|
|
Большая Советская Энциклопедия (цитаты)
|
|
|
|
|
Биогеохимия | Биогеохимия (далее Б) часть геохимии, изучающая геохимические процессы, происходящие в биосфере при участии организмов. Миграция элементов на Земле не может быть понята без учета влияния организмов. Отражение биогеохимических процессов находит место на геологических картах. Впервые задачи Б были сформулированы в СССР академиком В. И. Вернадским и разрабатывались в специально созданной биогеохимической лаборатории (ныне институт геохимии и аналитической химии им. В. И. Вернадского АН СССР). Проблемы Б широко изучаются в СССР и за рубежом.
Б рассматривает не отдельные особи или виды организмов, а всю их совокупность, т. н. живое вещество, выраженное в массе, составе и энергии, которую оно привносит в биогеохимические процессы. Живое вещество неравномерно распределяется по поверхности Земли. Известны области его скопления, или сгущения, например планктона в океанах и морях, лесов на суше, гумуса, торфяника в почвах; плотность населения неравномерна и в значительной степени зависит от почвенно-климатических зон. Растительные организмы составляют главную массу живого вещества (около 1% падающей солнечной энергии поглощается растениями, что эквивалентно 3´1014 кг это примерно соответствует массе живого вещества на земном шаре; см. фотосинтез). Одна масса живого вещества не дает правильного представления об интенсивности участия его в биогеохимических процессах. Огромное значение имеет скорость размножения организмов, т. е. общая продукция органического вещества, образуемая за определенное время. Особенно это относится к низшим организмам — бактериям, грибкам, водорослям и др., обладающим высокой скоростью размножения. В состав живого вещества входят все известные элементы и их изотопы. Но основную массу любого организма составляет ограниченное число известных элементов (см. табл.), которые в условиях биосферы образуют легкоподвижные и легкорастворимые соединения, например газы 2 или 3, 2, ионы Н+, -, 3-,  +, К+, Са2+, 2+, а также тяжелые металлы, образующие высокоокисленные комплексные ионы.
элементы, не образующие, подобно, например, , , , в биосфере растворимых и легкоподвижных соединений, несмотря на их заметное количество в породах земной коры, в организмах содержатся лишь в очень малых количествах. Организмы не повторяют полностью состава среды, а активно выбирают те или иные соединения. Нередко тот или иной вид организмов накапливает определенный элемент, т. е. состав организмов является характерным признаком для определенного вида. Т. о., организмы выполняют геохимическую функцию, участвуя в биогенной миграции того или иного элемента. Например, издавна использовался организмами для образования скелета в виде 3. Эта очень древняя геохимическая функция была характерна для многих низших организмов. Позже, наряду со скелетом из 3, появились организмы со скелетом из фосфата (в первую очередь среди брахиопод), который утвердился и у всех высших организмов. У многих древних низших организмов (включительно до морских губок) встречается также скелет из кремнекислоты. Это указывает на направление эволюции организмов.
Участие живого вещества в биогеохимических процессах проявляется прямо либо косвенно. Так, после гибели организмов живое вещество непосредственно участвует в образовании диатомита, известняков, углей, нефтей и др. Зеленые растения в результате фотосинтетической деятельности создают всю массу современной атмосферы Земли. Морские водоросли концентрируют значительные количества иода; после их гибели в морских илах происходят захоронение и процесс превращения органического детрита в вещество нефтей. В результате выпрессовывания из захороненных илов жидкой нефти в пористые породы (пески и другие коллекторы) выдавливаются иловые воды, содержащие большое количество иода.
Среднее содержание некоторых элементов в земной коре, почвах и организмах (% по массе, данные на 1968)
элементы
|
Земная кора (осадочные породы)
|
Почвенный покров
|
Организмы (растения)
|
В
|
1´10-2
|
1´10-3
|
1´10-4
|
С
|
1,0
|
2,0
|
18,0
|
|
6´10-2
|
1´10-1
|
3´10-1
|
|
52,8
|
49,0
|
70
|
|
5´10-2
|
2´10-2
|
1´10-5
|
|
0,66
|
0,63
|
2´10-2
|
|
1,34
|
0,63
|
7´10-2
|
|
10,45
|
7,1
|
2´10-2
|
|
23,8
|
33,0
|
1,5´10-1
|
|
7´10-2
|
8´10-2
|
7´10-2
|
|
3´10-1
|
8´10-2
|
5´10-2
|
|
1,6´10-2
|
1´10-2
|
10-2
|
К
|
2,28
|
1,36
|
3´10-1
|
|
2,53
|
1,37
|
3´10-1
|
|
0,45
|
4,6´10-1
|
1´10-4
|
|
6,7´10-2
|
8´10-2
|
1´10-3
|
|
3,3
|
3,8
|
2´10-2
|
|
5,7´10-3
|
2´10-3
|
2´10-4
|
|
4,5´10-2
|
3´10-2
|
10-4
|
|
2´10-2
|
3´10-2
|
10-4
|
|
1´10-4
|
5´10-4
|
1´10-5
|
|
8´10-2
|
5´10-2
|
10-4
|
|
3´10-4
|
5´10-5
|
5´10-7
|
Еще более разнообразно косвенное влияние организмов и продуктов их жизнедеятельности на геохимические процессы. Микроорганизмы участвуют, например, в окислении соединений и других элементов, что ведет к выпадению их из природных растворов и отложению в осадках. Микроорганизмы восстанавливают сульфаты, образуя биогенные месторождения серы и т.д. Под влиянием живого вещества изменяются во времени геохимические процессы. Так, когда на Земле еще не было биосферы, и концентрировались в осадочных рудах, а с ее появлением и накапливаются и в некоторых ископаемых углях и битумах.
Исключительную роль живое вещество наряду с 2 и 2 играет в процессах выветривания и образования осадочных пород (биогенных осадков в морях и океанах). Представляет интерес участие организмов в процессах разделения близких по свойствам пар элементов, например /, /, /, / и т.д. В свою очередь среда обитания отражается на составе организмов. В пределах т. н. биогеохимических провинций возникают формы организмов, накапливающие иногда значительные количества элемента, т. е. имеет место интенсивная биогенная миграция. Известно также, что организмы участвуют в нарушении изотопного состава ряда легких элементов ( серы). Как правило, в биогенных процессах организмами поглощаются преимущественно более легкие изотопы.
Огромную биогеохимическую роль выполняет в результате своей геологической. деятельности человек. Ежегодно из недр Земли извлекается до нескольких десятков т горной породы на душу населения. Человек влияет на и изотопный состав атмосферы, биосферы и земной коры, и это влияние с каждым столетием непрерывно растет.
Лит.: Вернадский В. И., строение биосферы Земли и ее окружения, М., 1965; Виноградов А. П., элементарный состав организмов моря, "Труды Биогеохимической лаборатории АН СССР", 1935-44, т. 3, 4, 6.
А. П. Виноградов. |
Для поиска, наберите искомое слово (или его часть) в поле поиска
|
|
 |
 |
 |
|
