Геохимия природных вод - Перельман А.И.
Скачать (прямая ссылка):
ПРИРОДНЫЕ ВОДЫ И ЖИВОЕ ВЕЩЕСТВО
Живые организмы играют огромпую роль в земной коре, в том числе и в геохимии природных вод. Это открытие, сделанное В. И. Вернадским, далеко не сразу было оценено современниками. В связи с этим уместно привести мысль Б. Б. Полынова, высказанпую, правда, по иному поводу: «Бывают случаи, когда истина не встречает возражений и как будто получила общее признаине, но в то же время остается как бы вне сознания, и на каждом шагу совершаются поступки, противоречащие ей»34.
Нельзя сказать, что до работ ученого в науках о Земле полностью игнорировалась геологическая роль организмов. Им придавали значение, когда речь шла об образовании горных пород, сложенных остатками животных и растений. В петрографии осадочных пород даже выделялись особые органогенные породы — угли, ракушечники, диатомиты, торф и т. д. Однако, казалось, не было оснований связывать с деятельностью организмов образование глнн, песков, песчаников, многих известняков, доломитов и прочих осадочных пород, т. е. подавляющего их большинства. Еще меньше оснований было связывать с орга-
31 Полыиов Б. Б. Учение о ландшафтах.— В кн.: Вопросы гео-
графии. М.: Географгпз, 1953, со. 33, с. 31.
низмами граниты it другие магматические породи. Высказанная В. И. Вернадским идея, что граниты — это «былые биосферы»^ многим казалась абсурдной. Причина особо трудного внедрения биогеохимических идей, несомненно, заключалась в области методологии, в самом подходе к исследованию. При анализе явлений жизни ученые привыкли концентрировать внимание на конкретных организмах — живых существах, а их геологическая роль всегда ничтожна, всегда кажется бесконечно малой на фоне грандиозных явлений неорганической природы — работы рек, смывающих с лика Земли целые горные хребты, деятельности ледников, вулканов, ветра, морских волн и т. д.
В. И. Вернадский ввел в пауку понятие «живое вещество», подразумевавшее совокупность живых организмов, выраженную в единицах массы и энергии. При таком подходе роль отдельного организма отходила на задний плац, по зато четко выявлялся суммарный результат их деятельности,. особенно за длительное (геологическое) время. Можно говорить о живом веществе всей Земли или отдельных ее частей,'океана, конкретного моря, озера, реки, ландшафта и т. д. Введение понятия «живое вещество» и позволило установить грандиозную геохимическую роль организмов.
«Живое вещество охватывает и перестраивает все химические процессы биосферы, действенная его энергия по сравнению с энергией косного вещества в историческом времени огромна.
Захватывая энергию Солнца, живое вещество создает химические соедипения, при распадении которых эта энергия освобождается в форме, могущей производить химическую работу»,— писал В. И. Вернадский35.
Действительно, живое вещество за миллиарды лет коренным образом изменило важнейшие условия миграции химических элементов — окислительно-восстановительные и щелочно-кислотные параметры вод. Единая слабовос-становительная среда, характерная для вод земной поверхности в раннем докембрии, в результате работы организмов разделилась на резкоокислительную со свободным кислородом и резковосстановительную с сероводородом, водородом, метаном, органическими веществами.
Напомним, что свободный кислород — продукт фото-
35 Вернадский В. И. Нзбр. соч., 1960, т. 5, с. 1С8.
Синтеза растений, а сероводород, метан, водород — результат деятельности бактерий. Это и доказывает правильность основной биогеохимической идеи В. И. Вернадского, которую мы предложили именовать законом Вернадского. Применительно к геохимии природных вод его можно сформулировать так: миграция химических элементов в водах верхней части земной коры пли осуществляется при непосредственном участии живого вещества,, или же протекает в среде, геохимические особенности которой (02, С02, H2S, HCOJ и т. д.) обусловлены живым веществом, как тем, которое в настоящее время населяет данную воду, так и тем, которое действовало в земной коре в течение всей геологической истории.
Развивая бпогеохимию, В. И. Вернадский установил понятие о «биокосных системах», в которых живые организмы и неорганическая «косная» материя тесно между собой связаны и взаимообусловлены, представляют единое целое. К биокосным системам относится и подавляющее большинство вод верхней части земной коры, в том числе Мировой океан, реки, озера, грунтовые и многие подземные воды.
Первую биокосную систему — почву — открыл В. В. Докучаев (1846—1903). Позднее были установлены и другие биокосные системы — илы, коры выветривания, водоносные горизонты, глубокие части океанов и морей. При всем внешнем различии этих образований (их даже изучают разные науки — почвоведение, литология, гидрогеология, океанология) у ннх есть глубокое геохимическое сходство, единая сущность, которая определяется процессами разложения органических веществ. Данные процессы, как показано, формируют химический состав почвенных п иловых растворов, грунтовых и многих пластовых и трещшшых вод. Именно поэтому одни и те же геохимические типы и классы вод обнаруживаются и в почвах, и в плах, и в грунтовых и другпх водах.
