельеф, здания и экосистемы. Эти скрытые процессы делают зиму важным этапом в жизни почвы и всей природной среды.