Вопрос 10. Процессы синтеза и разложения органических веществ как геологический фактор.

Синтез органического вещества в биосфере в основном происходит в фотосинтезирующих растениях. Поглощение растениями углекислого газа сопровождается выделением эквивалентного количества кислорода. Другим важнейшим следствием процесса фотосинтеза является аккумуляция солнечной лучистой энергии растениями. В биосфере существует синтез органического вещества из неорганического и без использования солнечной лучистой энергии, а с использованием энергии экзотермических реакций. Такой способ синтеза получил название “хемосинтез”. Хемосинтез осуществляется некоторыми бактериями в средах недоступных для световых излучений – внутри горных пород, почв, илов и др.

Энергия этих экзотермических реакций используется бактериями для синтеза органических веществ из углекислого газа, воды и минеральных солей.

Процессы разложения начинаются в самых живых организмах и идут параллельно фотосинтезу. Это процессы дыхания, в результате которых часть синтезированного органического вещества разлагается на первичные продукты - диоксид углерода и воду. Но в растениях синтез органических веществ намного превышает их разложение, и в целом, растения накапливают эти вещества. Оставшаяся часть синтезированного вещества - первичная продукция - окисляется постепенно, переходя от одного трофического уровня к другому. Животные, для которых растения являются единственным первоисточником химической энергии, разлагают органические вещества очень интенсивно. Конечными продуктами этого окисления служат также углекислый газ и вода.

Но основные процессы разложения связаны с преобразованием отмерших растительных и животных остатков. В их разложении принимают участие специфическая группа организмов - редуценты -  грибы, актиномицеты, бактерии. На последнем этапе мертвые органические остатки разлагаются микроорганизмами (в меньшей степени это происходит путем абиотического окисления).

Вопрос 11. Особенности геохимии техногенных процессов, систем и ландшафтов.

Техногенные геохимические процессы обусловлены хозяйственной деятельностью. Включают в себя и механические, и физико-химические, и биогеохимические явления, однако их природа специфична. Многие техногенные геохимические процессы возникли только в результате человеческой деятельности — получение Al и других металлов в свободном виде, синтез веществ, неизвестных в природе (полимеров и др.), производство радиоактивных изотопов и т.д. Разновидностью техногенных геохимических процессов является загрязнение окружающей среды, образование так называемых техногенных геохимических аномалий. Последние могут быть глобальными (например, повышение содержания СО₂ в атмосфере в результате сжигания горючих ископаемых), региональными (применение удобрений и др.) и локальными, связанными с отдельными рудниками, заводами, населёнными пунктами. В результате техногенных геохимических процессов образуются техногенные почвы, коры выветривания, водоносные горизонты, ландшафты (например, на участках горнорудных предприятий), наконец, вся область Земли, охваченная техногенными геохимическими процессами, — ноосфера. Исследования техногенных геохимических процессов служат теоретической основой борьбы с загрязнением окружающей среды, в частности рекультивации районов горных работ.

Обычным естественнонаучным методом изучения сложных систем является аналитический метод – система расчленяется на ряд последовательно упрощающихся уровней (вплоть до элементарных компонентов), исследуются влияния различных внешних факторов на элементарные фрагменты системы. Затем, с учётом существующих зависимостей между отдельными изученными элементарными объектами, переходят к описанию характеристик следующих по уровню повышающейся сложности фрагментов системы.

. Понятие “элементарный ландшафт” определяется основателем учения о геохимии ландшафта Б.Б. Полыновым как «...один определённый тип рельефа, сложенный одной породой или наносом и покрытый в каждый момент своего существования определённым растительным сообществом».

По определению А.И Перельмана геохимическим ландшафтом называется «...парагенетическая ассоциация сопряжённых элементарных ландшафтов, связанных между собой миграцией элементов». Таким образом, геохимический ландшафт может включать в себя несколько элементарных ландшафтов, объединённых единым миграционным потоком веществ. Для ландшафтов наибольшее значение изо всех типов миграционных потоков имеют водные потоки (поверхностные, почвенные, подпочвенные).

Результаты исследования позволили установить ряд законов о геохимическом поведении элементов в ландшафтах:

а) геохимическое поведение химических элементов (их соединений) в биосфере (содержание, распределение, а часто и форма нахождения в отдельных частях ландшафтов) определяется в основном ландшафтно-геохимическими особенностями данного участка биосферы;

б) изменения, происшедшие в определённой части (ярусе) геохимического ландшафта, скажутся практически во всех частях этого ландшафта за счёт связей между ними;

в) коренные изменения ландшафтно-геохимической обстановки (смена одного ландшафта другим) сказываются в соседних ландшафтах при отсутствии непосредственного воздействия на них, за счёт связей между ландшафтами:

г) резкое изменение ландшафтно-геохимических условий существования живых организмов приводит к изменению соотношения концентраций ряда химических элементов в этих организмах, часто сопровождается болезнями.