Кларки и геохимические функции живого вещества, биогеохимические процессы как геологический фактор

При подсчетах кларков можно исключить зоомассу, так как по сравнению с фитомассой, она ничтожна. Среди растений на суше преобладают деревья, поэтому задача сводится к определению среднего состава древесины.

Хотя в живых организмах и обнаружены почти все элементы ПС, содержания большинства из них очень малы. В состав организмов в первую очередь входят те химические элементы, которые относятся к газовым компонентам и за пределами организмов образуют летучие и легкоподвижные соединения, с которыми связан баланс вещества атмосферы, гидросферы и гипергенной зоны литосферы.

Кларки ЖВ по А.П.Виноградову (с дополнением В.Добровольского)

Макроэлементы:

воздушные мигранты: O - 70, C - 18, H - 10,5; N - 0,3 (98,8%)

водные мигрантыCa, K, Si, Na – n·10-1; Mg, P, S, Cl, Fe n·10-2 (1,2%)

Микроэлементы (водные мигранты) (n·10-3 и менее)

Mn, Al, Zn, Sr, Ti, B, - n·10-3; Ba, Cu, Zr, Rb, Br, F, Pb n·10-4;

Ni, Cr, V, Li, Co, La, Y, Mo, I, Sn, n·10-5 ит.д.

И соответственно главной геохимической функцией организмов является круговорот биофильных элементов и их соединений, в первую очередь C, O2, CO2и H2O.

Кларки ЖВ уменьшаются с ростом атомной массы элементов, однако, здесь нет четкой прямой зависимости. Многие микроэлементы выполняют в организмах важные физиологические функции. Например, I входит в состав гормона щитовидной железы, регулирующей окислительно-восстановительные процессы.

Геологический эффект деятельности каждого организма бесконечно мал. Геохимия рассматривает не отдельный живой организм, а всю их совокупность, то есть живое вещество. Согласно закону Вернадского миграция элементов в биосфере осуществляется либо при непосредственном участии живого вещества, либо в обстановке, созданной в результате жизнедеятельности организмов. Живые организмы – главный фактор миграции химических элементов.

Живое вещество преобразует энергию солнечных лучей в потенциальную энергию, а затем – в кинетическую энергию геохимических процессов. Живые организмы являются также агентами сортировки и перераспределения атомов. Они изменили химический состав земной коры.

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

1) образованием живого вещества из элементов окружающей среды;

2) разложением органических веществ.

В совокупности эти процессы образуют биологический круговорот атомов.

Изымая из атмосферы углекислый газ и насыщая ее кислородом, растения частично изменяют состав надземной атмосферы. Поглощая нитраты, фосфаты, калий и другие дефицитные элементы, они уменьшают их содержание в поверхностных водах. Растения выделяют различные летучие органические соединения фитонциды, которые обладают бактерицидными свойствами. Эти вещества могут служить активаторами физиологических процессов у животных – атмовитаминами.

Функции живого вещества в биосфере (Вернадский):

1)газовая – производство кислорода;

2)концентрационная – накопление углерода и других элементов;

3)окислительная – создание кислой среды (кислород) при жизнедеятельности;

4)восстановительная – выделение метана, аммиака, сероводорода при разложении;

5)биохимическая – рост биомассы.

Характер и локализацию процессов, осуществляемых живым веществом, можно выделить в следующего вида таблицу 5.2.1.

Таблица 5.2.1

Характер и локализация процессов, осуществляемых живым веществом

Род геологической деятельности

Характер процесса

Протекание процесса

внутри организма

вне организма

I

Химический (биохимический)

Переваривание пищи, построение тела организма

Выделение во внешнюю среду продуктов метаболизма и экскретов; внеклеточное пищеварение

II

Механический

Пропускание неоргани-ческих компонентов пищи через желудочный тракт грунтоедов и илоедов

1. Перемещение самого “живо-го вещества” (следствие этого – транспортировка биогенного вещества).

2. Перемещение неживого ве-щества организмами в ходе жизнедеятельности