Имя материала: Основы биогеохимии

Автор: В.В.ДОБРОВОЛЬСКИЙ

8.5. общие черты циклов и распределения масс выщелоченных элементов

 

Геохимические циклы рассмотренных в этой главе элементов • имеют общие черты.

Во-первых, все они поддерживаются поступлением вещества из одного источника: земной коры или, точнее, гранитного слоя континентального блока. На протяжении последних 570 млн лет из гранитного слоя земной коры было извлечено калия 16,5\%, кремния и фосфора 17 \% каждого, натрия 19 \%.

Во-вторых, основные мигрирующие массы приурочены к системе континентального стока и биологического круговорота. Атмосферная миграция более ограничена по сравнению с элементами, поступающими в биосферу в результате дегазации мантии. По этой причине элементы рассматриваемой группы интенсивно аккумулируются в осадках Мирового океана. Подавляющая часть массы элементов, вынесенных из гранитного слоя земной коры, находится в осадочных породах, где сконцентрировано более 99 \% кремния, фосфора, кальция, около 98 \% калия и свыше 60 \% натрия от общего количества каждого элемента в биосфере. Такое положение обусловлено сильной незамкнутостью глобальных годовых циклов, которые балансируются лишь на протяжении длительных отрезков времени — миллионов и десятков миллионов лет.

В-третьих, живое вещество Мировой суши, соответствующее биомассе наземной растительности, содержит ничтожную часть — миллионные доли всей массы химических элементов, мобилизованных из твердого вещества континентального блока земной коры при выветривании. Для этих элементов, так же как для поступивших в биосферу посредством дегазации, живое вещество служит не резервуаром масс, а глобальным биогеохимическим сепаратором.

Наряду с общими чертами обнаруживаются специфические особенности каждого элемента, которые хорошо заметны при сравнении распределения их масс в биосфере (табл. 8.2). Если подсчитать, какая часть каждого элемента находится в глобальной биомассе, то окажется, что в наибольшей мере в биомассе связан фосфор — 38×10-5 \% от общего количества, затем кальций - 16,5×10-5 \%; калий - 6,5×10-5 \%, натрий - 0,7×10-5 \%, кремний — 0,25×10-5 \%. Сравнивая данные табл. 7.5 и 8.2, можно заметить, что в глобальной биомассе избирательно удерживаются углерод, азот, сера, фосфор, кальций, калий. Приведенные результаты дают объективное представление об относительной необходимости элементов для живого вещества Мировой суши. Следует отметить, что для этого в равной мере важны представители как дегазированных, так и извлеченных из гранитного слоя элементов.

Столь же неодинаково относительное распределение масс рассматриваемых элементов в Мировом океане. В нем сосредоточено свыше 35 \% массы натрия, немногим более 2 \% калия, около 0,01 \% фосфора и менее 0,001 \% кремния. Вне зависимости от этого биологический круговорот на суше больше у кальция, в океане — у фосфора и натрия. Вовлечение масс калия и кремния в биологический круговорот континентов и океана различается незначительно. Элементы, массы которых растворены в океане более 0,1 \% от их общего количества в биосфере, активно участвуют в годовом массообмене океан —атмосфера, мигрируют от океана на сушу, частично восполняя годовой вынос с континентальным стоком. Таковы натрий и кальций, 35 и 2 \% массы которых находятся в океане.

Таблица 8.2

Распределение масс химических элементов, поступивших в биосферу

в результате мобилизации из гранитного слоя

континентального блока земной коры

 

Резервуар

 

Масса элементов, 109 т

Р

К

Са

Na

Si

Мировая суша

Растительность

Органическое вещество почвы

5,0

7,0

25,0

5-10

45,0

25,0

3,0

0,5

12,5

50,0

Океан

Живые организмы

Растворенные

формы

Осадочная

оболочка

0,04

 

120,0

 

1 311 000

0,17

 

530 000

 

38 200 000

0,034

 

559 000

 

272 800 000

0,09

 

14740 000

 

26 700 000

0,17

 

4110

 

493 600 000

Масса элемента в биосфере,

1015 т

1,3

38,7

273,4

41,4

493,6

 

Указанные элементы, так же как сера (11 \%) и хлор (80 \%) из группы дегазированных, относятся к циклическим, принимая во внимание участие их значительных масс в годовых миграционных циклах в системе суша—океан — атмосфера — суша.

 

Рекомендуемая литература

 

Диви Э. Круговорот минеральных веществ // Биосфера. — М.: Мир, 1972.-С. 120-138.

Ковда В.А. Биогеохимические циклы в природе и их нарушение человеком // Биогеохимические циклы в биосфере. — М.: Наука, 1976. — С. 19-35.

Полынов Б. Б. Кора выветривания // Избр. тр. — М.: Изд-во АН СССР, 1956.-С. 103-255.

 

Контрольные вопросы

 

1. Каковы главные различия в структуре глобальных циклов массооб-мена калия и натрия?

2. В чем заключается проблема распределения масс кальция в биосфере?

3. Какой элемент из группы щелочных и щелочно-земельных металлов в наибольшем количестве переносится из океана на сушу?

4. Глобальный цикл массообмена какого из рассмотренных элементов отличается наименьшей замкнутостью?

5. Перечислите общие черты распределения масс и главных циклов рассмотренных элементов.

 

Темы для самостоятельной работы

 

1. Сопоставьте числовые значения масс фосфора, участвующих в биологическом круговороте на суше и в океане. Какие между ними различия и чем они обусловлены?

2. По данным, приведенным в справочных материалах и в ч. I, определите основные миграционные потоки масс в глобальном цикле кальция.

 

Страница: | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | 11 | 12 | 13 | 14 | 15 | 16 | 17 | 18 | 19 | 20 | 21 | 22 | 23 | 24 | 25 | 26 | 27 | 28 | 29 | 30 | 31 | 32 | 33 | 34 | 35 | 36 | 37 | 38 | 39 | 40 | 41 | 42 | 43 | 44 | 45 | 46 | 47 | 48 | 49 | 50 | 51 | 52 | 53 | 54 | 55 | 56 | 57 | 58 | 59 | 60 | 61 | 62 | 63 | 64 | 65 | 66 | 67 | 68 | 69 | 70 | 71 | 72 | 73 | 74 | 75 | 76 | 77 | 78 | 79 | 80 | 81 | 82 |