Формы в мире почв

ПОЧВЕННАЯ КАРТА — ГЕОМЕТРИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ ПОЧВЕННОГО ПОКРОВА

На каждом очередном этапе экономического развития страны предъявляются новые, все более жесткие требования к картам как к формализованным теоретическим документам, на основе которых строятся плановые задания. От этапа к этапу карты совершенствуются, приобретая черты системности, структурности, организованности.

Степень объективного изображения на картах свойств почв определяет качество строительства водохозяйственных сооружений, поселков, дорог, аэродромов. На них фиксируется итог знаний, новая интерпретация фактов. По мнению академика Б. А. Келлера (1951), хорошая карта — «…высшая почвенная школа. Она ориентирует, руководит, организует творческую мысль».

Широкое развитие мелиорации заставило изменить облик карт. Если прежде они характеризовали параметры земной поверхности, to сейчас, кроме того, выявляют отношения между ними в пределах целостной системы, например бассейна стока. Эти отношения дают числа, отражающие связь реальных структур с математическими. Почвенная карта нового типа похожа на геометрический чертеж: ее естественные ареалы — ромбы и косоугольники, вписанные в окружности, эллипсы, спирали, состоят из более мелких ареалов — квадратов, треугольников…

Современные карты отражают фундаментальные свойства геометрического пространства, в них исключены случайные признаки. Поэтому на карте выявляются упорядоченные формы, позволяющие видеть удивительно симметричный мир почвенных структур. «Сотри случайные черты, и ты увидишь: мир прекрасен…» (А. Блок).

Новые карты открывают путь к геометризации, а затем и к математизации почвенных построений в теории и практике. Подтверждаются слова В. М. Фридланда: «…представление о структуре почвенного покрова наиболее близко к пониманию структуры в математике» (1972, с. 11).

На новых картах не только в горах, но и на плоских равнинах выделяются бассейны стока с местами возникновения, транзита и аккумуляции воды, солей и минеральных частиц. Это позволяет использовать в практических целях бассейновый геохимический метод анализа территорий (Горев, Пелешенко, 1984). На современных картах традиционные контуры заменены ареалами почвенно-геологических тел, каждое с началом координат и с репрезентативным центром. С их помощью обнаруживаются аналогичные по форме природные объекты, устанавливаются расстояния между сходными точками и рассчитываются скорости процессов почвообразования. Соразмерное расположение точек в тождественных по формам телах есть симметрия, которая описывается не только точками, но также осями и плоскостями.

Геометрия почвенно-геологических тел обнаруживается на топографических картах с изогипсами. Однако изогипсы характеризуют непрерывность и статичность земной поверхности, а принципы симметрии применимы лишь для дискретных тел. Для изображения последних на картах необходимо использовать метод пластики, который базируется на выделении уже не одной сущности (изогипсы), а двух — повышений и понижений рельефа.

КАК СОСТАВЛЯЕТСЯ КАРТА ПЛАСТИКИ РЕЛЬЕФА

Основоположники почвоведения — В. В. Докучаев и Н. М. Сибирцев — понимали, что для установления структуры почвенного покрова надо сначала выявить его целостность, а в ней — естественные элементарные ячеи, находящиеся между собой в определенных отношениях. Н. М. Сибирцев ввел в научный обиход термин «пластика рельефа» (1951, с. 316). Он считал, что «почвенные пятна и ленты суть вместе с тем пятна п ленты рельефа» или что в почвообразовании «главное значение имеет рельеф местности, всегда отражающийся (почти с фотографической точностью) на характере почв».

В. Р. Волобуев (1948) разработал метод пластики, закартировав с его помощью рельеф и почвы Кура-Араксинской низменности (см. рис. 23). Министерство мелиорации и водного хозяйства СССР, утвердив метод пластики в качестве основного при картографировании почв, рельефа и грунтовых вод, сделало его достоянием широкого круга практиков. В. А. Ков да (Временная методика…, 1984) считает, что за методом пластики большое будущее, особенно если его сочетать с аэрокосмическими снимками. Кратко изложим суть этого метода.

Допустим, рельеф какой-то части суши (рис. 29, А) запечатлен геодезистом на топографической карте (рис. 29, Б). Нужно, не упрощая рисунка рельефа топокарты, выделить все его формы двумя элементами, т. е. с помощью повышений (они заштрихованы) и понижений (рис. 29, В), Ареалы (В) и дадут новую карту — пластики рельефа. Эта карта является основой для составления почвенной карты нового типа — динамической, которая отличается от традиционной почвенной карты — статической.

Рис. 29. Этапы перехода от натурной территории (А) к топографической карте (Б) и от нее к карте пластики рельефа (В)

Заштрихованы повышения

Изогипсы топокарты (рис. 29, Б) — это линии с равными высотами. Они отражают неизменяемость, статичность земной поверхности, а отрисованные по ним ареалы верхней, средней и нижней частей склонов дают представление о статичности почв. Однако почвоведу важно выявить свойства почв, связанные с движением. Сила тяготения заставляет воду, мелкозем и соли мигрировать вниз по склонам, по нормали к горизонталям, от повышений к понижениям. Последние отграничиваются линиями, в любых точках которых высотные отметки различны, тогда как статические границы проведены по горизонталям, т. е. по равным высотным отметкам. В этом принципиальное отличие карты пластики — динамической, от традиционной карты — статической. Первая описывается билатеральной[20] симметрией, а вторая — симметрией конуса. Статические карты могут объединить в один контур понижения с повышениями, тогда как динамические их четко различают.

Опишем пять этапов технологии составления карт пластики рельефа.

I. По топографической карте проводят линиями основные и второстепенные тальвеги и окружающие их водоразделы. Этим устанавливаются разноуровенные бассейны водных потоков и суходолов.

II. По точкам перегибов изогипс отрисовывают морфоизографы — границы между понижениями и повышениями. Первые можно закрашивать коричневым цветом, а вторые зеленым. Этим достигается имитация объемности изображения, отчего метод пластики иногда называют объемно-графическим. Совокупность понижений и повышений образует геосистему.

III. Штрихами и индексами обозначаются обрывы, уступы морей, озер, террасы, овраги, пески, солончаки, луга. По контурам пластики в качестве вспомогательных составляются карты перепада высот, уклонов, даются другие морфометрические параметры.

IV. Ареалы карты пластики в лаборатории по фондовым материалам, а затем в поле по аэрокосмическим снимкам заполняются специальным содержанием: почвенным, геологическим, гидрогеологическим, геоботаническим.

V. По характеру обособленности и специфики рисунка находят элементы почвенно-геологических тел. Их структура описывается согласно принципам симметрии. Эта операция переводит пространственные свойства почвенного покрова из неформализованных в формализованные.

ФОРМЫ В МЕЛИОРАТИВНОЙ ПРАКТИКЕ

Мелиорация почв — наука, требующая инженерных решений с использованием формализованного научного языка. Если это требовапие будет выполнено, то классификация пашен и распространение опыта их освоения на другие территории станут дешевле, проще и проектировщики смогут использовать теорию физического подобия.

Для переноса опыта мелиорации с одного объекта на другой — аналог — сначала следует доказать, что эти объекты подобны по формам и описываются одними и теми же математическими структурами. Отсюда понятен интерес к проблеме симметрии почвенного пространства. Так, А. Н. Каштанов, А. М. Лыков и И. С. Кауричев (1983) считают, что методология практики повышения плодородия почв должна базироваться на пространственно-временных принципах.

Б. Г. Штепа (1983) призывает не избегать пространственных аналогий при натурном моделировании экосистем. Изучение природных аналогов, по мнению этого автора, для научных учреждений является главным при разработке основ орошаемого земледелия, а также мелиоративных прогнозов.

В последние годы возрос интерес к проблеме форм в практике сельского хозяйства. Поэтому важно показать, как в наши дни мелиораторы используют формализованное понятие о почвенном пространстве.

Сначала почвенный покров изучается путем картографирования в поле почвоведами, гидрогеологами, геологами. Затем карты отдают проектировщикам. Последние разбивают территорию по своему усмотрению на полигоны в целях упрощения инженерных расчетов. Таким образом, труд изыскателя обесценивается, а произвольность разбиения территории на полигоны приводит к ошибкам. Для улучшения проектного дела следует делить земную поверхность на правильные периодически повторяющиеся участки непосредственно в поле. Американские специалисты различают элементарный ареал — педон — в виде искусственной шестиугольной призмы; их совокупность — полипедон — определяет однородность почвенного покрова и приближает его к абстрактному понятию — почвенному пространству.

Автором книги понятие «педон» заменено «естественной элементарной ячейкой» — параллелепипедом (см. рис. 1), а полипедон — природным сочетанием таких ячеек в пространстве; структура полипедона выявляется операциями симметрии: вращением, отражением, перестановкой. Таким образом устанавливается структура почвенного покрова, или ландшафта (см. рис. 24, 25). Элементарную почвенную ячейку мы не ограничиваем шестиугольником, а считаем, что она может иметь форму квадрата, ромба, овала, топологического дерева… Это все природные формы, которые фиксируются в поле по картам и аэрокосмоснимкам. Сочетание ячеек создает разнообразие почвенных систем, каждая из которых требует специфической мелиорации. Поэтому в наши дни инженеры-мелиораторы выявляют связи между типами структур почвенного покрова и видами мелиораций.

Хозяйства рентабельны там, где искусственно созданная структура полей «вписалась» в естественную. Так, многие древние ирригационные системы Средней Азии совпадают с естественной клеточной структурой почвенного покрова: размеры и формы пашен соответствуют границам естественных клеток Земли. Однако в современных проектах часто не учитываются природные формы. Стандартизация параметров пашен привела к нарушению гармонии между естественными и антропогенными структурами и к гибели некоторых свойств, жизненно важных для почвенных клеток: они заболачиваются, засоляются, затвердевают (слитизируются), подвергаются эрозии, просадкам. Другие, более мощные естественные клеточные системы начинают видоизменять свою структуру, «подстраиваясь» под новые антропогенные условия. При этом на перестройку затрачивается часть энергии, которая могла бы пойти на повышение урожая.

Между почвенными клетками существует обмен веществом и энергией, что приводит к созданию единых геосистем, а в дальнейшем — к их эволюции. Однако если в одной из клеток по какой-либо причине (в частности, хозяйственной деятельности человека) нарушится функционирование, то это отразится на состоянии всей почвенной системы. Поэтому клеточная структура почвенного покрова должна учитываться при составлении мелиоративных проектов.

Рис. 30. Детальные карты территории совхоза в Белоруссии

а — топографическая карта, б — составленная по топокарте почвенная карта, в — составленная по топокарте карта пластики рельефа. Черные точки — места расположения почвенных ям. Проведение дренажной сети, г — без учета карты пластики рельефа, д — то же, но с учетом пластики рельефа

Проследим, как карта пластики помогает решать некоторые практические почвенно-мелиоративные задачи. На топографической карте (рис. 30, а) изображен рельеф одного из хозяйств Белоруссии. С учетом его форм разными организациями составлены две почвенные карты: традиционная, статическая (рис. 30, 6) и пластики, динамическая (рис. 30, в). Шурфы, как видно на карте (рис. 30, в), попали большей частью в понижения, тогда как повышения не были замечены специалистами. У них создалось обманчивое представление о территории как о переувлажненной за счет доминирования мокрых (глеевых) почв понижений.

Такая точка зрения зафиксирована па почвенной карте и подтверждена химическими анализами. Поэтому проектировщики рекомендовали для осушения почв этой территории дренаж (рис. 30, а). Строительство горизонтального дренажа без учета рельефа привело к тому, что в понижениях рельефа опустились грунтовые воды и часть почв действительно улучшила свои качества. Зато сухие почвы повышений, которые раньше отличались высоким плодородием (их было более 50 %), ухудшили свойства вследствие пере-осушки и стали давать низкие урожаи; местами они превратились в бесплодные песчаные массивы. Таким образом, неточное картографирование форм почвенных ареалов привело к убыткам.

На карте (рис. 30, б) связь почв с рельефом не выявлена. Труд геодезиста, составившего для изыскателя такую дорогостоящую детальную карту, оказался напрасным: возможности карты полностью не использованы, тогда как на рис. 30, в учтен каждый элемент рельефа. Это позволило создать динамическую картину, в которой тесно увязаны свойства почв и рельефа: на повышениях развиты дерново-подзолистые почвы (Пд), а по понижениям — дерново-подзолистые глеевые (Пд^г).

На карте (рис. 30, в) просматриваются места возникновения, транзита и аккумуляции водного и солевого стока, что наполняет ее геохимическим содержанием и придает прогностическую ценность. По такой карте можно предсказать пути миграции химических веществ и решать задачи по регулированию стока. Так, дренаж следовало бы строить способом, показанным на рис. 30,д. Этот дренаж «работал» бы там, где ему положено — только по сильно увлажненным понижениям. Дренаж, показанный на рис. 30, г, работает плохо, он осушает территории, которые не следует осушать, и переувлажняет участки, которые не требуют переувлажнения.

Роль форм почвенного покрова в земледельческой практике особенно четко была понята Н. М. Сибирцевым (1953): «Лик Земли, поскольку он отображается в изменениях почвенного чехла, имеет… свои постоянные правильные черты, свою гармонию и свою симметрию… симметрия и повторяемость многих естественных условий земледелия… как будто хочет побудить далеких людей к сближению на поприще совместного разумного устройства своего хозяйства и быта».

ФОРМЫ В ГЕОМОРФОЛОГИИ

Свойства горных пород определяют конфигурацию рельефа, что облегчает труд геолога, так как по форме земной поверхности он может судить о литологическом составе толщ. В 1802 г. в одном из первых сочинений по геоморфологии «Опыт физиогномии Земли, или Искусство заключать по поверхности Земли о ее внутреннем строении» К. Ф. Струве признал наличие соответствия между формами рельефа и составом слоев земной коры. Древние рудокопы по едва заметным признакам в рельефе обнаруживали залежи тех или иных полезных ископаемых: каждому месторождению соответствовала своя форма дневной поверхности. До сих пор остается загадочной связь форм рельефа с рудопроявлением.

В. И. Вернадский писал: «Я хочу узнать те причины, которые заставляют ее (природу. — И. С.) являться в тех правильных, математических гармоничных формах, в каких мы всюду видим и чувствуем ее… Все явления в природе, по-видимому, зависят от внутреннего строения вещества, от формы, а на это до сих пор почти не обращали внимания» (Страницы автобиографии…, 1981, с. 58). Причины связи форм с геологическим и почвенным содержанием рассмотрены в работах И. П. Герасимова, Ю. А. Мещерякова (1967), А. А. Асеева (1962), В. В. Добровольского (1976), Г. В. Добровольского, И. С. Урусевской (1984), О. В. Макеева (1974).

В последние годы геоморфологи конструируют различные формы рельефа. Их цель — выделить единичные морфологические ячеи, а затем, комбинируя их, создать абстрактный образ земной коры. Земную кору, от которой мысленно отняты все ее свойства, кроме пространственных, можно называть геометрическим телом. Это тело обладает свойством симметрии и состоит из точек, линий и плоскостей. Последовательно отделяя от реального почвенно-геологического тела сначала плоскость, потом линию и в конечном счете точку, мы соответственно лишаем его сначала толщины (высоты), затем толщины и ширины и, наконец, всех измерений.

Математики, работающие в области наук о Земле, представляют форму рельефа и почвенного покрова в виде точки, что упрощает моделирование, но слишком удаляет уровни абстракции от реальности. Это не устраивает проектировщиков. Однако, как показал опыт, формы рельефа и почвенного покрова можно изображать не только точкой, но также и линией, плоскостью и их совокупностями. Тогда геометрические и математические образы земной поверхности будут максимально приближены к объективной реальности.

Первые работы по моделированию рельефа (Шафрановский, Плотников, 1975; Флоренсов, 1978; Ермолаев, 1975; Симметрия в природе, 1965) свидетельствуют о том, что земную поверхность можно представить правильными геометрическими фигурами. К рельефу можно отнести и слова М. В. Ломоносова: «Все, что находится в природе, математически точно и определенно». Установление точности и определенности для форм земной поверхности приблизит геоморфологию к запросам практики. Геоморфология очень нуждается в изучении «чистых» форм земной поверхности.

Географы стремятся показать на картах устойчивые инвариантные свойства природных объектов (Гла-зовская, 1964; Гвоздецкий, 1979; Михайлов, 1971), а также их симметрию (Боков, 1977; Корытный, 1984). Для этой цели К. Н. Дьяконов (1975) использует понятие об элементарной геосистемной единице — территориальном носителе информации (по К. В. Зворыкину), например речном бассейне. Последний привлекает внимание многих как наиболее простая модель с однонаправленным потоком вещества и энергии (В. С. Преображенский, В. Б. Сочава, А. Ю. Ретеюм, А. А. Крауклис, Ф. Н. Мильков).

Речные бассейны являются результатом тектонических движений (Геренчук, 1960), однако в структурном отношении они подчинены более фундаментальным природным единицам — блокам земной коры. Видимо, существует тесное взаимодействие между бассейнами рек (элементами) и тектоническими плитами (системами). Установление иерархии этих тел имеет важное значение для практики, особенно для геологических прогнозов (см.: Рельеф Земли и математика, 1967).

ФОРМЫ В ГЕОЛОГИИ

Рис. 31. Карта геометрических форм, отражающих геологические структуры Средней Азии с указанием мест возможного нахождения полезных ископаемых (черные точки)

Освоение метода пластики рельефа должно значительно повысить информативность геологических карт разных масштабов. Примеры подобного картографирования имеются для различных районов страны. Так, составленная этим методом карта на территории Средней Азии и юга Казахстана позволила выявить аналогичные по геометрическому рисунку геосистемы: бассейны рек Амударьи, Сырдарьи и Чу-Талас (см. рис. 28). В каждой из них определены контуры тектонических структур (Борисов, Глух, 1982) и координаты ранее обнаруженных разведкой крупных месторождений. Последние сопоставлены с аналогичными пространственными структурами, которые своими формой и составом подтверждают возможность повторения ареалов полезных ископаемых на других аналогичных территориях. Видимо, в тождественных по формам и размерам структурах следует ожидать и сходства месторождений.

Помимо аналогии общих геоструктур, нами совместно с геологом Ю. П. Мироновым выделены на территории Средней Азии формы земной поверхности, которые по характеру индивидуального рисунка соответствуют тем или иным видам месторождений: Р — фосфорным, Fe — железистым, S — серным, Зе — рудам зеравшанского типа, РЬ — свинцовым, Ва — бариевым, Уч — рудам учкудукского типа и т. д. (рис. 31). Любопытно, что многие геологические структуры — носители месторождений — по характеру рисунка напоминают народные орнаменты, символизирующие золото, серебро, медь, железо…

Карта запасов месторождений гипотетична. Она построена методом натурных аналогов, который только начинает проникать в геологию. В его основании лежит представление о симметрии геологического пространства, а также идея о связи химического состава месторождений с формой рельефа.

О том, что геометрический рисунок земной поверхности отражает состав месторождений, известно с древних времен. Труднее выявить причины, обусловившие соответствие между их химическими свойствами и формами земной коры. И все же находятся смельчаки, выдвигающие научно обоснованные гипотезы. Так, Ю. П. Миронов (1975, 1982) полагает, что структура химического элемента, образующего месторождение, передается, форме рельефа.

Интересна гипотеза известного изобретателя С. И. Кислицына, о которой в газете «Известия» (1982, 9 марта, № 68) рассказал академик Н. В. Белов. Кислицын составил модель Земли в форме геокристалла. На ней показаны разломы — силовые линии, а также прогибы между вершинами. По ребрам и узлам геокристалла располагаются месторождения нефти, газа, угля, алмазов. В 1928 г. Кислицын наметил 12 алмазоносных центров, из которых 7 уже открыты.

Сравнение структуры атома с формой контура месторождения или Земли с кристаллом — сопоставления, которые трудно вообразить. Но талант ученого, по словам Е. С. Федорова (1915), состоит «в умении улавливать сходство и общие черты в явлениях, по-видимому, совершенно разнообразных».

Геологи нашли все то, что лежало с поверхности. Теперь им надо добывать руду и нефть с больших глубин, что требует новых гипотез и теорий поисков. Нам близки те из них, которые увязывают месторождения с формами рельефа. Так, А. Е. Федоров и В. Н. Азар-кин (1982) выделяют на севере Европы шестиугольные структуры, к узлам которых приурочены полезные ископаемые. Академик А. Л. Яншин с сотрудниками (1983) устанавливает связь месторождений с криволинейными формами рельефа, а академик М. А. Садовский (1983) — с полигональными блоками земной коры, образующими постоянные соотношения размеров. Принципы геометрического мышления все глубже проникают в геологию, и дальнейшее развитие науки во многом зависит от способности геологов использовать их в практической работе.

ФОРМЫ В УЧЕНИИ О БИОСФЕРЕ

Биосфера образована почвами, растительностью, горными породами, животными. Сочетание их форм создает настолько сложную мозаику земной поверхности, что практически невозможно обнаружить целостность биосферы как системы. Поэтому часто за целое выдают какую-то его часть. Природовед оказывается в положении трех слепых мудрецов из притчи, рассказанной академиком С. С. Шварцем: «Один из них нащупал ногу слона и сказал, что перед ним колонна, другой потрогал хобот и сказал — змея, третий уткнулся в бок зверю и решил, что перед ним стена. Но ведь когда перед нами не слон, а необозримый живой мир лесов и океанов, не оказываемся ли мы в положении слепого мудреца только потому, что у нас нет точки обзора, которая помогла бы охватить в едином взгляде целое, а не его части?» (1972, с. 6).

Видимо, для получения «точки обзора» в картографии необходимо применение метода пластики рельефа совместно с аэрокосмическими снимками. Только таким способом можно обнаружить и показать целостность природного объекта. Другая проблема — нахождение сходства между составляющими биосферы — почвой, минералами, животными и растительностью. Будучи непохожими друг на друга, они тем не менее обнаруживают тождество на уровне элементов — клеток. Действительно, формы клеток почвенного покрова, животных и растений более сходны, чем их тела; они позволяют сравнивать, казалось бы, несравнимое (рис. 32, 33). Эти реальные и абстрактные «клетки» являются той «точкой обзора», которую можно использовать для изучения биосферы с помощью симметрии.

Рис. 32. Примеры изоморфизма клеток растительных и животных тканей (А) и почвенных ареалов (Б)

Рис. 33. Примеры изоморфизма клеток тканей (А) и почвенных структур (Б)

Проникновение учения о симметрии в науку о биосфере только начато. Многое сделано для описания симметрии горных пород, растительных и животных организмов (Шафрановский, Плотников, 1975; Урманцев, 1974; Депенчук, 1963; и др.). Географы применяют принципы симметрии при изучении горных бассейнов (Корытный, 1984), снега и льда (Коломыц, 1977) и вообще природной среды (Шубаев, 1970). Теперь представления о симметрично-дисимметричном клеточном строении коснулись почвенного покрова. И здесь симметрия помогает найти ту самую «точку обзора», которая открывает двери в тайники природы.

«Точка обзора» академика С. С. Шварца — это призыв не только к поиску обобщенной методики и теории, но и к единству взгляда на природу. Попытаемся уловить сходство в различных по происхождению и свойствам формах: А — клеток животных и растений, В — почвенного покрова (см. рис. 32, 33). Как видим, формы и сочетания почвенных клеток и клеток тканей растений и животных аналогичны. Несмотря на их разную физическую природу, между ними наблюдается глубокая аналогия в структуре, т. е. в характере связи первичных элементов — клеток. Так, тундровые почвы с прямоугольными полигонами размером 40–60 м на п-ове Ямал имеют пространственную упаковку, напоминающую клетки кожицы лука (рис. 32, 1).

Почвенные ареалы шестиугольной формы диаметром до 60 м на Аляске созданы мерзлотой и похожи на кристаллики льда, которые образуются вокруг пятиугольной бактерии длиной в 2 мкм (рис. 32, 2). Клетка хроматофора аксолотля — личинки земноводных, — напоминает многокилометровую почвенную форму, характерную для Русской равнины (рис. 32, 3), а одноклеточная водоросль порфиридиум — структуру болотных почв (рис. 33, 7). Мозаика колбочек сетчатки глаз рыб по форме подобна пескам Каракумов (рис. 33, 2), а фотография глаза мушки дрозофиллы — почвенному покрову, развитому на песчанике (рис. 33, 3).

На рис. 24 сопоставлена структура многометровых почвенных клеток Арктики (В) с картиной возбуждения и распределения гриба диктиостелия (Г). Перед нами очередной пример системного сходства: под микроскопом видны клетки грибов, образующие агрегаты. Культуры гриба нанесены на агар, и через 100 мин после этого сделан снимок спиралевидной картины возбуждения. На фотографии [цит. по: (Зенгбуш, 1982)] изображено образование агрегатов вокруг их центров, к которым стремятся клетки гриба. Агрегация происходит волнообразно, по типу самосборки и напоминает картину образования почвенных клеток в арктической тундре.

Прослеживается, казалось бы, невероятная связь и аналогия почвенного микромира и макромира. Почвенные клетки на всех уровнях не просто покоятся на поверхности суши, а совершают направленные движения — приращения и вращения, приводящие к спиральным формам. Крупные почвенные клетки (40–80 м) в структурном плане ничем не отличаются от форм, образующихся в микроскопической среде. В изоморфизме и гомоморфизме движений микро- и макромира почв лежит ключ к разгадке многих тайн почвообразования.

Как видно на рис. 32, 33, микроскопические биологические объекты (А) являются гомологами, или изомерами, почвенных макрообъектов (5). Такая аналогия правомерна и позволяет выявить то общее, что объединяет различные миры единой целостной природы планеты Земля. Этим общим, видимо, оказывается симметрия, обусловленная не менее общим естественным фактором — гравитационным и электромагнитным полями. Вероятно, в природе экономичны не только симметричные системы, но и образование и передача энергии в них, в частности в виде потоков ионов или электронов. Такое миропонимание дает в руки практиков тончайшие и надежные инструменты охраны биосферы.

Фотографии (рис. 32, 33) свидетельствуют, что закон соответствия систем не только нагляден, но и полезен. По Ю. А. Урманцеву (1978), между двумя произвольно взятыми системами всегда находятся соответствие, симметрия и системное сходство. Отсюда различного рода совпадения — чисел, форм, рядов развития, математических закономерностей. Такие совпадения вызваны к жизни исключительно системной организацией объектов природы, общества и мышления. Выявляя системное сходство микро- и макромира (рис. 32, 33), мы познаем общие законы природы.