שרשרת קרקעות

שרשרת קרקעות או קַטֶנָה (מלטינית: Catena; שרשרת) היא מונח בפדולוגיה (חקר האדמה), המתאר רצף של קרקעות בעלות אותו מקור, שנוצרו במשטר אקלימי זהה, אך שונות באופן הופעתן בשטח עקב שינוי המיקום שלהן יחסית למדרון. המדרון, בשל צורתו הלא הומוגנית, מכיל קרקעות שונות בעקבות הליכי בלייה, סחיפה והשקעה אשר משפיעים על עובי הקרקע, מרקם, מבנה,יציבות, תכונותיה וכן על הצומח בה. כמו כן ישנה חשיבות רבה למקור סלע האב ותכונותיו והוא אחיד עבור כל הקרקעות הנמצאות במדרון. למרות ששרשרת הקרקעות זקוקה לתנאים ספציפיים להיווצרותה, היא יכולה להתהוות ביחידות בסיס ואקלים שונות. את התופעה גילה מדען הקרקע ג. מילן (Milne) בשנת 1935 במהלך עבודתו באפריקה, בעת בחינת הופעת הקרקעות כפונקציה של מיקום הקרקע. ההבחנה הייתה כי הקרקע נעשית יותר מפותחת ועבה בתחתית המדרון ובמעלה המדרון הקרקע נעשית דלילה וצעירה יותר. המושג קַטֶנָה נמצא בשימוש נרחב גם במדעים אחרים ובמיוחד באקולוגיה. העיקרון הקטנרי מלמד אותנו כי יש קשר מבני בין כל הקרקעות, דהיינו כולן באו מאותו סלע אב והן בעלות משקעים אחידים, אך עקב שינוי המיקום שלהן על המדרון, קיים שוני כימי, ולכן קיים שוני במרקם של כל אחת מהן. השתנות ההרכב יכולה להיות הדרגתית או חדה. ניתן להבין את הרכב וסוג הקרקע אך ורק אם מתייחסים גם לשאר הקרקעות בסביבה הקרובה. לפי עיקרון זה, ניתן לחלק את הקרקעות על פי מיקומן הטופוגרפי: בחלק העליון: הקרקע תהיה רדודה, בשל בליה חזקה (הפסגה היא המקום החשוף ביותר), מרקם הקרקע יהיה חולי יחסית, תהיה בו מעט לחות וכמעט ולא ימצא בו חומר אורגני. בחלק התלול: הקרקע תהיה מסוג ליתוסול (קרקע הדומה מאוד לסלע האב). לעיתים לא מתפתחת כמעט קרקע, עקב תנועת בלית. החלק מאופיין מאוד בתהליכי סחיפה. לרגלי המדרון: הקרקע גסה יותר, מופיעים בה שברי סלע רבים וחומר גס אחר שמושקעים - תופעה זו מכונה "השקעה קוליוית". בתחתית המדרון: הקרקע מפותחת מאוד, שופעת בחומר אורגני ששקע, בעלת מרקם של חרסית, וכן לחות רבה יותר. בחלק זה נמצא אגן ניקוז בו יש הצטברות של נגר עילי המשקיעים סחף דק - תופעה זו מכונה "השקעה אלווית". התופעה גורמת לעיצוב המדרונות. קיימים מודלים רבים המסבירים את השוני בקרקעות. המודל הראשון הוא מודל המחלק את המדרון ל-5 קטעים מהפסגה המישורית יחסית ועד אגן הניקוז הנמצא בתחתית. המודל הראשון הפסגה (sumit) - מתאפיינת בתהליכים פתוגניים רבים, הקרקע באזור עבה ומפותחת עקב המישוריות של חלק זה של המדרון. הכתף (shoulder) - מתאפיינת בקימור ושיפוע חזקים יחסית, קרקע רדודה, לא מפותחת, חשופה לתהליכי בלייה וסחיפה, חומר מושקע מועט. כל זאת נובע מהקימור של החלק הזה של המדרון. גב המדרון (back slope) - מתאפיין בשיפוע מקסימלי, מתאפיין בעיקר בהעברת ובסחיפת חומר לתחתית, הצמחייה באזור זה היא רבה יותר ומתקיימת בעיקר מהנגר העילי שמגיע מהפסגה. פעמים רבות סביב הצמחים ישקע חומר קרקע. רגלי המדרון (foot slope) - אזור זה מתאפיין בהתחלה של היווצרות קער, השיפוע מתמתן וכתוצאה מכך מתחיל להצטבר חומר גס יחסית כגון שברי סלע. לתופעה זו קוראים colluvium. בוהן המדרון (toe slope) - האזור הנמצא בקרבה לאגן הניקוז, השיפוע בו מאוד אופקי,כמעט מישורי. מתאפיין בתהליכי השקעה של חומר דק יחסית המגיע מהנחלים. לתופעה זו קוראים סחף (alluvium). מודל זה מסביר את מאפייני הקרקע בכל אזור של המדרון. המודל השני מחלק את המדרון ל-9 חלקים על בסיס השינוי בקרקע. 'הנחות המודל' גישת דו־ממדיות החומר-כלומר מתקיימת תנועת חומר במישור האופקי והאנכי. מבוסס על הפעולות הבאות: הסעה, הסרה,שקיעה ובלייה. מתייחס למדרונות מפותחים באזורים לחים יחסית. לא בכל מדרון קיימות כל היחידות והן גם לא מסוגרות בהכרח לפי המודל. יחידות המודל קו פרשת המים (interfluve)- מתאפיין בעיקר בקרקע מפותחת, בתהליכים פדוגנים, בשיפוע כמעט אופקי, זווית השיפוע בין 0 ל-1 מעלה. ישנה זרימה תת-קרקעית של מים. seepage slope- מאפייניו דומים ל'קן פרש המים' רק עם שיפוע חזק יותר, אך עדיין מאוד מתון. זווית השיפוע נעה בין 2 ל-4 מעלות. קמר המדרון (convex creep slope)- השיפוע מתחזק, עדיין קיימים תהליכים פדוגנים של היווצרות קרקע, אך מתחילה תופעה של זחילת קרקע כלפי מטה. זוהי תנועה איטית המושפעת בעיקר משינויי טמפרטורה. fall face- שיפוע חד, התהליכים הפדוגנים מאוד זניחים באזור זה משום שהאזור משופע מאוד, בזווית של יותר מ-45 מעלות. האזור מושפע בעיקר מתהליכים גרוויטציוניים של כוח המשיכה, כלומר נפילה של שברי סלע שונים. אזור ההסעה (transportational midslope)- מתאפיין במיתון מסוים של השיפוע. מתאפיין בעיקר בתהליכים גרוויטציוניים, עם השקעת חומר מעטה. אזור סחיפה והצטברות ( colluviual toeslope)-מתאפיין בהצטברות של חומר גס יחסית, כגון שברי סלע כתוצאה מתנועה בלית. קיימים תהליכים רבים של סחיפה והצטברות. ניתן לראות חומר שהוסע לאזור על ידי מים. alluviual toeslope- מתאפיין בחומר דק שהגיע לאזור כתוצאה מזרימה של נגר עילי עונתי והצפות. קיימת זרימת מים תת-קרקעית רבה. החומר באזור זה כמעט יציב. channel wall- מדרגת האפיק, תלולה מאוד, יחסית נמוכה. צמחים אינם גדלים עליה והיא תוחמת את האפיק. channel bed- האפיק. מתאפיין בעיקר בהתמוטטות גדות והשקעת חומר באפיק. כל היחידות המפורטות אינן חייבות להופיע. כמו כן, הן אינן חייבות להופיע בסדר זה. כתוצאה מפעילות גאולוגית סביב מערכת ההעתקה הסורית-אפריקנית, האזור בו נמצאת ארץ ישראל הוא הררי ומרובים בו מדרונות בעלי שיפועים חדים. כתוצאה מכך, במקומות רבים בארץ פרופיל הקרקע הוא בעל השתנות גבוהה ביחס לאורך המקטע אליו הוא מיוחס. הפעילות הגאולוגית גורמת לתנועה גרוויטציונית רבה של סלעים גדולים. האזור הפעיל גאולוגית נמצא לרוב במשטר אקלימי אחיד של אקלים ארידי, יבש למחצה או ים תיכוני. האזור המדברי מתאפיין פעמים רבות במיעוט משקעים ובקרקע חרסיתית. הדבר גורם להיווצרות נגרים עיליים רבים ואף להצפות. כתוצאה מכך קיימת באפיקים וברגלי המדרון הצטברות סחופת רבה של חומר דק. כל התנאים עוזרים להיווצרות קטנות. ניתן לראות כי באזורים נרחבים באזור הגלבוע, הכרמל, רמת הגולן, בקעת הירדן והנגב התופעה נמצאת בשפע. Milne, G. (1936). "Normal erosion as a factor in soil profile development". Nature 138: 548–549. Schaetzl, Randall J; Anderson, Sharon (2005). Soils: Genesis and Geomorphology. Cambridge University Press. pp. 469–474. Yaalon, Dan H. "Soils in the Mediterranean region: what makes them different?" Catena 28.3 (1997): 157-169. Weil R. Ray(2008). " The nature and properties of soils" Chesworth W. (2008 ) "Encyclopedia of soil science". pp. 101 מיפוי קרקע בישראל, באתר משרד החקלאות שמורת גרף פרק העוסק בקַטֶנָה בספר הקרקעות של אוניברסיטת קיימבריג' - Soils- Genesis and geomorphology מאמר על שרשרת קרקעות מאת רייל ר. וויל קטנה מתוך אנציקלופדיה בריטניקה