मृदा के प्रकार और मृदा की उत्पत्ति

मृदा यांत्रिकी में मिट्टी के तीन मुख्य प्रकारों में भेद किया जाता है: अबंधित, बंधित और जैविक मूल की मृदाएँ. इसके अलावा शिलाएँ भी होती हैं, लेकिन उनका अध्ययन मृदा यांत्रिकी में नहीं, बल्कि शिला यांत्रिकी नामक वैज्ञानिक अनुशासन में किया जाता है।

असंबद्ध मृदाएँ

असंयोजित या असुसंगत मिट्टियाँ वे होती हैं जिनके घटक किसी भी बंधनकारी पदार्थ से बँधे नहीं होते। शुष्क अवस्था में, जब वे नमी के प्रभाव में नहीं होते, असंयोजित मिट्टी के ठोस घटक मिट्टी के द्रव्यमान में पूरी तरह स्वतंत्र होते हैं और उनके बीच केवल घर्षण होता है, जिसे आंतरिक घर्षण कहा जाता है। असंयोजित मिट्टियों में शामिल हैं:

• ब्लॉक, कण आकार 200 – 2000 mm
• कंकड़, दाने का आकार 60 – 200 mm
• बजरी, कण आकार 2 – 60 mm
• बालू, कण आकार 0,02 – 2 mm
• धूल, कण आकार 0,002 – 0,02 mm.

यह उल्लेख किया जाता है कि धूल अंश को कभी-कभी गाद कहा जाता है (अंग्रेज़ी silt, जर्मन Schluff)। तथापि, चूँकि हमारे यहाँ गाद का अर्थ जैविक उत्पत्ति की एक निश्चित प्रकार की मिट्टी होता है, इसलिए इस अंश के लिए यह नाम भ्रम उत्पन्न कर सकता है।

Sl. 1 - रेतीली मिट्टी

बंधी हुई मृदाएँ

बंधित या सहसंयोजी मिट्टियाँ वे हैं जिनके ठोस घटक आपस में ससंजन द्वारा जुड़े होते हैं। सहसंयोजी मिट्टियों के भौतिक गुण बहुत अस्थिर हो सकते हैं, जो जल के प्रभाव से आसानी से बदल जाते हैं। बंधित मिट्टियों में वे आती हैं जिनमें 0,002 mm से छोटे आकार के ठोस कण होते हैं। जिस मिट्टी में मुख्यतः 0,002 – 0,0002 mm आकार के कण होते हैं, उसे चिकनी मिट्टी कहा जाता है, और यदि ये कण 0,0002 – 0,00002 mm आकार के हों, तो उसे कोलॉइडल चिकनी मिट्टी कहा जाता है।

प्रकृति में शुद्ध चिकनी मिट्टी कम ही मिलती है, और प्रायः यह रेत तथा धूल जैसे अन्य घटकों के साथ मिली होती है, जिसे दुमट मिट्टी कहा जाता है; चूना-पत्थर के साथ मिली मिट्टी को मार्ली मिट्टी (मार्ल) कहा जाता है, और मैग्नीशियम वाली मिट्टी उमा कहलाती है। सामान्यतः यह माना जाता है कि जिस मिट्टी में 50% से अधिक चिकनी अंश होते हैं उसे मोटी चिकनी मिट्टी या सरलतः चिकनी मिट्टी कहा जाता है, जबकि 50% से कम चिकनी अंश वाली मिट्टी को चिकनी मिट्टी वाली भूमि कहा जाता है। जिस मिट्टी में 5% से कम चिकनी अंश होते हैं, उसे असंयोजी मिट्टी के गुणों वाली माना जाता है।

किसी मृदा के किस समूह से संबंधित होने का आकलन करने का सबसे तेज़ और सरल तरीका है नमूने को सुखाकर उसे उँगलियों के बीच कुचलने की कोशिश करना। असंगत मृदाएँ तुरंत बिखर जाती हैं। चिकनी मिट्टी वाली मृदाएँ उँगलियों के बीच छोटे-छोटे टुकड़ों में टूटती हैं, और मिट्टी लगभग पत्थर जितनी कठोर हो जाती है।

चित्र 2 - चिकनी मिट्टी

कार्बनिक मूल की मिट्टियाँ

इन मृदाओं का बड़ा भाग कार्बनिक या पादप पदार्थों से बना होता है, साथ में चिकनी मिट्टी और अन्य घटक भी होते हैं। कार्बनिक घटकों की मात्रा के कारण ये मृदाएँ बहुत अस्थिर होती हैं और पानी को बहुत अधिक अवशोषित करती हैं, इसलिए वे अस्थिर हैं और न तो वहनक्षम मृदा के रूप में, न ही मिट्टी के कार्यों के निर्माण के लिए सामग्री के रूप में काम कर सकती हैं। इनमें ह्यूमस, गाद और पीट शामिल हैं।

ह्यूमस एक उपजाऊ मिट्टी है, जो पृथ्वी की परत के सतही स्तर में पाई जाती है, जिसकी मोटाई सामान्यतः कुछ डेसीमीटर होती है। यह जैविक और खनिज पदार्थों के मिश्रण से बनी होती है, जिसमें बहुत-सी बैक्टीरिया होती हैं। मिट्टी के तटबंधों, सड़कों के मार्ग-पट और इसी प्रकार के भूमि-कार्य करते समय, साथ ही मृदा-उपलब्ध खदान में मिट्टी के कार्यों के लिए सामग्री निकालते समय, ह्यूमस की पूरी परत को खोदकर हटाना चाहिए, जिसे केवल जल द्वारा कटाव से मिट्टी की ढलानों की रक्षा के लिए ही उपयोग किया जा सकता है।

Sl. 3 - ह्यूमस

दलदल की मिट्टी कार्बनिक पदार्थों के सूक्ष्म कणों के रूप में और खनिज पदार्थों जैसे चिकनी मिट्टी, धूल और रेत के मिश्रण से बनी होती है। यह पुरानी नदियों और झीलों के तल पर पाई जाती है।

पीट बड़ी मात्रा में पौधों तथा जैविक पदार्थों से बना होता है, जो रेशों के रूप में होते हैं, और उसमें खनिज पदार्थों की मात्रा कम होती है।

मृदा की उत्पत्ति

यदि हम पृथ्वी की पपड़ी का एक अनुप्रस्थ कट बनाएं, तो पाएंगे कि वह सामान्यतः सतही मृदा से बनी होती है - कम मोटाई वाली ह्यूमस परत, फिर उपसतही मृदा से, जो एक या अधिक विभिन्न संरचना और विभिन्न मोटाई वाली परतों से बनी होती है, और अंत में ठोस चट्टान से। सतही मृदा मुख्यतः पौधों और जैविक पदार्थों के विघटन से बनी है, जबकि उपसतही मृदा ठोस चट्टान के विघटन से बनी है।

ठोस शैल का विघटन वायुमंडलीय प्रभावों या ज्वालामुखीय क्रिया के कारण होता है। वायुमंडलीय प्रभाव यांत्रिक या रासायनिक हो सकते हैं। यदि ठोस शैल के विघटन की प्रक्रिया खनिजों का ऑक्सीजन के साथ यौगिक बनना है, तो यह ऑक्सीकरण द्वारा विघटन है, और यदि यह जल के साथ यौगिक बनना है, तो यह जलयोजन द्वारा विघटन है। ज्वालामुखीय क्रिया रासायनिक होती है। अत्यधिक ताप के कारण ठोस शैल ज्वालामुखीय राख में बदल जाती है।

ठोस शैल के विघटन और उसके मृदा में रूपांतरण की प्रक्रिया स्थल पर “in situ” भी हो सकती है या परिवहन के साथ भी। विघटित कणों का परिवहन जल द्वारा होता है, जिस स्थिति में जलोढ़ मृदाएँ बनती हैं, वायु द्वारा, जब वे पवनज मृदाएँ बनती हैं, या हिम द्वारा, जब हिमानी मृदाएँ बनती हैं। परिवहन के दौरान ठोस शैल के विघटित टुकड़ों और कणों का टक्कर, घर्षण और धुलाई के कारण आगे सूक्ष्मीकरण होता रहता है, जिसके वे परिवहन के समय अधीन होते हैं। इस क्रिया के कारण टूटे हुए टुकड़ों के किनारे गोल हो जाते हैं, नए कण और सूक्ष्म हो जाते हैं, उनके किनारे फिर से गोल हो जाते हैं, और इसी तरह तब तक चलता रहता है जब तक परिवहन जारी रहता है। ठोस घटकों का आकार और आकृति शैल की दृढ़ता, परिवहन की लंबाई, परिवहन के प्रकार आदि पर निर्भर करती है। इसलिए मृदा में ठोस कणों का आकार बहुत भिन्न होता है: गोल, अंडाकार, तीखे या गोल किनारों वाला, त्रिभुजाकार आदि। 0,02 – 0,002 mm आकार के ठोस घटक, जिन्हें मृदा यांत्रिकी में धूल कहा जाता है, प्रायः गोल या अंडाकार होते हैं। 0,002 mm से छोटे आकार के ऐसे घटक, जिन्हें क्ले कहा जाता है, परतदार होते हैं। रेत, बजरी और कंकड़ के बड़े कणों के आकार विभिन्न हो सकते हैं: घनाकार, गोलाकार, चपटे, आदि। घनाकार कण अपना आकार कठिनाई से बदलते हैं, जबकि चपटे कण आसानी से। इसलिए जो मृदाएँ मुख्यतः चपटे कणों से बनी होती हैं, वे अपना संघटन आसानी से बदल सकती हैं।

यह उल्लेख किया जाता है कि कुछ मृदाएँ, जिनका निर्माण पूरी तरह पूरा हो चुका है, कभी-कभी बाद में नए निक्षेपों से ढक जाती हैं, जिससे पहले से बनी मृदा गहराई में रह जाती है, जबकि नए निक्षेप पर एक दूसरी मृदा बनती है जिसका पूर्ववर्ती से कोई संबंध होना आवश्यक नहीं है। ऐसी पहले से बनी मृदा जो बाद में नए निक्षेप से ढक गई हो, दबी हुई मृदा कहलाती है। ये प्रायः कृषिभूमियाँ होती हैं, जिन्हें जोता गया था और बाद में पवन द्वारा लाई गई लोएस धूल की परतों से ढक दिया गया, लेकिन निक्षेप नदीजन्य भी हो सकते हैं। दबी हुई मृदा अपनी गहरी रंगत से पहचानी जाती है, और यदि यह प्रक्रिया कई बार दोहराई गई हो तो ऐसी मृदा-परतें कई हो सकती हैं।

जलोढ़ मृदाएँ

अवसादी मृदाएँ जल द्वारा परिवहन के दौरान ठोस कणों के निक्षेपण से बनती हैं। निक्षेपण कई कारकों पर निर्भर करता है, जिनमें सबसे महत्वपूर्ण हैं जल प्रवाह की गति, परिवाहित पदार्थों की कण-आकृति/मोटाई, तथा लवण, चूना आदि जैसे अन्य घटकों की मात्रा। जल प्रवाह की अधिक गति पर केवल मोटे कण ही निक्षेपित होते हैं, जबकि सूक्ष्म कण निक्षेपित नहीं होते, बल्कि आगे परिवाहित होते रहते हैं। इसलिए बड़े ठोस कण जल प्रवाह के ऊपरी भाग में, स्रोत के अधिक निकट, जहाँ जल की गति अधिक होती है, निक्षेपित होते हैं। जल प्रवाह की गति घटने पर क्रमशः और सूक्ष्म कण निक्षेपित होते जाते हैं। स्थिर, प्रवाह-रहित जल में, सामान्यतः सबसे सूक्ष्म ठोस कण निक्षेपित होते हैं। जहाँ भी जल प्रवाह धीमा होता है, वहाँ बड़े निक्षेपण बनते हैं, जैसे नदी-तल से पानी के बाहर आने पर बाढ़ग्रस्त क्षेत्र में, फिर नदियों के मुहाने पर, बाँधों के सामने आदि।

कोलॉइडल चिकनी मिट्टी के अत्यंत सूक्ष्म कणों का अवसादन अनिश्चित काल तक चल सकता है, क्योंकि जल में डुबोए जाने पर 0,0002 mm से छोटे आकार के सूक्ष्म कणों के बीच विद्युत-रासायनिक प्रभाव उत्पन्न होता है। इस स्थिति में ठोस कणों पर समान चिह्न वाला (ऋणात्मक) विद्युत आवेश होता है, जिसके कारण वे एक-दूसरे को प्रतिकर्षित करते हैं और द्रव द्रव्यमान में ऐसे वेग से चलते हैं जो उनके छोटे होने पर और अधिक होता है। इन्हें ब्राउनियन गति कहते हैं। इन गतियों के कारण पानी में ठोस कणों का अवसादन काफी धीमा हो जाता है और यह अनिश्चित काल तक चल सकता है।

Sl. 4 - जलोढ़ मिट्टी

ऐओलिक मृदाएँ

वायवीय मृदाएँ पवन द्वारा ठोस कणों के निक्षेप से बनती हैं। वायवीय मृदा के दो प्रकार होते हैं — लोएस और टीले। लोएस लगभग 0,05 mm या उससे थोड़े छोटे आकार के ठोस कणों से बना होता है, जो कैल्शियम कार्बोनेट द्वारा आपस में चिपके होते हैं। इसलिए शुष्क अवस्था में लोएस की दृढ़ता बहुत अधिक होती है। लोएस में कटाव ऊर्ध्वाधर किनारों के साथ बहुत अधिक ऊँचाई तक टिके रह सकते हैं। किंतु यदि लोएस अधिक गीला हो जाए, तो वह अपनी दृढ़ता खो देता है और आसानी से खिसकने लगता है। बेलग्रेड के पास बेज़ानिय्स्का कोसा के लोएस निक्षेपों के उदाहरण ज्ञात हैं, जो 20m से अधिक ऊँचाई पर ऊर्ध्वाधर किनारों के साथ टिके रहते हैं। लेकिन जिन भागों में किनारों के पास बस्तियाँ बनी हैं, जैसा कि ज़ेमुन की चुनार्स्का सड़क के मामले में है, जहाँ उपयोग किए गए जल के फैलाव के कारण लोएस पठार की ढलान के ठीक पास लगातार भीगाव होता रहता है, लोएस की ढलानें धँस जाती हैं और किनारे के पास लोएस मिट्टी की स्थिरता खतरे में पड़ जाती है।

रेत के टीले हवा द्वारा जमा की गई ढीली रेत की चलायमान पहाड़ियाँ हैं। हवा के प्रभाव में ये टीले जल्दी बिखरते और फिर बनते रहते हैं, इसलिए ये मकानों और परिवहन साधनों के दबने तथा ढहने का खतरा पैदा करते हैं।

चित्र 5 - ऐओलियाई मिट्टी

हिमानी मृदाएँ

हिमानी मृदाएँ बर्फ द्वारा मृदा के ठोस कणों के परिवहन से बनती हैं। हिमानी मृदाओं की संरचना जलोढ़ मृदाओं से भिन्न होती है, क्योंकि वे लगभग समान कण-आकार वाले ठोस कणों से बनी होती हैं, अर्थात् कंकड़, बजरी (मोरेन) या रेत, जो बर्फ के पिघलने के बाद बच जाते हैं। पूर्ववर्ती हिमानी झीलों की परतों में हिमानी दोमट पाई जाती है।

आकृति 6 - हिमानी मृदा