Биологический круговорот химических элементов в ландшафте

Вопрос о геологической роли организмов не но­вый в науке. Уже в XVIII в. было установлено, что угли, торф, рифовые известняки и другие горные породы в основном состоят из остатков растений или животных, что организмы принимают большое участие в образовании почв. Подобные представления нашли отражение в классификации осадочных пород, среди кото­рых выделялась особая группа «органогенных» пород (угли, некоторые известняки и др.). Этим самым подчеркивалась, хотя и большая, но все же ограниченная роль организмов в земной коре, так как преобладающая часть осадочных пород не относи­лась к категории органогенных (глины, пески, доломиты, соли и пр.). Большинство геологических процессов, протекавших на поверхности земли, обычно рассматривалось в аспекте чисто механических, химических и физико-химических явлений (отло­жение, размыв, растворение, гидролиз, осаждение, коагуляция, адсорбция и т. д.). Подобные представления являлись общепри­знанными вплоть до 20-х годов текущего столетия.

Поэтому подлинной революцией в науке явилось учение о гео­логической роли организмов, созданное В. И. Вернадским. Так зародилась новая наука — биогеохимия.

Живые организмы, по Вернадскому, не второстепенные участ­ники геологических процессов, лишь оказывающие влияние на общий ход неорганических явлений в земной коре, а главный фактор миграции химических. – элементов.

Геологический эффект деятельности каждого живого организ­ма бесконечно мал. Однако этих величин в природе имеется бес­конечно большое количество и действуют они практически в те­чение бесконечно большого промежутка времени. В итоге мы получаем величину конечную и к тому же грандиозную.

Геохимия рассматривает не каждый живой организм в от­дельности, а всю их совокупность, которую Вернадский назвал живым веществом.

Масса живого вещества по сравнению с массой земной коры ничтожна, о чем дает представ­ление сравнение В. М. Гольдшмидта:

если представить себе лито­сферу в виде каменной чаши весом в 10,5 фунта, то вся гидросфе­ра, помещающаяся в этой чаше, весила бы один фунт, вес атмосферы был бы примерно равен весу медной монеты, а вес живого вещества — почтовой марке.

Живое вещество, покрывающее сплошной пеленой поверх­ность земного шара, представляет длительно (более двух милли­ардов лет) постоянно действующий механизм преобразования энергии солнечных лучей в потенциальную, а затем и в кинети­ческую энергию геохимических процессов.

Эта энергия служит источником для основных геохимических процессов, которые протекают на земной поверхности и в осадоч­ных породах. Но живые организмы не простые аккумуляторы и передатчики энергии, повышающие энергетическое состояние атомов, «заряжающие их энергией». Они также и агенты сорти­ровки и перераспределения атомов, они изменяют химический состав земной коры.

Но где же в наибольшей степени сосредоточена геологиче­ская работа организмов, где наиболее интенсивно происходит аккумуляция солнечной энергии и обратное ее выделение в виде энергии геохимических процессов? Таким местом являются ланд­шафты суши и поверхностные слои моря.

Миграция химических элементов в ландшафте в основном определяется двумя противоположными взаимосвязанными и взаимообусловленными процессами:

1. образованием живого вещества из элементов окружающей среды, совершающимся за счет солнечной энергии;

2. разрушением органических веществ, в результате которого элементы переходят из органических соединений в минеральные.

В ходе этих процессов синтезируются новые минеральные и органические соединения. В совокупности указанные процессы образуют биологический круговорот веществ.