Избранное
ЭБ Нефть
и Газ
Главная
Оглавление
Поиск +
Еще книги ...
Энциклопедия
Помощь
Для просмотра
необходимо:


Книга: Главная » Введенский Б.А. Большая советская энциклопедия Том 23
 
djvu / html
 

500
КРУГОВОРОТ ВЕЩЕСТВ
С поверхности океана испаряется ежегодно огромное количество воды, но при этом нарушается её изотопный состав (см. Изотопы): она становится беднее тяжёлым водородом по сравнению с океанич. водой (в результате фракционирования изотопов при испарении). Между поверхностным слоем воды океана и массой воды более глубоких его зон существует свой регулярный, установившийся обмен. Между парами воды и водой атмосферы и водоёмов устанавливаются локальные временные равновесия. Пары воды в атмосфере конденсируются, захватывая газы атмосферы и вулканич. газы, а затем вода обрушивается на сушу. Часть воды при этом связывается в виде кристаллогидратной (см. Кристаллогидраты), сорбированной и многих других форм рыхлыми осадками земной коры, погребается вместе с ними и надолго оставляет этот цикл. Осадки в процессе мста-морфизации и погружения вглубь Земли под влиянием давления и высокой температуры (напр., интрузий) теряют воду, к-рая поднимается по порам пород и появляется в виде горячих источников или пластовых вод на поверхности Земли, или, наконец, выбрасывается с парами при вулканич. деятельности вместе с нек-рым количеством ювенилъной воды (см.). Другая же, основная, масса воды, извлекая растворимые соединения из пород литосферы, разрушая их, стекает реками обратно в океан. В результате этого процесса солевой состав океана в геологич. времени изменяется.
Другой пример — круговорот кальция. Известняки (и другие породы) на континенте разрушаются и растворимые соли кальция (двууглекислые и др.) реками сносятся в море. Ежегодно в море сбрасывается с континента ок. 5-1C8 m кальция. В тёплых морях углекислый кальций интенсивно потребляется низшими организмами — форамини-ферами, кораллами и др. на постройку своих скелетов. После гибели этих организмов их скелеты из углекислого кальция образуют осадки на дне морей. Со временем происходит метаморфизация осадков, в результате чего образуется порода — известняк. При регрессии моря известняк обнажается и оказывается на суше и начинается процесс его разрушения. Но состав вновь образующегося известняка несколько иной. Так, оказалось, что, напр., палеозойские известняки более богаты углекислым магнием и сопровождаются доломитом (см.), известняки же более молодые — беднее углекислым магнием, а образования пластов доломитов в современную эпоху вообще не происходит.
Таким образом, отдельные циклич. процессы, слагающие общий К. в. на Земле, никогда не являются полностью обратимыми. Часть вещества в повторяющихся процессах превращения рассеивается и отвлекается в частные круговороты или захватывается временными равновесиями, а другая часть, к-рая возвращается к прежнему состоянию, имеет уже новые признаки.
Продолжительность того или иного цикла можно условно оценить по тому времени, к-рое было бы необходимо, чтобы вся масса данного вещества могла обернуться один раз на Земле в том или ином процессе (см. табл. 1).
В К. в. принимают участие химич. элементы, химич. соединения, более сложные ассоциации вещества и организмы. Процессы изменения вещества могут носить преимущественно механич. характер: перемещения вещества, характер физико-хи-мич. превращения или ещё более сложный — био-логич. характер, или, наконец, смешанный характер.
Табл.1. — Время, достаточное для полного оборота вещества.
Вещество
Углекислота атмосферы (через фотосинтез)
Кислород атмосферы (черев фотосинтез) .
Вода океана (путём испарения)......
Азот атмосферы (путём окисления элек-трич. разрядами, фотохимич. путём и Сиологич. фиксацией)..........
Вещество континентов (путём денудации— выветривания)..............
Время (годы)
ок. 5
ок. 5000 ок. 10«
ок. 10» ок. 10'
К. в., многочисленные отдельные циклич. процессы на Земле, поддерживаются притекающей к ним энергией. Основными источниками энергии этих процессов являются солнечное тепло, энергия положения (гравитационная) и радиогенное тепло Земли, когда-то имевшее исключительное значение в происходивших на Земле процессах. Энергия, возникшая при химических и других реакциях, имеет второстепенное значение. Величина всей энергии, поддерживающей К. в. на Земле, нам пока неизвестна. Лишь для отдельных частных круговоротов вещества можно оценить затраченную энергию; напр., для ежегодного испарения масс воды с поверхности океана расходуется ок. 2,5-1023 кал, или 10% от всей получаемой Землёй энергии Солнца.
Классификация круговоротов вещества на Земле еще не разработана. Можно говорить, напр., о круговоротах отдельных химич. элементов или, напр., о биологич. круговороте вещества в биосфере. С другой стороны, можно выделить круговорот газов атмосферы или воды гидросферы, твёрдых веществ в литосфере и, наконец, — круговорот вещества в пределах 2—3 смежных геосфер. Изучением К. в. занимались многие русские учёные: В. И. Вернадский выделил геохимич. группу т. н. циклических химич. элементов; к ним относят практически все широко распространённые химич. элементы и многие редкие, напр, углерод, кислород, азот, фосфор, серу, хлор, медь, железо, иод. В. Р. Вильяме рассматривал биологич. циклы азота, углекислоты, фосфора и др. в связи с изучением плодородия почв. Из циклических химич. элементов особенно важную роль в биогенном цикле играют углерод, азот, фосфор, сера (см. Био~ геохимия).
, Углерод имеет исключительное значение для живого вещества (живым веществом в геологии называют совокупность всех организмов, населяющих Землю). Из углерода в биосфере создаются миллионы органич. соединений. Углекислота из атмосферы в процессе фотосинтеза, осуществляемого зелёными растениями, ассимилируется и превращается в разнообразные органич. соединения растений. Растительные организмы, особенно низшие микроорганизмы, морской фитопланктон (см.), благодаря исключительной скорости размножения, продуцируют в год ок. 1,5-Ю11 т углерода в виде органич. массы, что соответствует 1,4-1020 кал энергии. Растения частично поедаются животными (при этом образуются пищевые цепи). В конечном счёте органич. масса в результате дыхания, гниения (см.) и горения превращается в углекислый газ или отлагается в виде сапропеля, гумуса, торфа (см.), к-рые, в свою очередь, дают начало многим другим каустобио-литам — каменным углям, нефти (рис. 2). В процессах распада органических веществ, их минерализации, огромную роль играют бактерии (напр., гнилостные), а также многие грибы (напр., плесневые).

 

1 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130 140 150 160 170 180 190 200 210 220 230 240 250 260 270 280 290 300 310 320 330 340 350 360 370 380 390 400 410 420 430 440 450 460 470 480 490 500 501 502 503 504 505 506 507 508 509 510 520 530 540 550 560 570 580 590 600 610 620 630


Большая Советская Энциклопедия Второе издание