Вся электронная библиотека      Поиск по сайту

 

Вернадский - химическое строение биосферы

Глава XVII. ГЕОЛОГИЧЕСКИЕ ОБОЛОЧКИ И ГЕОСФЕРЫ В СТРУКТУРЕ БИОСФЕРЫ. ДИССИММЕТРИЯ И ЕЕ ЗНАЧЕНИЕ

 

биосфера

 

Смотрите также:

 

БИОСФЕРА. Следы былых биосфер

 

Вернадский Владимир Иванович

 

Вернадский. Ноосфера Вернадского. Биосфера планеты Земля

 

Владимир Иванович Вернадский. Основанные Вернадским ...

 

Биосфера. Вернадский. Дж. Мерей. Зюсс. Ламарк

 

ВЕРНАДСКИЙ. БИОСФЕРА. Представитель космизма ...

 

НООСФЕРА. ВЕРНАДСКИЙ

 

Вернадский. Какое вещество считается живым. Термин «живое ...

 

ВЛАДИМИР ИВАНОВИЧ ВЕРНАДСКИЙ. Биография и книги ...

 

ВЕРНАДСКИЙ. Биография и труды Вернадского. Вершиной его ...

 

Ноосфера. Вернадский. Пьер Тейяр де Шарден

 

Биогенное происхождение тропосферы

 

Уже давно было замечено, что если мы исключим вулканические газы, то природные земные газы и газы, развивающиеся во время биохимических процессов, одни и те же. Это не случайное совпадение, а связано с ролью живого вещества в создании тропосферы (см. § 168). Можно сейчас утверждать, что наша тропосфера не есть астрономическое явление, т.е. связанное с всемирным тяготением, а есть создание живого вещества, имеет биогенное происхождение для подавляющей массы своих газов

 

В природных земных газах мы имеем четыре различные по происхождению группы: 1) вулканические газы, 2) биогенные газы, 3) газы подземных газовых и водяных струй, 4) газы из космических пространств.

Химический состав тропосферы (сухой атмосферы)

Газ      Объемный % Газ      Объемный %

Азот    78,09   Криптон         0,0001

Кислород       20,95   Ксенон           0,000008

Углекислый газ        0,03     Радон  6 1(Г

Аргон 0,93     Метан . 0,00015

Неон   0,0018 Водород         0,00005

Гелий 0,00052           Закись азота  0,00005

Пары воды - переменное количество.

Земная и космическая пыль - в 1 см3 - над Атлантическим океаном 70-340 пылинок, на горах - 400-800, в открытом поле - 32 000-130 000.

Микроорганизмы и их споры - в 1 м3 - около Парижа свыше 11 000 бактерий и около

200 грибков, на Монблане - от 4 до 11 бактерий.

Аммиак.

Окислы азота.

Озон 0,02-0,03 мг/м3.

Ртуть - 0,02 у/м3.

Иод ~ 1 у/м3 (переменно).

 

Для большинства остальных веществ мы можем указать лишь их верхний предел, нахождение выше которого для них невероятно, или дать случайные определения.

 

Это, с одной стороны, свободные элементы, сера и селен, Те, Н, хлористые, фтористые, сернокислые, сернистые, селенистые металлы - Са, К, Na, Fe, Pb, Su, окислы бора и другие, имеющие меньшее значение. Но в составе тропосферы, взятой как целое, они могут играть только второстепенную роль. Количество действующих вулканов исчисляется в настоящее время немногими сотнями, порядка 500 или немного больше, не превосходит нескольких тысяч, если мы будем считать отдельные выходы, принадлежащие к одной и той же группе [24].

 

Количество газовых и водных струй исчисляется десятками тысяч, причем не принимаются во внимание их выходы в гидросферу.

 

Несомненно, в ходе геологического времени наблюдаются усиления и ослабления этого вулканического (в широком понимании) процесса. Мы видели (см. ч. I, § 36), что вулканические явления в своем максимуме предшествовали концу третичного, современному геологическому четвертичному (ледниковому) периоду, в котором мы живем. Они известны на всей истории геологического развития планеты, то усиливаясь, то ослабляясь, еще до кембрия.

 

На поверхности планеты, используя энергию Солнца, идут непрерывные биогенные процессы, которые создают основные химические составные части тропосферы - газы - 02, С02. Главную роль здесь играют зеленые хлорофилльные растения, как для кислорода, так и для угольной кислоты. Процесс образования свободного кислорода связан с определенной частью солнечного спектра между 400 и 700 мкм.

 

Днем при солнечном освещении зеленая растительность, покрывающая планету и окрашивающая лик суши в зеленый цвет, в указанных пределах спектра создает этот фотосинтез свободного кислорода - 02 из Н20 и С02, основной биогенный процесс нашей планеты. Ночью выделяется угольная кислота. Угольная кислота выделяется, помимо этого, подавляющей массой нехлорофилльного живого вещества как на поверхности планеты, так и в областях подземной биосферы.

 

Другие природные синтезы свободного кислорода тоже биогенного характера имеют несравненно меньшее значение и в общем балансе исчезают. Это количества другого порядка по массе. С одной стороны, малоизученные выделения свободного кислорода некоторыми нехлорофилльными организмами, а с другой - выделение свободного кислорода в плавательных пузырях главным образом глубоководных рыб. Свободный кислород создается и вне влияния жизни под влиянием ультрафиолетовых лучей в стратосфере и в верхних частях тропосферы, точно так же при радиоактивном распаде молекул воды, наблюдаемом всюду, где находятся в воде радий и мезоторий (см.). Но все эти процессы меркнут перед количеством свободного кислорода, который создается хлорофилльной растительностью.

 

Свободный кислород тропосферы и его большие концентрации в подводных тропосферах, в том числе и в океане, непрерывно исчезает, так как является мощным окислителем, давая многочисленные химические процессы создания новых сотен богатых кислородом минералов выше кислородной поверхности, и создает живое вещество при процессах дыхания. Несмотря на эти мощные процессы, мы видим, что количество кислорода в тропосфере не уменьшается в течение геологического времени. Отсюда можно сделать только один вывод, что фотосинтез зеленой растительности создает главную массу свободного кислорода тропосферы и непрерывно, сотни миллионов лет, поддерживает существующее динамическое газовое химическое равновесие тропосферы.

 

Это равновесие устанавливается, таким образом, биогенным процессом для кислорода и угольной кислоты. Но тот же процесс появляется последнее время и для третьей господствующей части тропосферы - для азота. Азот на нашей планете в главной своей массе находится в самородном состоянии в виде газа N2. Он входит как важнейшая составная часть в состав живых организмов, в сложные химические соединения их тел, белки и продукты их изменения, в промежуточные свободные соединения, нитраты и нитриты, в подавляющей части биогенного происхождения в океанической воде и в водах суши. Это все динамйческие равновесия. Местами эти соединения - нитраты - на суше образуют значительные скопления, быстро исчезающие там, где развивается хлорофилльная жизнь, т.е. там, где достаточно тепла и влаги. Но в сухих пустынных местах они скопляются в значительных массах и без вмешательства человека существуют веками. Человек все больше пускает их в химический круговорот, уничтожая сложившиеся в эоны лет запасы.

 

В биосфере азот соединяется с кислородом только при грозах, или с железом во время вулканических извержений в виде нитридов (соединения неустойчивые), и в виде нашатыря с водородом. Все эти соединения небиогенного характера, окислы азота, селитры, нашатырь, в биосфере немедленно захватываются живым веществом как лучшее питание и удобрение. В глубоких водах при давлении больше тысячи атмосфер азот легко соединяется с водородом, давая аммиак [27], жадно поглощаемый живым веществом при выходе в биосферу (см. § 181). Но значительная часть, если не главная, азота газовых струй биогенного происхождения. В этом можно убедиться благодаря тому, что в нем отсутствуют благородные газы, которые всегда находятся в азоте воздуха (тропосферы). Уже первые исследователи этого подземного азота [28] выявили, что он является продуктом подземной жизни - азотвыделяющих бактерий, другие формы которых, вероятно, создают тот же процесс в грандиозном масштабе в воде океанов.

 

Биогенный азот образуется непрерывно, главным образом в планктоне океана и в меньшей степени в планктоне водоемов суши под влиянием денитрифицирующих бактерий. Этот процесс идет сильнее в холодных частях океана, чем под тропиками. Этот биогенный глубинный азот заменяет постоянно тот азот, который идет на создание живого вещества биосферы и поддерживает установившееся количественное равновесие.

 

Азот может переходить из верхних слоев свободной атмосферы, где, как видно по спектрам северных сияний, мы имеем азот, может быть, космического происхождения. Но азот такого происхождения едва ли может участвовать в земных реакциях в заметном количестве.

 

 

 

К содержанию книги: Академик Владимир Иванович Вернадский - Химическое строение биосферы Земли и ее окружения

 

 

Последние добавления:

 

Тайны ледниковых эпох

 

ЭВОЛЮЦИЯ ПОЧВ В ГОЛОЦЕНЕ

 

Тимофеев-Ресовский. ТЕОРИЯ ЭВОЛЮЦИИ

 

Ковда. Биогеохимия почвенного покрова

 

Глазовская. Почвоведение и география почв

 

Сукачёв: Фитоценология - геоботаника