Вопрос 1. Биосфера, ее состав и границы распространенности. Геохимические функции живых организмов.

Термин “биосфера” введён в науку австрийским геологом Э. Зюссом в 1875 году для обозначения оболочки Земли, в пределах которой развиваются живые организмы. Биосфера, таким образом, включает в себя тропосферу, гидросферу и верхнюю часть литосферы до слоёв с температурой около 100 ⁰С.

В.И. Вернадский выделил в биосфере семь геологически связанных типов вещества:

1. живое вещество,

2. биогенное вещество,

3. косное вещество (образованное без участия живых организмов);

4. биокосное вещество (неживые вещества, образование которых связано с жизнедеятельностью организмов);

5. радиоактивное вещество,

6. рассеянные атомы,

7. вещество космического происхождения.

Геохимические функции живых организмов.

1. Биологическое поглощение.

Заключается в способности организмов избирательно поглощать из почвы и горных пород определённые химические элементы.

2. Выделение веществ в окружающую среду в результате жизнедеятельности.

Растения обогащают атмосферу кислородом (за счёт уменьшения содержания СО₂). Они же выделяют в окружающую атмосферу вещества, защищающие их от определённых микроорганизмов и животных (фитонциды).

С выделяемой в процессе жизнедеятельности водой растения выводят соединения различных металлов и других элементов (Mg, Ca, U, Hg, P и т.д.). Эти соединения смываются с листьев дождевыми водами. В результате содержания многих металлов в листьях после дождя уменьшаются в несколько раз, а минерализация дождевой воды возрастает.

3. Разделение изотопов химических элементов.

Так, растения при фотосинтезе предпочтительнее используют изотоп 13С, в результате чего его отношение к 14С оказывается иным, чем у вещества, не проходившего через биогенную стадию. Сульфатные бактерии изменяют соотношение изотопов серы – и т.д. среди всех химических процессов только биохимические способны существенно влиять на изменение соотношений изотопов.

4. Минерализация (разложение) органических веществ.

Частично осуществляется и в процессе жизнедеятельности (обмена веществ с окружающей средой). Но в целом масштабы синтеза органических веществ растениями значительно превосходят разложение, и даже жизнедеятельность животных этот баланс принципиально не изменяет.

Основную роль в разложении органических веществ (растительных и животных останков) играют микроорганизмы.

5. Биогенное минералообразование.

При разложении тел растений и животных высвобождаются минеральные вещества, входившие в состав клеточных образований – скелета, раковин, панцирей и др. Они поступают в почвы и илы, где большая их часть теряет органоморфную структуру, обогащая в целом илы и почвы соответствующим минеральным веществом. Таков источник органогенного кальцита, опала (переходящего с потерей воды в халцедон и кварц), апатита и др.

7. Изменение химического состава поверхностных и грунтовых вод в результате разложения органических веществ.

В условиях влажного климата значительная часть растворённых веществ поступает в воды ландшафта за счёт деятельности организмов в областях, питающих водоносный горизонт. Ведущую роль играет разложение органических остатков. В результате вода обогащается СО₂, НСО₃^-, Са, Mg, P, S, Na, гумусовыми веществами.