История геохимии

В начале ХХ века появился новый аспект в изучении природы Земли – анализ поведения атомов химических элементов в природных системах, то есть, изучение окружающей человека природной среды на атомарном уровне.

Проводником этих идей и основоположником новой науки – геохимии ("химия Земли") был гениальный русский ученый Владимир Иванович Вернадский (1863 – 1945 гг.).

Своими трудами В.И. Вернадский заложил новые науки, получившие бурное развитие в настоящее время – геохимии, биогеохимии, учения о биосфере, радиогеологии, науковедения.

В современном научном мире геохимия имеет следующее определение.

Геохимия – наука, изучающая химический состав Земли, распространенность в ней химических элементов и их стабильных изотопов, закономерности распределения химических элементов в различных геосферах, законы поведения, сочетания и миграции (концентрации и рассеяния) элементов в природных процессах.

Термин “геохимия” введен К.Ф. Шенбейном в 1838 г. Основоположники геохимии В.И. Вернадский, В.М. Гольдшмидт, А.Е. Ферсман; первая крупная сводка по геохимии (1908 г.) принадлежит Ф.У. Кларку (США).

Геохимия представляет целый комплекс дисциплин, который включает:

         аналитическую геохимию;

         физическую геохимию;

         геохимию литосферы;

         геохимию процессов;

         региональную геохимию;

         гидрогеохимию;

         радиогеохимию;

         изотопную геохимию;

         радиогеохронологию;

         биогеохимию;

         органическую геохимию;

         геохимию ландшафта;

         геохимию литогенеза.

Геохимия одна из теоретических основ поисков полезных ископаемых.

Одной из важнейших составляющих геохимии как науки является геохимия ландшафтов – направление, развиваемое наиболее быстрыми темпами.

Геохимия ландшафта – раздел геохимии, изучающий закономерности распределения и миграции химических элементов под влиянием факторов, определяющих ландшафт, то есть, облик той или иной части поверхности Земли, возникающий вследствие определенного сочетания рельефа, климата, вод, почвенного и растительного покрова, животного мира и деятельности человека.

Другое определение геохимии ландшафта – раздел геохимии и физической географии, изучающий химический состав и миграцию химических элементов в географических ландшафтах.

Как наука, геохимия имеет свою историю развития и становления.

Геохимия стоит на стыке геологических, физических и химических наук и через биогеохимию связывается с биологическими науками. Наиболее тесно геохимия связана с геологическими науками – минералогией и петрографией, особенно в вопросах генезиса минералов, горных пород и геологических процессов.

Регионально-геохимические исследования проводятся в тесном сочетании с геотектоническими построениями. В геохимии применяются современные физические и химические методы исследования вещества и процессов в широком диапазоне температур и давлений – спектральные, масс-спектральные, резонансные, ядерные и др.; используются математические методы.

Изучение поведения вещества при высоких температурах и давлениях связывает геохимию с геофизикой. Оценка абсолютного времени, которая лежит в основе исторической геологии, и ряд др. проблем истории Земли решаются только точными методами геохимических и радиохимических исследований. В палеонтологии при решении вопросов образования твердых скелетных частей организмов и их эволюции важно знать геохимические условия, в которых жили организмы. Изучение ископаемого органического вещества раскрывает процессы образования каустобиолитов.

Геохимические идеи играют очень большую роль в развитии почвоведения; они направлены на решение ряда важных вопросов агрохимии и агрономии. Геохимическое изучение почвенного покрова очень важно для геохимических поисков полезных ископаемых. В географии также развивается геохимическое направление – геохимия ландшафта. Изучение геохимических процессов, связанных с флорой и фауной, имеет большое значение для сельского хозяйства и медицины.

Идеи геохимии проникают в астрофизику, атомную физику, химию и физическую химию, химическую технологию и металлургию (особенно редких металлов). Геохимия успешно разрабатывает и внедряет в практику геохимические поиски месторождений полезных ископаемых и содействует решению проблемы комплексного использования минерального сырья. Она активно участвует в той огромной работе, которая проводится в Российской Федерации в области химизации народного хозяйства и особенно химизации сельского хозяйства.

Геохимия возникла на основе учения об атомах. Корни ее уходят в прошлое геологоминералогического знания. Геохимические идеи появились уже в конце XVIII в.

Немецкий геолог К.Г. Бишоф, французский геолог Л. Эли де Бомон и др. накапливали геохимические факты, касавшиеся состава, миграции вещества в водных растворах, а также в магматических вулканических процессах. Шведский химик и минералог И.Я. Берцелиус в 1-й половине XIX в. изучал химический состав большого числа минералов и первым предложил химическую классификацию минералов.

Химический анализ минералов и горных пород, исследования химическую состава природных газов и вод, химическое изучение полезных ископаемых привели в середине XIX в. к возможности заложить основы геохимии. В 1838 г. швейцарский химик К.Ф. Шенбейн впервые ввел термин «геохимия». Многочисленные сведения по геохимии были получены к концу XIX и началу XX вв.

Первую обширную сводку данных по геохимии дал в 1882 г. американский геохимик Ф.У. Кларк. Формулирование основных задач в геохимии принадлежит советским академикам В.И. Вернадскому, А.Е. Ферсману и норвежскому геохимику В. М. Гольдшмидту.

Значительный вклад в геохимию был сделан работами Н.С. Курнакова и его школы, заложившими основы геохимии галогенеза, а также физико-химического анализа природных солевых систем.

Идеи Вернадского и Ферсмана нашли особенно благоприятную почву для развития после Великой Октябрьской социалистической революции.

В СССР ученики В.И. Вернадского и А.Е. Ферсмана – А.П. Виноградов, Д.И. Щербаков, П.Н. Чирвинский, Н.В. Белов, А.Г. Бетехтин, Н.М. Страхов, В.С. Соболев, К.А. Ненадкевич, В.Г. Хлопин, А.А. Сауков, К.А. Власов, В.В. Щербина, В.И. Герасимовский, Н.И. Хитаров и многие другие разрабатывали как общие, так и отдельные вопросы геохимии.

Во 2-й половине XX в. усилились исследования по радиоактивности горных пород и минералов, развивалась изотопная геохимия, широко развернулись работы по определению абсолютного возраста пород. Геохимические исследования в Российской Федерации ведутся не только в научно-исследовательских институтах, но и в очень многих производственных организациях.

Геохимия преподается в университетах и др. учебных заведениях. Был создан ряд геохимических институтов и отделов, в том числе биогеохимическая лаборатория, реорганизованная позже в институт геохимии и аналитической химии им. В.И. Вернадского.

В 1956 г. начал издаваться журнал «Геохимия».

Будет полезно почитать по теме: