ВВЕДЕНИЕ
Круговорот веществ на Земле - повторяющиеся процессы превращения и перемещения вещества в природе, имеющие более или менее выраженный циклический характер. Эти процессы имеют определённое поступательное движение, т. к. при так называемых циклических превращениях в природе не происходит полного повторения циклов, всегда имеются те или иные изменения в количестве и составе образующихся веществ.
Круговорот веществ на Земле слагается из множества разнообразных повторяющихся в основных чертах процессов превращения и перемещения вещества. Отдельные циклические процессы представляют собой последовательный ряд изменений вещества, чередующихся с временными состояниями равновесия. Как только вещество вышло из данной термодинамической системы, с которой оно находилось в равновесии, происходит его дальнейшее изменение, пока оно не возвратится частично к первоначальному состоянию. Полного возвращения к первоначальному состоянию никогда не происходит. Яркой иллюстрацией этого может служить круговорот воды в природе.
1 Геохимическая группа. Взгляды в.И. Вернадского
В круговороте веществ участвуют химические элементы и соединения, более сложные ассоциации вещества и организмы. Процессы изменения вещества могут носить преимущественно характер механического перемещения, физико-химического превращения, ещё более сложного биологического преобразования или носить смешанный характер.
Классификация круговорота веществ на Земле ещё не разработана. Можно говорить, например, о круговоротах отдельных химических элементов или о биологическом круговороте веществ в биосфере; можно выделить круговорот газов атмосферы или воды, твёрдых веществ в литосфере и, наконец, круговорот веществ в пределах 2-3 смежных геосфер. Изучением круговорота веществ занимались многие русские учёные. В. И. Вернадский выделил геохимическую группу так называемых циклических химических элементов; к ним относят практически все широко распространённые и многие редкие химические элементы, например углерод, кислород, азот, фосфор, серу, кальций, хлор, медь, железо, йод. В.Р. Вильямс и многие др. рассматривали биологические циклы азота, углекислоты, фосфора и др. в связи с изучением плодородия почв. Из цикличности химических элементов особенно важную роль в биогенном цикле играют углерод, азот, фосфор, сера.
«Земная кора – писал В.И. Вернадский – есть область нашей планеты, чрезвычайно сложная по своему строению. Ее происхождение нам неясно. По-видимому, она в своей основе сильно переработана постоянно проникающими в нее космическими излучениями. Она представляет совершенно закономерное явление в истории планеты, своеобразный планетный механизм».
Под этим механизмом В.И.Вернадский подразумевает геохимический круговорот вещества на Земле, который он отождествляет с деятельностью биосферы. Биосферу он считает главной геологической силой в развитии Земли, причем силой космической: «В геологической истории нашей планеты есть времена большей или меньшей интенсивности геологических процессов. Наибольшая интенсивность этих процессов проявляется в пределах биосферы. Никакого объяснения этих фактов мы не знаем, но едва ли правильна мысль большинства геологов, что причину ее надо искать внутри планеты. Вернее всего она связана с активностью биосферы, с космичностью ее вещества. Причина лежит вне планеты».
Эту причину В.И. Вернадский видит в том, что: «Часть вещества биосферы, может быть большая, неземного происхождения, попадает на нашу планету извне, из космических пространств». Он полагает, что на Землю из космоса поступают вещество и энергия, которые усваиваются биосферой и преобразуются ею во все происходящие на планете геологические процессы. Источником космического вещества и энергии он считает, прежде всего, Солнце.
Однако эти представления В.И. Вернадского при его жизни не нашли понимания у коллег, поскольку о влиянии космоса на геологические процессы тогда было известно крайне мало.
Многие космические взгляды В.И. Вернадского получают убедительное обоснование лишь сегодня благодаря открытию струйного истечения газопылевого вещества из ядра спиральных звездных систем и разработки на основе этого явления галактоцентрической парадигмы.