Tallinna Täiskasvanute Gümnaasium

Osa süsinikust võib aktiivsest ringest kõrvalduda. Nii moodustub näiteks turvas ja on tekkinud fossiilsed kütused ja lubjakivi. Talletunud süsinik pääseb kaasajal uuesti ringlusesse tänu inimtegevusele, tänu fossiilsete kütuste põletamisele ja turba kaevandamisele. Suures koguses CO₂ vabaneb ka vulkaanipursetel. U. 99% süsinikust ei osale süsinikuringes vaid paikneb maakoore kivimites.

Süsinik on:

• kõikide orgaaniliste ühendite koostisosa
• organismidele ehitusmaterjaliks ja energeetiliste protsesside vahendaja

Peamised elusorganismidega seotud süsinikuringe protsessid on:

• Süsiniku sidumine (foto- või kemosüntees):
  • CO₂ + H₂O + energia → (CH₂O)_n + O₂
• Aeroobne hingamine
  • (CH₂O)_n + O₂ → CO₂ + H₂O + energia
• Anaeroobne hingamine
  • (CH₂O)_n + X_ox → CO₂ + X_red
  • “X_ox” võib olla nitraat (NO^3-), sulfaat (SO₄^2-), väävel (S⁰), rauaioonid (Fe³⁺)

Kui kõik oksüdeerijad (peamiselt O₂) on keskkonnas juba kasutatud (redutseeritud), saab ka süsinikku kasutada elektroni aktseptorina (teda redutseerida). Seda kasutavad mõned bakterid (metanogeensed) anaeroobsetes tingimustes (elavad ka kõrgemate loomade, sealhulgas inimeste, soolestikus), moodustub metaan CH₄ (nimetatakse ka soogaasiks, biogaasiks, prügilagaasiks). Bakteriaalselt toodetud metaan on viimasel ajal palju kõneainet tekitanud. Nimelt on metaan oluline kasvuhoonegaas, mida vabaneb suurtes kogustes prügilatest (toidujäätmete anorgaanilisel lagunemisel), loomapidamisel (sõnniku anaeroobne lagunemine, loomade kõhugaasid), heitvee puhastusjaamadest jpm. Teisestküljest on metaan põlev gaas ja kasutatav energiatootmisel. Mõnedes prügilates (näiteks Pääsküla) ja põllumajandusettevõtetes (Saarema seakasvatusettevõtetes näiteks) seda energiasaamisviisi juba kasutatakse.
Bioloogiline süsinikuringe on seotud ka hapnikuringe ning veeringega.

Joonis. Süsinikuringe. Loe teksti!

Kasvuhooneefekt
Ilma atmosfäärita oleks Maa pinnatemperatuur -18°, sama mis Kuul. Tegelikult on Maa temperatuur keskmiselt +15°. Selle põhjus on atmosfääri olemasolu. Maa atmosfäär käitub kui kasvuhoone, pidurdades pikalainelise soojuskiirguse kadumist maailmaruumi. Maa kasvuhooneefekt on elusorganismidele eluliselt vajalik.
Muret valmistab aga inimtegevuse tõttu atmosfääri paisatavate nn. kasvuhoonegaaside kogused. Peamine probleemne kasvuhoonegaas on CO₂, mis eraldub fossiilsete kütuste põlemisel. Suur osa CO₂-st tuleb ka metsade hävitamisest (puutüvedesse on seotud väga palju süsinikku), rabade kuivendamisest (kuivendamisel pääseb O₂ turbale ligi ja algab kiire turba lagunemine, millest eraldud CO₂) ja igikeltsa sulamisest (kaasneb kliima soojenemisega, efekt sarnane rabade kuivendamisega). Ilmselt tuleb süsihappegaasi atmosfääri tunduvalt rohkem, kui taimed jõuavad ära siduda. Enamus looduslikke kooslusi hingab samapalju kui fotosünteesib ja nii pole neist CO₂ sidumisel asja. Kasumlikult töötavad vaid kooslused, kus toimub orgaanilise aine talletumine (rabad, kasvav mets) kuid nende koosluste saatus sõltub samuti inimtegevusest, see aga pole just soosiv.

Joonis. Süsihappegaasi ja hapniku atmosfäärse kontsentratsiooni mõõtmised 1970 – 2005. Must joon – Süsihappegaasi kontsentratsioon Mauna Loal, Hawaii’s (19°N laiuskraad), tumesinine – süsihappegaasi mõõtmised Uus-Meremaal (41°S). Hapnikukontsentratsioonid: roosa – Kanadas (82°N) ja helesinine Austraalias (41°S). Allikas IPCC raport 2007.

Tegelikult on nn. kasvuhoonegaase rohkem. Nimetagem siin veel CFC (kloroflorosüsivesinikud), metaan, veeaur. Nendest viimase hulk inimtegevusest märkimisväärselt ei sõltu. Metaanil ja CFC-del on aga märksa tugevam efekt kui CO₂-l. Näiteks CFC-de ühe molekuli efekt võrdub ligikaudu 7000 CO₂ efektiga.
Pikemaid ja esinduslikumad CO₂ kontsentratsiooni mõõtmised on tehtud Mauna Loa observatooriumis Hawaiil alates 1958. aastast. Igal suvel kontsentratsioon langeb tänu vegetatsiooniperioodile, talviti aga kontsentratsioon tõuseb. Keskmiselt on täheldatav aga kontsentratsiooni pidev peaaegu lineaarne tõus.
Ajaloolise perioodi (enne industrialiseerumist) atmosfääri koostist on uuritud kasutades pooluste igijäässe jäänud õhumulle. Nende andmete põhjal võib näha, et CO₂ kontsentratsioonid ajavahemikul 500 aastat eKr. kuni 1880 ei muutunud olles keskeltläbi 260 – 280 ppm (osakest miljoni kohta e. 0,026 – 0,028%).
Kuivõrd see mõjutab Maa kliimat, on veel selgusetu kuid viimase 100 aasta temperatuurivaatlused näitavad, et keskmine temperatuur sellel perioodil on tõusnud ca. 0,5°C.

Lämmastikuringe

Vesi koosneb ainult vesinikust ja hapnikust, süsivesikutes ja rasvades sisaldub lisaks süsinik. Kõigis ülejäänud bioloogiliselt tähtsates molekulides, näiteks valgud, nukleiinhapped, klorofüll, esineb olulisel kohal lämmastik. Inimese kuivkaalust moodustab lämmastik 13%, vaid süsinikku (48%) ja hapnikku (24%) on rohkem. Peamiseks lämmastiku anorgaaniliseks varuks õhulämmastik (N2), 78% õhust.
Lämmastik on:

• oluline element aminohapetes (valkudes)
• oluline element nukleiinhapetes (DNA, RNA)
• sageli limiteerivaks teguriks ökosüsteemides
• oluline bakteriaalses ainevahetuses

Joonis. Lämmastikuringe. Loe teksti!

Lämmastikuringet saab jagada etappideks:

Lämmastiku fikseerimine
Ehkki lämmastikku on palju ja see on kättesaadav kõikjal kus on õhku, on produktsioon sageli limiteeritud just lämmastiku poolt (ka põllumajanduses on lämmastikväetised tähtsaimad). Põhjuseks on lämmastiku äärmine keemiline inertsus (ta ei taha moodustada ühendeid), gaasina teda elusorganismid kasutada ei saa.
Lämmastiku fikseerimiseks nimetatakse õhulämmastiku (N₂) redutseerimist ammooniumiooniks (NH₄^-). Koos äikesega (mis on võimeline valmistama lämmastikoksiide) on see protsess võimaluseks elusorganismidel kasutada tohutuid atmosfääris leiduvaid lämmastikuvarusid. Lämmastiku fikseerimisega saavad hakkama vaid mõned bakteriliigid, kellest osa elavad vabalt (sinikud e. tsüanobakterid), teised on aga mutualistlikes suhetes taimedega. Tuntuim bakteriperekond selles vallas on Rhizobium, keda võib leida paljude liblikõieliste taimede juurtel nn. juuremügarates.
Lämmastiku redutseerimine on energeetiliselt väga kulukas tegevus. Nii kulub bakteritel ühe lämmastikumolekuli sidumiseks 16 ATP-d.

Ammonifikatsioon
Kui organismid eritavad oma lämmastikuainevahetuse jääke (imetajatel uriiniga karbamiid, lindudel ja roomajatel kusihape, kaladel jt. veeorganismidel ammoonium) asuvad nende kallale bakterid ja seened ning valmistavad nendest ammooniumi (NH₃). Ammooniumit saavad osad lagundajad kasutada enda lämmastikuvajaduse rahuldamiseks. Suurele osale taimedest sobib ammoonium ka lämmastikuallikaks (aga eelistatakse nitraate).

Nitrifikatsioon
Soojades ja neutraalse mullaga tingimustes lagundajate toimel vabanenud või väetisena kasutatud ammoonium oksüdeeritakse. Seda protsessi kasutavad mõningad bakterid ATP sünteesiks (kemosüntees). Protsess toimub kahes etapis: kõigepealt oksüdeeritakse ammoonium nitritiks (NO₂^-), seejärel oksüdeerivad teised bakterid nitriti nitraadiks (NO₃^-). Nende bakterite kooselu võib nimetada ka kommensalismiks, kuna nitraadiks oksüdeerivad bakterid sõltuvad teiste poolt valmistatavast nitritist.
Enamus taimi eelistab lämmastikku nitraadi kujul kuid hakkama saadakse ka ammooniumiga. Happelistes muldades on nitrifikatsioon aeglane ja taimed kasutavad eelistatult ammooniumit.

Denitrifikatsioon
Denitrifikatsioon on protsess, mille käigus redutseeritakse nitraat (NO₃^-) lämmastikdioksiidiks (NO₂), seejärel lämmastikmonooksiidiks (NO) ja viimaks molekulaarseks lämmastikuks (N₂). Denitrifikatsiooniga tegelevad teatud anaeroobsed bakterid, kes kasutavad lämmastikuühendeid oma hingamisel elektroni aktseptorina. Aeroobselt hingavad organismid kasutavad selleks otstarbeks teatavasti hapnikku. Seega on tegemist hingavate organismidega, kes saavad ühe glükoosi molekuli lõhustamisel 36 ATP-d kuid kes ei kasuta hingamiseks hapnikku. Selliseid organisme nimetatakse anaeroobseteks hingajateks. Antud juhul on tegemist nitraatsete hingajatega (vaata ka süsinikuringe juures olevat anaeroobse hingamise üldist valemit).

Fosforiringe

Fosfor on:

• oluline komponent nukleiinhapetes (DNA, RNA)
• oluline komponent rakumembraanides
• oluline komponent luudes ja hammastes
• osaline rakusisestes protsessides energiaülekandjana

Joonis. Foskoriringe. Loe teksti!

Erinevalt teistest eelpool käsitletud ainetest puudub fosforil gaasiline faas. Seetõttu ei saa pinnavee äravooluga merre kandunud fosfor kuigi lihtsalt maismaale tagasi. mõningal määral saab seda tagasi näiteks kalatoiduliste loomade väljaheidetega (linnud näiteks), randa uhutud vetikatega jne.
Õnneks sisaldavad paljud kivimid fosforit. Tuntumaid on näiteks apatiit ja fosforiit. Sellele vaatamata on fosfori defitsiit paljudes ökosüsteemides peamine produktsiooni limiteeriv tegur kuna fosfori vabanemine kivimitest on aeglane. Eriti tihti on fosfor limiteerivaks veeökosüsteemides.
Taimedele on fosfor kättesaadav fosfaatioonina PO₄^3-. Organismis jääb fosfor endiselt fosfaadi kujule ja esineb fosfaatrühmana nii nukleiinhapetes kui muudes ainetes. Loomad saavad oma fosfori taimedelt (ikka fosfaadina) ja sealt saavad selle lagundajad. Vabanevaks ühendiks on jälle fosfaat, mida kasutavad taas taimed.
Sageli on fosfori ringe väga kiire ja enamus kättesaadavast fosfaadist on elusorganismide koosseisus. Korra vabanenult võetakse see kiiresti kasutusse taimede poolt.

Väävliringe

Väävel on:

• oluline komponent mitmetes aminohapetes (tsüsteiin, metioniin)

Joonis. Väävliringe. Loe teksti!

Väävli anorgaanilised varud on peamiselt maakoores kips (CaSO₄) ja püriit (FeS₂), veekogudes sulfaat (SO₄^2-), H₂S ja S⁰. Mullas sulfaat, atmosfääris vääveloksiid (SO₂), H₂S.

Nagu lämmastikulgi, on väävlil mitu oksüdatsiooniastet (valents 2 – 6). Kõige oksüdeeritum vorm on sulfaat (SO₄^2-), kõige redutseeritum sulfiid (S^2-). Anaeroobsetes tingimustes saab sulfaati kasutada hingamisel oksüdeerijana (anaeroobne hingamine SO₄^2-→ S^2-). Aeroobsed hingajad kasutavad selleks otstarbeks hapnikku. Sulfiidi (S^2-) on omakorda võimalik kasutada redutseerijana fotosünteesil (fotoautotroofsed bakterid), taimed kasutavad selleks otstarbeks vett.
Anaeroobsetes tingimustes sõltub sulfiidi (S^2-) edasine saatus positiivsete ioonide kättesaadavusest. Sageli moodustub väävelvesinik (divesiniksulfiid H₂S). See eraldub mullast või setetest gaasina. Viimane haiseb tugevalt mädamuna moodi ja on väga mürgine. Kui keskkonnas on raua ioone, moodustub sageli raudsulfiid (FeS). H₂S on võimalik ka redutseerida ja kasutada selles sisalduvat energiat kemosünteesil.

Madalrõhuala e. tsüklon on ümbritsevast õhkkonnast suhteliselt madalama õhurõhuga ala. Kõige madalam on õhurõhk tsükloni keskmes ja see tõuseb perifeeria suunas. Kõige sagedamini arenevad meie ilma mõjustavad tsüklonid atmosfääri neis paigus, kus soe õhk subtroopilistelt laiustelt kohtub külma õhuga kõrgematelt laiustelt. Tavaliste parasvöötme tsüklonite sünnipaik on keset Atlandi ookeani 30-60°pl. vahel, kuid sageli jõuavad Eestini ka tsüklonid, mis on tekkinud põhja pool polaarjoont või Vahemere piirkonnas.

Tsükloni teket saab esmalt jälgida satelliidipildilt, seejärel juba suletud isobaarina sünoptilisel kaardil. Tuulte suund tsüklonis on vastupäeva põhjapoolkeral ja päripäeva lõunapoolkeral. Hästiarenenud tsüklonit iseloomustab väljakujunenud frontide süsteem. Soe front tähistab pealetungiva soojema õhu piiri, külm front pealetungiva külma õhu piiri. Tavaliselt liigub külm front kiiremini ja jõuab peagi soojale järele, tulemiks on liitunud e. oklusiooni front.

Tsüklonaalset ilma iseloomustavad kiired õhurõhu muutused, tsükloni lähenedes õhurõhk langeb, tsükloni möödudes hakkab tõusma. Pilvisuse ja sademete olemasolu sõltub samuti, milline tsükloni osa meid parasjagu katab. Tsükloni lähenedes pilvisus tiheneb, läheb sajule, tsükloni tagalas, laussadu asendub hoogsajuga või lõpeb hoopiski.

Hall- õhurõhu samajoon e.isobaar
Punane – soe front
Sinine – külm front
Lilla – oklusiooni front

Kõrgrõhuala e. antitsüklon on ümbritsevast õhkkonnast suhteliselt kõrgema õhurõhuga ala. Kõige kõrgem on õhurõhk kõrgrõhuala keskmes ja langeb perifeeria suunas. Kõige sagedamini tekivad meie ilma mõjustavad antitsüklonid Skandinaavias, Soomes või teistes Läänemeremaades, kuid vahel ulatub Eestini ka Siberi või Venemaa Euroopa osa kõrgrõhkkonna lääneserv.

Kõrgrõhualas valitsevad tavaliselt laskuvad õhuvoolud, mis põhjustavad pilvisuse hajumist. Sage nähtus on külmal poolaastal inversioonikihi tekkimine. Inversiooni korral õhutemperatuur vastupidiselt tavalisele käigule troposfääris kõrgemale tõustes tõuseb. Inversioonikihi alune madal õhuke pilvekiht võib põhjustada pilves taeva püsimist hoolimata kõrgest õhurõhust.
Tuulte suund kõrgrõhkkonnas on põhjapoolkeral päripäeva ja lõunapoolkeral vastupäeva.

Hall joon –õhurõhu samajoon e.isobaar.
Antitsüklonis pöörduvad tuuled päripäeva ümber keskme.

Muld on inimese jaoks vaga oluline loodusvara ja selle intensiivsel kasutamisel võivad mulla omadused (lõimis, huumusevaru, veerežiim jm) oluliselt muutuda. Inimese seisukohalt on oluline mulla võime varustada taimi (eelkõige kultuurtaimi) vajalike toitainete ning vee ja hapnikuga. Viljakoristusega kantakse põldu-delt ara suur hulk toitaineid. Mulla taastumine võtab aga aega sadu ja rohkemgi aastaid. Muldkate on suur rikkus, mida on vaja kaitsta ja saastlikult majandada. Mullateaduses ongi seetõttu tähtsal kohal mulla kasutus- ja kaitseprobleemid. Inimtegevuse poolt põhjustatud mulla kahjustumist või hävimist nimetatakse muldade degradatsiooniks, ning see jaotub üldiselt neljaks: erosioon, deflatsioon, füüsikaline ja keemiline degradatsioon. Nendest olulisim osa on erosioonil ja deflatsioonil. Need mõlemad on looduslikud protsessid, mis aga maa ebaõige kasutamise korral intensiivistuvad ja suur hulk mulla produktiivsest osast paigutub umber. Tootliku maa kadu on maailmas hinnatud 5-7 miljoni hektarini aastas.

Tundras- kuna enamiku aastast valitseb madal temperatuur, mis põhjustab pinnase läbikülmumise ja igikeltsa tekke, siis saavad mullaprotsessid toimuda vaid mulla ülessulavas pindmises osas. Mullateke on väga aeglane. Mullad on liigniisked ja hapnikuvaesed esineb gleistumist ja turvastumist.
Okasmetsas- Jahedas ja niiskes kliimas, kus sademed ületavad aurumise toimub läbiuhteline veerežiim. Mullad on sageli tekkinud graniitsel murendil, mis on liivakas ja hästi vett läbilaskev. Sügisestel vihmasadudel uhutakse aluselised katioonid mullast välja. Varisevad okkad põhjustavad happelist keskkonda ning toimub muldade leetumine.
Rohtlas- kontinentaalses kliimas, kus aastane sademete hulk on tasakaalus auramisega, tekivad viljakad mustmullad, mis on kõrge poorsuse, suure toiteelementide sisalduse ja hea sõmeralise struktuuriga. Rohttaimede lehevaris ja mullas olev taimejuurestik tekitavad õhurikka rohukamara. Suvel, kui mullad läbi kuivavad toimub huumuse kogunemine ehk kamardumine.
Kõrbes- kuivas ja poolkuivas kliimas levivad mullad on väga sooladerikkad, sest sademeid on vähe ja aurumine suur ning soolad püsivad mullas- toimub sooldumine. Mullateke on võimalik vaid seal, kus mullad saavad jõe- või põhjaveest niiskust juurde.
Vihmametsas- neil aladel on mullateke kestnud kõige kauem ja ka kliima on püsinud üsna muutumatuna, seetõttu ulatub muld kuni 10 meetri sügavuseni. Pidevalt kuum ja niiske kliima soodustab keemilist murenemist. Orgaaniline aine laguneb nii kiiresti, et huumushorisonti peaaegu ei teki. Muld vaestub alustest ja koguni ränist. Muld rikastub taimedele mitteoluliste raua- ja alumiiniumoksiididega, mis põhjustavad mulla värvumist punakaks või kollakaks- puna- ja kollamullad.

MULLA TEKE
Muld tekib paljude üksteisega vastastikku sõltuvuses olevate protsesside koosmõjul. Olulisemad on orgaanilise aine ladestumine ning muundumine, ainete pidev ümber paigutamine ning kogunemine mulla erinevatesse osadesse, uute tihendite moodustumine, ainevahetus taimede ja mulla vahel jm.
Muldade kujunemisel on seega oluline ainete liikumine, mis jaguneb järgmiselt; ainete sissekanne, mil mulda lisandub nii orgaanilist kui ka anorgaanilist ainet; mineraalne aine satub mulda näiteks jõgede tulvavete poolt kantuna, vulkaanilise tuha ja liivade tuulekandega; rohttaimestikuga kaetud aladel ladestub taimedest pärinev orgaaniline aine mulla pinnale või selle ülaossa; ainete arakanne pinnavee, tuulekande, põhjaveega vms. ainete umberpaigutamine, mis seondub enamasti vee liikumisega või mullaosakeste segunemisega; ainete muundumine, mis on seotud orgaanilise aine lagunemise, keemilise murenemise ja savimineraalide tekkega.
Mullas esinevate protsesside tulemusena kujuneb välja mullaprofiil. Mullaprofiil on püstläbilõige maapinnalt kuni mullatekkest muutmata lähte- või aluskivimini ja selles võib naha mitmesuguse tüseduse ja värvusega kihte, mida nimetatakse mullahorisontideks. Mullahorisondid erinevad tiksteisest ka lõimise struktuuri, orgaanilise aine sisalduse, keemilise koostise jm poolest.

Mulla profiil.
Välja- ja sisseuhtehorisondi all asuvad lähtekivim (C-horisont), mis koosneb mullaprotsessidest mõjutamata setetest, ning aluskivim (D-horisont), mis koosneb tard-, sette- või moondekivimitest. Eestis on mullad kujunenud aluskivimile (Ordoviitsiumi ja Siluri lubjakivid) ainult Põhja- ja Lääne-Eestis, mujal on mullad kujunenud lähtekivimile.
Kõrge põhjavee taseme ja veega küllastunud aladel kujuneb välja turba- ja gleihorisont.
Turbahorisont (T) tekib enamasti soodes lagunemata ja erinevas lagunemisastmes taimejäänuste ladestumisel. Turbahorisondi iseloomustamisel arvestatakse tüsedust ja turba lagunemisastet (halvasti, keskmiselt ja hästi lagunenud turvas) ja päritolu (raba-, siirdesoo- või madalsooturvas). Gleihorisont (G) on veega küllastunud aladel ja hapnikuvaeguses oksüdatsiooni- ja reduktsiooniprotsesside tulemusena tekkinud sinakas- või rohekashall (liivade puhul ka valkjashall) horisont.

Peamised mullas toimuvad protsessid
Ainete ladestumise ja umberpaigutumise tagajärjel võivad muldade teket iseloomustada nii kuhjumis- e akumulatiivsed kui ka sisse- ja väljauhteprotsessid, mis sageli omavahel kombineeruvad. Kõiki muldi iseloomustab huumuse kuhjumise protsess, mille tulemusena moodustub huumushorisont (A horisont). Selle laad ja intensiivsus sõltuvad kliimast, mulla lähtekivimist ja veerežiimist, ning orgaanilise aine hulgast ja koostisest ning muundumisest. Protsess on seda intensiivsem, mida paremad on tingimused orgaanilise aine akumulatsiooniks ja humifikatsiooniks. Eestis on huumuse akumulatsiooni protsessi tagajärjel tekkinud näiteks rähk- ja loopealsed mullad.
Teistest mullatekkeprotsessidest on laiemalt levinud leostumine, leetumine, lessiveerumine, savistumine ja gleistumine, mis on ka Eesti muldade kujunemises olulised.
Leostumise all mõistetakse veeslahustavate soolade valjauhtumist. Laialdaselt esineb leostumist karbonaadirikka lähtekivimiga aladel, kus karbonaadid (kaltsiumi ja magneesiumi soolad) lahustuvad ja uhutakse välja. Leostumisprotsess leiab aset sademeterikastel aladel, kus sademed ületavad auramise ja mullakiht on kergesti läbiuhutav. Näiteks parasvöötmes karbonaatsel moreenil kujunenud muldadel kanduvad lahustavad ühendid laskuva veevooluga allapoole.
Leetumine tahendab, et osa mulla mineraalosast laguneb happelise mullavee toimel lihtsamateks lahustuvateks ühenditeks. Enamasti lagunevad väiksemad mullaosad. Raskusjõu mõjul läbi mulla liikuv vesi kannab need mullaprofiilis allapoole ja osaliselt ka mullast välja. Nii vaesub mulla ülaosa mitmetest keemilistest elementidest (Ca, Mg, Fe, K), suureneb mulla happesus ning kujuneb valkja värvusega leetehorisont (väljauhtehorisont). Osa lagusaadusi ning mulla ülaosast pärinevaid peenemaid mineraalosakesi kuhjub aga sügavamale, kus moodustub sisseuhtehorisont (B-horisont). Leetumine on iseloomulik parasvöötme sademerikastele okasmetsapiirkondadele. Leetumist soodustab karbonaatidevaese lähtekivimi esinemine. Eestis on laialdasemad leetunud muldade levikupiirkonnad Lõuna-Eestis, Peipsi järve ääres ja Vahe-Eestis.
Lessiveerumine on mullaprotsess, mille kaigus mulla väikesed tahked lagunemata osad uhutakse pindmistest horisontidest välja. Need viiakse sügavamale, kus tekib savistunud sisseuhtehorisont. Lessiveerumise tagajärjel kaovad pindmistest horisontidest peened osakesed ning seega ka mitmed elemendid.
Savistumine on aga mullaprotsess, milles peened murenemissaadused ja orgaanilise aine mineraaliseerumis saadused kuhjuvad tekkekohal.
Gleistumine toimub veega küllastunud hapnikuvaeses keskkonnas. Mullamikroobid võtavad orgaanilise aine oksüdeerimiseks vajaliku hapniku rauaühenditest. Moodustuvate rauaühendite reageerimisel mulla mineraalosaga tekivad sinakad ja rohekad gleimineraalid. Näiteks moodustavad Lääne-Eesti muldadest valdava enamiku gleistunud ja gleimullad, sest nad kujunevad enamasti tasandikulistel aladel, kus äravool on halb ja põhjavesi ulatub sagedasti mullaprofiili.
Vaiksematel geograafilistel laiustel on mullaprotsessidest levinud ferralisatsioon, kaltsifikatsioon ja sooldumine.
Ferralisatsioon esineb peamiselt ekvatoriaalses vööndis, kus soojas ja niiskes kliimas moodustub murenemiskoorik intensiivse keemilise murenemise tagajärjel. Selle ülemises osas tekib punaka värvusega kiht, mis on rikastunud raua- ja alumiiniumiühenditest. Biogeensete tegurite kaasmõjul tekivad neil aladel ferraliitmullad, mida vihmametsades iseloomustab mikroorganismide toimel kiire orgaanilise aine lagunemine ja mineraliseerumine.
Kaltsifikatsioon on tüüpiline aladele, kus sademete hulk on võrdne auramisega või sellest veidike suurem. Iseloomulik on kaltsiumi kogunemine sisseuhtehorisonti. Sellistes tingimustes on arenenud ka mustmullad. Mustmullad on tekkinud eelkõige parasvöötme rohtlate savikatel ja lubjarikastel setetel (nn lossipiirkondades, nt USA-s, Argentiinas ja Ukrainas) ning nende mustjaspruun värvus tuleneb rohketest orgaanilistest ja kaltsiumühenditest. Mustmuldade huumushorisont ulatub kuni 2 meetrini on kõrge huumusesisaldusega ning seega vaga viljakas kultuurtaimede kasvatamiseks.
Sooldumine esineb aladel, kus mullad sisaldavad rohkelt vees lahustuvaid soolasid, see on tingitud lähtekivimi või põhjavee suurest soolasisaldusest. Kuiva kliimaga aladel, kus auramine on intensiivne ja mulla läbiuhtumine toimub harva või üldse mitte. Laialt levinud on solontsakid, kus kuivuse tõttu liigub põhjavesi pinnases ülespoole ja aurab, jättes mulla pinnale lahustunud soolad. Tihti kogunevad need kirmena või kihina maapinnale. Sooldunud muldi esineb kõige sagedamini poolkõrbetes ja kõrbetes, aga ka parasvöötme rohtlates. Nii kujunevad kergesti lahustuvaid sooli sisaldavad ja soolalembeste taimedega alad.
Muldade kujunemisel on olulise tähtsusega ka geoloogilised protsessid. Näiteks jõeorgudes esinevad lammimullad, mida suurvesi perioodiliselt üle ujutab. Juurdekantava aine hulk sõltub üleujutuse intensiivsusest. Analoogne protsess esineb ka laugetel mererandadel, kuhu üleujutustega kantakse mitmeid merevees esinevaid elemente eriti naatriumit ja kloori.
Organogeense tekkega on soomullad, mis kujunevad kõrge põhjavee ja veega küllastunud aladel, kus orgaaniline aine ladestub mineraalosa pinnale. Soomullas on turbahorisondi tüsedus Ole 30 sentimeetri. Kui T horisont on õhem loetakse mullad turvastunud muldade hulka.
Kuna keskkonnatingimused vahelduvad, siis varieeruvad ka mullatekkeprotsessid ning eri piirkondades kujunevad erinevad mullad. Taimekasvu seisukohalt eristatakse muldi nende produktiivsuse järgi.

Suur osa maismaast on kaetud erineva koostise ja erinevate omadustega mulda­dega. Mullad moodustavad muldkatte, mida nimetatakse pedosfaariks (kreeka keeles pedon – maapind, mull) ja mis on Oks noorematest Maa sfääridest, sest see hakkas arenema alles koos elusa loodusega.

Mullaks nimetatakse maakoore pindmist kobedat kihti, mida taimed, loomad ja mikroorganismid aktiivselt kasutavad. Muld tekib elusaja eluta looduse pikaajalisel vastastikusel toimel ning organismid ja nende jaanuste laguproduktid muudavad seda pidevalt.

Mulla tekkes on tahtis osa maakoore pindmise kihi kivimitel, nende koostisel ja murenemisel. Murenenud kivimit või pinnakatte pudedaid setteid (nt moreen), kuhu asuvad taimed ning millest ja millele mull tekib, nimetatakse mulla lähtekivimiks. Mulla tekkeks vajalikud tingimused on eelkõige seotud murenemisprotsessiga. Füüsikalisel murenemisel e rabenemisel omandab kivim parema õhustatuse ja veeläbilaskvuse – see loob taimedele ja mikroorganismidele sobiva elukeskkonna. Rabenemisega samal ajal toimub keemiline murenemine a porsumine. Mida peenemaks muutub lähtekivim, seda tähtsamaks muutub porsumine, mille kaigus suureneb saviosakeste hulk ja murenenud kivimmaterjal ehk murend rikastub uute keemiliste ühenditega ning peab paremini kinni nii vett kui ka õhku.

Mulla tekkes on kõige tähtsamad siiski kivimmurendile kasvama asunud rohe­lised taimed, mis loovad orgaanilist ainet. Viimane kuhjub lähtekivimi pinnale või selle Olemisse ossa ja mikroorganismid hakkavad seda lagundama. Taimse, loomse ja mikroobse orgaanilise aine ning selle muundumissaaduste toimel muutubki lähtekivim lõpuks mullaks. Mulla mineraalosa ei ole seega rohelisele taimele lihtsalt kinnitus- ja kasvukohaks, vaid võtab osa muldade kujunemisest. Muld ja taimed on omavahel vastastikku seotud. Muld on taimede elutegevuse saadus, kuid vee ja mineraalsete toitainete säilitajana on muld ka taimestiku kujunemise eeltingimus.

Lähtekivimi tera suurusest, mineraalsest ja keemilisest koostisest olenevad mulla areng ja omadused, nagu nt ohustatus, ning mulla vee- ja toitainevarud. Mulla teket ja arengut mõjutavad ka kliima, pinnamood, veere2iim, ja inimene, kelle tegevus on suuresti häirinud muldade looduslikku arengut ning muutnud muldade omadusi. Vaatleme neid lähemalt.

Kliimatingimused (eelkõige sademete hulk ja temperatuur) mõjutavad kivimite murenemist ning põhjustavad vee liikumist mullas. Samuti mõjutavad nad taimede ja mikroorganismide liigilist koosseisu ja elutegevust – sellest omakorda oleneb orgaanilise aine koostis ja hulk mullas.

Reljeefist sõltub mulla vee- ja soojusrežiim, ainete ümberpaigutumine jm. Olulised on pinnavormide suhteline kõrgus, nõlva kalle ja asend ilmakaarte suhtes. Selgesti tuleb see esile Lõuna-Eesti künklikus maastikus, kus pinnavormide lõunapoolsetel nõlvadel, mis kevadel saavad rohkem soojust, sulab kuivab maapind kiiremini ning seal algab ka vegetatsiooniperiood varem. Eriti mõjutab reljeef muldade kujunemist mäestikes, kuna kõrguse kasvades muutub nii temperatuur kui ka sademete hulk ja lüheneb taimekasvu periood ning vahelduvad taimekooslused ning mullad.

Mulla omadused sõltuvad oluliselt mulla vanusest. Mulla moodustumine saab alata siis, kui pinnakattel on kujunenud soodsad tingimused orgaanilise aine kogunemiseks. Mulla vanus sõltub üldiselt koha enda vanusest ning ka mullatekketingimustest (kliimatingimused, pinnamood jm). Näiteks Eestis paiknevad vanemad mullad Kõrg-Eestis, mis vabanes jääkatte alt u 12 000 aasta tagasi. Nooremad mullad aga esinevad Madal-Eestis, mis parast mandrijää taandumist jäi vee alla ning tingituna maakerkest vabanes mere alt hiljem. Mida noorem on mull, seda rohkem sõltuvad tema omadused lähtekivimist. Orgaanilise aine kogunedes lisandub mullale iseloomulikke tunnuseid, mis peegelduvad erinevate mullahorisontide tekkes.

Mullas on esindatud aine oleku kõik kolm faasi; tahke (mineraalne ja orgaaniline osa), vedel (mullavesi) ja gaasiline (mullaõhk), mille osatähtsus erinevates muldades on suuresti varieeruv. Soodes kujunenud turbamuldade tahkest osast moodustab orgaaniline aine kuni 95⁰/o. On ka muldi, milles orgaanilise aine sisaldus on vaiksem kui 1%. Vaga üldiselt võetuna moodustab mulla ruumalast 45% mineraalne aine, 5⁰/o orgaaniline aine, 25% vesi ja 25⁰/o õhk.

Mulla tahkes osas on ülekaalus mineraalosa (enamasti Ole 90⁰/0, mis pärineb lähtekivimist. See jaguneb erineva jämedusega osakesteks, mille liigituse aluseks on osakeste läbimõõt.

Erineva suurusega mineraalosakesed mullas ja lähtekivimis, mis määravad mulla lõimise ning selle alusel jaotatakse muldi liiv-, saviliiv-, liiv-savi ja savimuldadeks. Lõimisest sõltub ka mulla sobivus taimekasvatuseks. Kõige paremad on kergemaja keskmise lõimisega (saviliiv, liivsavi) mullad. Sellistes muldades on piisavalt suuri poore, et mullaelustikule vajalik õhk saaks liikuda, ja piisavalt peenikesi poore, mis vett kinni hoiavad. Neid muldi on ka lihtne harida.

Mulla orgaaniline osa koosneb lagunemata. ja poollagunenud taimsetest, loomsetest ja mikroobsetest jäänustest ning huumusest. Huumus tekib taimejaanuste ja mulla mikroobide muundumisel, s,o kui need oksüdeeruvad, liituvad ja tihkestuvad. Huumus on mulla orgaanilise aine põhiosa, pruun või must keeruka koostisega orgaaniliste ühendite kompleks, mis on seotud mulla mineraalosaga. Huumusainetest on mullatek­keprotsessis aktiivseimad huumushapped, mis võtavad osa kivimite ja mineraalide murenemisest, mõjutades seega aineringet. Huumuse keemilises koostises on olulisimad süsinik (58%) ja lämmastik (3-8%).

Huumus parandab mulla omadusi (struktuursust, ohustatust, vee kinnipidamisvõimet jm) ja on toitainete allikas taimedele.

Mulla tahket osa iseloomustab ka struktuur, mille määrab mullaosakeste kuju ja vastastikune asend. Muld võib olla teraline või sõmeraline, see sõltub eriti väikeste mineraalosakeste ja huumuse rohkusest mullas. Sõmeralises mullas on mullaosakesed liitunud ning nende vahele jääb palju erineva suurusega tühemeid, mistõttu vihmavesi valgub kiiresti mulda. Samuti on need mullad paremini ohustatud.

Mullavesi pärineb enamasti sademetest ja põhjaveest ning osaleb nii kivimite murenemisprotsessis kui ka organismide elutegevuses, sealhulgas ka taimede toitumisprotsessis. Vett on mullas mitmel kujul. Taimedele on kergesti omastatav nn vaba vesi, nt mulda tunginud sademevesi ja peentes poorides liikuv kapillaarvesi, mis võib mullas liikuda mitmes suunas – niiskemast mullast kuivemasse ja ka mullas vertikaalselt alt üles või ülevalt alla. Põhjavee peal asuvat kihti, milles toimub kapillaarvee tous, nimetatakse kapillaarvooks. Mineraalide ja huumuse koostisse kuulub aga seotud vesi, mis on taimedele raskesti omastatav või omastamatu.

Mullaõhk täidab mineraalse ja orgaanilise aine vahele jäävaid poore. Mullaohust saavad taimede juured ja mullas elavad organismid hingamiseks hapnikku. Mullaohu allikas on atmosfääriõhk, millele lisanduvad gaasid, mis tekivad orgaanilise aine lagunemisel ja mida eritavad elusorganismid. Nii on mullaohus vähem hapnikku ja rohkem süsihappegaasi kui atmosfääriõhus.

Mullaelustik (bakterid, seened, vetikad, putukad ja nende vastsed, ussid ja mulda kaevuvad imetajad) segab ja lagundab mulla orgaanilist osa ja osaleb huumuse moodustamisel. Mullaelustiku tegevus muudab nii mulla ohustatust kui ka struktuursust. Mullaelustiku mass on eri muldades vaga erinev, ulatudes kiimnetesse tonnidesse hektari kohta, Mikroorganismide Orval on muldade kujunemisel olulisemad veel vihmaussid, kes lagundavad orgaanilisi aineid.

MURENEMINE

Murenemine on kivimite purunemine välistingimuste (vesi, temperatuur, tuul, elusorganismid) tagajärjel.

Lähtekivimiks nimetatakse kivimit mis murenemisprotsessile allub.

Murenemise liigid:

Füüsikaline murenemine ehk rabenemine. Kivimite purunemine ilmastiku nähtuste (vee jäätumine) toimel. Kivimite keemiline koostis jääb murenemisel muutumatuks. Eriti intensiivne suure temperatuuri kõikumistega piirkonnas

Keemiline murenemine ehk porsumine. Kivimite koostise muutumine keemiliste ühendite (vesi, CO2, O2, saasteained) toimel. Intensiivsem kuumas ja niiskes kliimas.

Bioloogiline murenemine. Kivimid lagunevad elusorganismide (samblad, samblikud, vetikad) elutegevuse toimel.

Murenemine on eelduseks mullatekkeprotsessidele. Murenemise intensiivsusest sõltub ka mulatekke kiirus.

Murenemise tähtsus looduses: tekivad setted, muld, muutub pinnamood. Muld on elukohaks paljudele organismidele. Tänu mullaviljakusele saavad kasvada taimed, mis on omakorda toiduks nii loomadele kui inimesele. Taimed saavad mulda kinnituda, sügav juurestik hoiab kõrgemakasvulisi taimi püsti. Muld talitleb ökosüsteemis filtrina, puhastab vett ja ka õhku. Muld on asendamatu loodusvara, põllumajanduses peamine tootmisvahend.