К ИСТОКУ https://milinda.com.ua/ |
|
Самая мощная геологическая сила. https://milinda.com.ua/viewtopic.php?f=230&t=1746 |
Страница 1 из 1 |
Автор: | Свет и тень [ 09 янв 2014, 13:54 ] |
Заголовок сообщения: | Самая мощная геологическая сила. |
Самая мощная геологическая сила Автор статей: Лапо А.В. http://evosfera.ru/ |
Автор: | Свет и тень [ 09 янв 2014, 13:55 ] |
Заголовок сообщения: | Самая мощная геологическая сила |
Работа живого вещества в биосфере, по Вернадскому, может проявляться в двух основных формах: а) химической (биохимической) - I род геологической деятельности; б) механической - II род такой деятельности. Геологическая деятельность I рода - построение тела организмов и переваривание пищи - конечно, является более значимой. Классическим стало функциональное определение жизни, данное Фридрихом Энгельсом: "Жизнь есть способ существования белковых тел, существенным моментом которого является постоянный обмен веществ с окружающей их внешней природой, причем с прекращением этого обмена веществ прекращается и жизнь"(курсив Энгельса.- А. Л.). Собственно говоря, постоянный обмен веществ между живым организмом и внешней средой и обусловливает проявление большинства функций живого вещества в биосфере, которые мы рассмотрим в этой главе книги. По подсчетам специалистов, в течение жизни человека через его тело проходит 75 т воды, 17 т углеводов, 2,5 т белков, 1,3 т жиров. Между тем по геохимическому эффекту своей геологической деятельности I рода человек отнюдь не самый важный вид разнородного живого вещества биосферы. Наиболее эффективную деятельность в этом отношении осуществляют на суше - грунтоеды (главным образом дождевые черви), а в океане - илоеды и фильтраторы. Первым обратил внимание на геологическую деятельность дождевых червей Чарлз Дарвин. За год до своей смерти, в 1881 г., он выпустил фундаментальный труд "Образование растительного слоя деятельностью дождевых червей" (столетие со дня его выхода в свет было отмечено проведением Международного симпозиума по экологии дождевых червей). Дарвин убедительно доказал, что весь слой почвы непрерывно перерабатывается дождевыми червями. По его подсчетам, слой экскрементов, выделяемых дождевыми червями на плодородных почвах Англии, составляет около 5 мм в год. |
Автор: | Свет и тень [ 09 янв 2014, 13:56 ] |
Заголовок сообщения: | Самая мощная геологическая сила |
Для самого Вернадского эта работа, видимо, послужила той своеобразной затравкой, из которой через 40 с лишним лет окончательно выкристаллизовалась стройная концепция биосферы. Роющая деятельность в наземных экосистемах осуществляется главным образом млекопитающими и распространена повсеместно: в лесах, на лугах, в тундрах, степях, полупустынях и пустынях. При этом наибольшее развитие роющая деятельность животных получает в открытых ландшафтах аридной зоны из-за отсутствия там естественных убежищ. Мелкие млекопитающие этой зоны - сурки, суслики и слепыши - буквально перелопачивают почвы и подстилающие их отложения. Благодаря их выбросам в верхние слои почвы попадают первичные невыветрившиеся минералы, которые, разлагаясь, вовлекаются в бногеохимический круговорот. Попутно эти животные иногда оказывают ценные услуги геологам. Вспоминается следующий факт, описанный в научной литературе. В годы Великой Отечественной войны возникла острая нехватка писчего мела - все его месторождения, расположенные на Украине и в Белгородской области, были захвачены врагом. Новое месторождение, пригодное для эксплуатации, в кратчайший срок было найдено в Казахстане по выбросам из нор сурков. Может быть, заслуга сурков и меньше, чем гусей (которые, как известно, "Рим спасли"), но добрым словом их помянуть стоит. Как показали исследования Бориса Даниловича Абатурова, в экосистемах полупустыни роющая деятельность животных представляет собой одну из важнейших форм механической работы, ведущей к глубокому преобразованию почв и даже рельефа страны. |
Автор: | Свет и тень [ 09 янв 2014, 13:57 ] |
Заголовок сообщения: | Самая мощная геологическая сила |
Сверлят водоросли и губки, бактерии и моллюски, цианобактерии, полихеты, морские ежи, рачки, мшанки... При этом, если сверление производится механически, образуются мельчайшие "опилки" диаметром в десятки микронов. Только сверлящие, губки, живущие на 1 м 2 морского дна, выделяют за год 250 г таких "опилок". Сверлильщики появились в далеком геологическом прошлом. Источенные ими породы находят даже в докем-брийских отложениях, и поныне они продолжают свою разрушительную работу. Сверлящая деятельность моллюсков фолад вызывает иногда катастрофические последствия. Когда недавно в районе Сочи в результате непродуманного строительства берег лишился гальки, он начал отступать со скоростью до 4 м в год. Главным виновником разрушения были фолады, которые заселили каждый метр скального берега, сложенного сланцами, и принялись дружно сверлить себе подводные норки. К счастью, был найден выход: берег стали укреплять поперечными стенками, а между ними засыпать гальку. В результате сверлильщики были уничтожены: движущаяся под ударами волн галька перемолола их. А в Западной Европе яе менее опасную деятельность производит случайно завезенный из Китая мохнаторукий краб - он проник во многие реки и, строя свои норы, подрывает берега и разрушает плотины. Механическая деятельность живого вещества в значительной мере определяет микрорельеф морского дна. |
Автор: | Свет и тень [ 09 янв 2014, 13:58 ] |
Заголовок сообщения: | Самая мощная геологическая сила |
Измерения, проведенные красноярскими биофизиками в конце 70-х годов, подтвердили порядок величин, полученных В. И. Вернадским. Еще совсем недавно солнечная энергия считалась единственным энергетическим источником всех биотических процессов. При этом считалось, что и хемоавтотрофы используют энергию, когда-то ранее ассимилированную фотоавтотрофами и в дальнейшем законсервированную в метабиосфере. Сейчас,однако, показано, что живое вещество с успехом может использовать и "первичную" эндогенную энергию: абиссальные рифтовые сгущения жизни, описанные в предыдущей главе, потребляют эндогенный сероводород и энергетически независимы от солнечного излучения. Масштабы этого новооткрытого приемника энергии нока трудно оценить, но факт остается фактом: живое вещество ассимилирует энергию из обоих источников, поступающих в биосферу, - космического и эндогенного. А в итоге, как четко сформулировал французский ботаник Г. Гегамян, "энергетический баланс планеты как космической системы зависит от живого вещества". В "Путешествиях Гулливера" Дж. Свифта мимолетно описан член Великой Академии Лапуты, восемь лет разрабатывающий проект извлечения энергии из огурцов и хранения ее в герметически закупоренных склянках. Неизвестно, решил ли эту проблему лапутянский труженик науки, но человечество в течение тысячелетий, действительно, использовало исключительно энергию, заключенную в живом веществе (правда, не в огурцах, а в дровах). |
Автор: | Свет и тень [ 09 янв 2014, 13:59 ] |
Заголовок сообщения: | Самая мощная геологическая сила |
Действуют они при этом строго избирательно, что можно проиллюстрировать на следующем примере. В морской воде содержание магния достигает 1350 мг/л, кальция - 400, а кремния - единицы миллиграммов. Однако, несмотря на такое соотношение, гидробионты строят свой скелет преимущественно из соединений кальция и кремния, а не магния. Степень солености морской воды в то же время в значительной мере регулирует интенсивность концентрации организмами микроэлементов. Наиболее активными концентраторами многих элементов являются микроорганизмы. Известный западногерманский микробиолог В. Э. Крумбейн показал, что в продуктах жизнедеятельности некоторых видов микроорганизмов по сравнению с окружающей средой содержание марганца увеличено в 1 200 000 раз, железа - в 650 000 раз, ванадия - в 420 000 разз серебра - в 240 000 раз и т. д. Однако и бактерии не творят минералы "из ничего". Эту особенность живого вещества в афористической форме сформулировал геолог Александр Васильевич Хабаков: "Бактерии не самовластные творцы месторождений, а их природные технологи-обогатители". Благодаря концентрационной функции живого вещества во многих живых организмах обособляются минеральные образования. Морфологически они очень разнообразны. В качестве примеров можно назвать минеральные включения в тканях высших растений, капельки элементарной серы в клетках некоторых бактерий, раковины моллюсков и брахиопод, панцири диатомовых водорослей, скелеты животных и т. д. Минералы, входящие в состав живого вещества, сейчас получили название "биоминералов", и наука, занимающаяся их изучением, обособилась в самостоятельную отрасль минералогии - биоминералогию. |
Автор: | Свет и тень [ 09 янв 2014, 14:00 ] |
Заголовок сообщения: | Самая мощная геологическая сила |
Во вторую группу - "богатые каким-либо элементом" - относились организмы, содержащие данный элемент в количестве около 1% и выше (до 10%). При этом" содержание элементов в первых двух группах должно быть выше, чем кларк данного элемента. Третью группу составляют "обычные организмы", четвертую - "бедные данным элементом". Развивая эти представления с несколько иных позиций, югославский геохимик В. Омальев недавно ввел понятие биогеохимического фона, которое он предложил обозначать термином "Вернадский" (по аналогии с кларком). Биогеохимический фон, или Вернадский, - это среднее содержание какого-либо элемента в живом веществе - как в разнородном живом веществе биосферы в целом, так и в живом веществе отдельных типов, классов, родов или видов живых организмов. Один из основоположников геохимии, известный норвежский ученый Виктор Мориц Гольдшмидт (1888-1947) в разработанной им геохимической классификации элементов выделил особую группу биофильйых элементов, включив туда углерод, водород, кислород, азот, фосфор, серу, хлор и йод. Следуя по этому пути, академик Б. Б. Полынов в 1948 г. предложил выделять группу элементов-органогенов, подразделяя ее на: а) абсолютные органогены, без которых совершенно невозможно существование организмов (водород, углерод, кислород, азот, фосфор, сера, калий, магний) и б) специальные органогены, необходимые для многих организмов, но необязательные для всех. |
Автор: | Свет и тень [ 09 янв 2014, 14:00 ] |
Заголовок сообщения: | Самая мощная геологическая сила |
В предыдущих главах уже говорилось о многократном использовании живым веществом элементов, вовлеченных в биотический круговорот. Однако проблема заключаемся в том, что живое вещество не может использовать нужные ему элементы в каком попало виде: органическая составяяющая необиогенного вещества должна быть разложена до простых неорганических соединений - углекислого газа, воды, сероводорода, метана, аммиака и т. д. Разложением отмершей органики, как мы знаем, занимается целая армия сапротрофов. Значительную часть органики полностью минерализуют и некротрофы. Другой аспект проблемы - разложение неорганического вещества. Мы уже упоминали в начале этой главы о морских сверлильщиках. Первое обстоятельное исследование сверлящих цианобактерий и водорослей опубликовал в 1902 г. наш соотечественник, впоследствии академик, Георгий Адамович Надсон (1867-1940). Он пока-зал, что сверлящие водоросли селятся главным образом на карбонатных породах и играют значительную роль в возвращении в биотический круговорот не только кальция, но и других жизненно важных элементов - магния , и фосфора. Работы Г. А. Надсона не вызвали интереса ни у биологов, ни у геологов начала века. Больше того, когда я заказал в библиотеке "Ботанические записки" за 1902 г. со статьей Надсона, журнал оказался неразрезанным: за три четверти века его не прочитал никто! |
Автор: | Свет и тень [ 09 янв 2014, 14:01 ] |
Заголовок сообщения: | Самая мощная геологическая сила |
И, как с грустью заметил один микробиолог, мраморный памятник Луи Пастеру в Париже также разрушается, бактериями, деятельность которых он так стремился доказать... Человечество научилось использовать деструктивную деятельность микроорганизмов в своих целях: в некоторых промышленно развитых странах выщелачивание полезных компонентов из руд производят с участием бактерий. Уже сейчас бактериальными методами выделяют из руд медь, уран, цинк и даже мышьяк. В США бактерии "выдают на-гора" около 10 % всей добычи меди. На очереди бактериальное выщелачивание свинца, никеля, кобальта, молибдена, кадмия и титана. По сравнению с обычными методами металлургии бактериальное выщелачивание отличается гораздо более полным извлечением металлов. Поэтому новый метод особенно эффективен при переработке бедных руд, которые иным путем перерабатывать невыгодно или просто невозможно. Так, на Урале из-за низкого содержания меди забросили было месторождение, название которого говорит само за себя - "Южная Выклинка". А призвав на помощь тионовые бактерии, вернули рудник к жизни и стали получать сотни тонн в год высококачественного металла. Таким же путем на одном из мексиканских рудников из старых заброшенных забоев за один только год было извлечено 10 000 т меди. Больше того, бактерии работают настолько чисто, что с их помощью можно пускать в переработку даже "хвосты" обычных обогатительных фабрик. Деструктивная функция живого вещества - важный аспект его деятельности в биосфере. |
Автор: | Свет и тень [ 09 янв 2014, 14:02 ] |
Заголовок сообщения: | Самая мощная геологическая сила |
При положительных значениях окислительно-восстановительного потенциала среда является окислительной, при отрицательных - восстановительной. В современных донных осадках морей Eh изменяется в пределах от +600 мВ до -350 мВ. Фотоавтотрофы в процессе своей жизнедеятельности непрерывно производят кислород. Благодаря этой реакции в биосфере повсеместно (за исключением ее подземной части и отдельных участков Мирового океана) существует окислительная обстановка, а в атмосфере содержание углекислого газа удерживается на низком уровне.) Однако при фотосинтезе, как известно, не только выделяется кислород - сильный окислитель, но возникают и органические вещества. При их разложении в анаэробных условиях образуются водород, аммиак, органические кислоты и анионы SO-, РО~, NO. Как показал В. А. Ковда, продукты разложения степных трав образуют растворы нейтральной и слабощелочной реакции, некоторые виды полыни и опад саксаула дают щелочную реакцию (рН 8-8,5), а масса отмершей хвои, вереска, лишайников и сфагнума - кислую (рН 3,5-4,5). Вспоминаются слова академика Б. Б. Полынова: "Прежде всего я считаю неправильным указание, которое так часто встречается, что то или иное явление - скажем, образование осадка - зависит не от организмов, а от величин рН. Я считаю неправильным само противоположение рН организмам. Представим себе, что кого-либо заинтересовал высокий рост какого-либо дерева, и на его вопрос о причинах этого роста ему отвечают, что рост дерева зависит от количества метров, укладывающихся по длине его ствола. |
Автор: | Свет и тень [ 09 янв 2014, 14:03 ] |
Заголовок сообщения: | Самая мощная геологическая сила |
В роли компрессора в данном случае выступают бактерии. А степень разжижения грунтов зависит от наличия пищи для бактерий (калия, фосфора, отмершей органики). Явление, описанное В. В. Радиной, признано открытием - случай, в геологии нечастый. Формула этого открытия, зарегистрированного 13 октября 1970 г., следующая: "Установлено неизвестное ранее явление образования истинных плывунов, заключающееся в том, что в водонасыщенной дисперсной породе происходит накопление в виде пузырьков газообразных продуктов жизнедеятельности микроорганизмов, которые вызывают избыточное давление в жидкой фазе породы, являющееся энергетическим фактором ее подвижности" . Механизм образования истинных плывунов прояснился. Видимо, не за горами к биологическое управление плывунами. В водных экосистемах средообразующая роль живого вещества, пожалуй, проявляется наиболее отчетливо и многогранно. "Разнородное живое вещество океана, жизнь моря, взятая в целом, может быть рассматриваема как специальный механизм, совершенно изменяющий химию моря",- писал В. И. Вернадский . Важнейшим средообразующим фактором в водных экосистемах являются фильтраторы зоопланктона и бентоса. Байкал своей исключительной чистотой обязан тому, что всю его водную массу трижды за год процеживает эндемичный веслоногий рачок эпишура. А организмы, извлекающие из водной толщи для построения своего скелета карбонат кальция или кремнезем, изменяют не только ее солевой состав, но и кислотность среды. |
Автор: | Свет и тень [ 09 янв 2014, 14:04 ] |
Заголовок сообщения: | Самая мощная геологическая сила |
Наконец, пятая основная функция живого вещества в биосфере - транспортная. Еще со времен Ньютона известно, что перемещение потоков вещества на нашей планете определяется силой земного тяготения. Неживое вещество само по себе перемещается по наклонной плоскости исключительно сверху вниз. Только в этом направлении движутся реки, ледники, лавины, осыпи. Живое вещество - единственный (помимо поверхностного натяжения) фактор, обусловливающий обратное перемещение вещества - снизу вверх, из океана - на континенты, реализующий тем самым "восходящую" ветвь биогеохимического круговорота. В первую очередь это касается воды. Высшие растения осуществляют транспирацию влаги из почвы в атмосферу. Подсчитано, что при образовании каждого грамма биомассы высшие растения испаряют 100 г воды! Что же касается горизонтального переноса водяных паров в глубь континентов, то оно также производится при участии наземных растений. В самом деле, первоначально осадки выпадают лишь на небольшом удалении от источников испарения (морей или крупных озер), затем эта влага впитывается растениями, вновь испаряется ими и переносится в глубь материка воздушными потоками. Этот процесс повторяется неоднократно. Влага, как по ступенькам лестницы, поднимается на "верхние этажи" континентов. Не будь растений, в отдаленные от моря районы континентов она бы, видимо, вообще не попала. Растения, как известно, потребляют из почвы не дистиллированную воду, а питательный раствор, состав которого они сами регламентируют (не обходится, правда, без некоторого принудительного ассортимента). |
Страница 1 из 1 | Часовой пояс: UTC + 2 часа |
Powered by phpBB® Forum Software © phpBB Group http://www.phpbb.com/ |