 |
|
|
Полынов. КОРА ВЫВЕТРИВАНИЯ |
Углерод в зоне выветривания
|
Смотрите также:
Элювиальные коры выветривания...
Борис Борисович Полынов. Геохимия ...
Ряды миграции академика Б. Б. Полынова ...
Мейен - Из истории растительных династий
Биографии биологов, почвоведов
|
§ 18. Рассматривая круговорот соединений кислорода мы поневоле должны были коснуться почти всех других важнейших элементов зоны выветривания, так как кислород вступает с ними в те или иные соединения.
Но так как наше внимание по понятным причинам было сосредоточено именно на судьбе кислорода, то мы не могли с достаточной полнотой останавливаться на истории этих других элементов и теперь нам предстоит пополнить этот пробел. Мы начнем с истории углерода в зоне выветривания, с важнейшими соединениями которого мы уже встретились в предыдущей главе.
Важнейшими первичными для зоны выветривания формами углерода в современную эпоху существования земной коры являются вулканические и поствулканические эманации углекислоты, окислы углерода, углеводородов (СН4, С2Н4) и твердые минералы изверженных и метаморфических пород: карбонаты (первичный кальцит), карбоносиликаты, графит.
Из менее распространенных указывают на муравьиный альдегид (СН20), муравьиную кислоту (СН302), карбиды металлов (железа и никеля) и др. О ювенильной углекислоте мы уже говорили как о кислородном соединении. Все другие первичные формы соединений углерода, за исключением карбонатов, представляют или соединения неполного окисления, или бескислородные, и потому первым превращением их в зоне выветривания будет или прямое или при посредстве организмов и преимущественно микроорганизмов— окисление, и, следовательно, переход опять- таки в форму углекислоты. Этот переход, однако, нельзя считать совершенно обязательным. Не говоря уже о различной устойчивости, которой обладают ювенильные формы углерода, — они будут в большей или меньшей мере окисляться в зависимости от того, попадут ли они в ту часть зоны выветривания, которая охвачена биосферой, или будут сохраняться в более глубоких частях ее. Но, во всяком случае, углекислоту правильно будет рассматривать как исходную форму превращений соединений углерода в зоне выветривания.
В предыдущей главе мы указали на широкое распространение углекислоты (растворы, гидросфера, почвенный воздух) в зоне и коре выветривания. Этот факт мы оценивали как распространение одной из форм соединения кислорода. Теперь мы должны учесть, что этим широким распространением обусловливается и распространение тех двух основных категорий процессов, путем которых углекислота вступает в циклы превращений соединений углерода.
Эти две категории, два различных пути: 1) образование карбонатов и 2) образование сложных органических соединении живого вещества посредствам фотосинтеза зелеными растениями и хемосинтеза некоторыми формами низших организмов. О карбонатах мы уже говорим. Несомненно, что современные запасы вадозных карбонатов в зоне выветривания нельзя считать „косной" материей. Они подвергаются многочисленным частным циклам превращений, связанных с трансформацией энергии (растворение, вторичное выпадение из раствора, кристаллизация, организация, декарбонати- зация и т. д.), но в то же время свыше 30000 биллионов метр, тонн углекислоты, заключающейся в известняках, понятно, представляют собой некоторую приостановку в темпе эволюции соединений углерода и заставляют рассматривать СаС03 как форму углеродного соединения, во- первых, относительно стойкую, особенно для некоторых частей зоны и коры выветривания, и, во-вторых, увлекающую часть углерода из зоны выветривания в более глубокие оболочки.
Что касается органических соединений живого вещества, то для уяснения главных моментов их судьбы необходимо принять во внимание три замечательных свойства живого вещества: питание, размножение и приспособление. Первое бусловливает накопление и превращение органических соединений внутри живого вещества. Образуясь в организме зеленых и низших растений посредством фото- и хемосинтеза и подвергаясь там же известным превращениям, они в процессе питания, умножаясь в количестве, передаются животным, иаразитным и сапрофитным формам растений. Питание и размножение влечет за собой опять-таки их накопление, а приспособление ко внешней среде и ее изменениям — постоянное неуклонное развитие новых форм и широкое распространение. В настоящую эпоху жизни земной коры живые организмы завоевали всю гидросферу, верхнюю часть коры выветривания и нижние слои атмосферы. В последних двух оболочках пределы жизни не ограничены строго определенными границами, и наши представления о них изменяются с развитием исследований и накоплением новых фактов.
В этом отношении небезынтересно отметить, что в противоположность общепринятому мнению о распространении организмов в почве всего лишь на глубину нескольких метров, последние исследования Бродского обнаружили живые организмы (корненожки) в глубоких горизонтах грунтовых вод.1 Вода, появляющаяся в области полярных льдов на их нагреваемой солнцем поверхности, по наблюдениям Нансена, уже содержит в себе микроорганизмы. В настоящее время мы уже сомневаемся в существовании абсолютных пустынь, т.е. пространств, совершенно лишенных жизни. Во всяком случае, неопределенность границ области распространения жизни, с одной стороны, и непрекращающаяся эволюция органического мира — с другой, позволяет предполагать, что в настоящую эпоху существования земной коры количество живо гр вещества увеличивается, ег о масса накопляется и расширяёт пределы своего распространения и, если в настоящее время количество углерода, заключенного в живом веществе, измеряется тысячными долями его общего количества в земной коре, то в дальнейшей истории земной коры оно, повидимому, должно увеличиваться за счет ювеиильиых форм углерода. Если принять о внимание, что жизнь на нашей планете начала развиваться с некоторого историко-геологического момента, и нет пока никаких оснований полагать, что она угасает, то приведенное предположение получает еще большее обоснование.
Органические соединения живого вещества подвергаются, как известно, сгоранию и переходу в углекислоту уже при жизни организмов в процессе их дыхания. Этот процесс горения по существу не прекращается и со смертью организмов, переходя в форму тления — сложного микробиологического или прямого окисления.
Ему подвергаются, как известно, не только трупы организмов, но и их отбросы и выделения, совершаемые ими при жизни. Весь этот материал: трупы, отбросы, выделения и т. д. мы называем органическими остатками. Органические остатки, в зависимости от места их скопления и большего или меньшего притока кислорода, подвергаются или тлению или гниению, т. е. разложению на продукты неполного окисления или совершенно неокисленные (СН4, СО, Н и др.), которые, как мы уже знаем, могут далее переходить в формы полного окисления и в том числе С02. Оба эти процесса, как известно—микробиологические. Весьма важном обстоятельством является неполнота разложения органических остатков. Некоторая часть их за время своего пребывания в коре и зоне выветривания не достигает конечной формы окисления углерода, а сохраняется на различных промежуточных стадиях окисления и разложения или даже в неизмененном состоянии и в этих формах уходит в более глубокие оболочки литосферы, претерпевая там те или иные превращения. Это большее или меньшее сопротивление окислению и разложению зависит как от форм органических соединений, так и от форм их скоплений.
Что касается до отдельных соединений, то наиболее быстрому окислению и разложению поддаются, повидимому, белковые вещества, аминокислоты и амиды кислот (аспарагин, лейцин), амины, сахара, крахмал, органические кислоты и вообще все те соединения, которые представляют наиболее доступную пищу и среду для микроорганизмов. Более трудно разлагаются клетчатка и жиры, еще труднее — лигнин, пробковое вещество, которыми богаты растительные остатки, и особенно трудно — дубильные вещества, смолы, воскообразные вещества, хитин и др.
Янтарь, хитин некоторых брахиопд, сохраняющийся в осадочных породах от начала кембрия, ярко демонстрирует стойкость этой последней категории веществ. Торф, освобожденный в опыте Вольни от обволакивающих его столообразных веществ, разлагался вдвое быстрее, нежели необработанный торф. Но при благоприятных обстоятельствах могут долго сохраняться даже и белковые вещества. Усиленное накопление органических остатков в ограниченном месте, уже само по себе уменьшая поверхность соприкосновения их массы с кислородом и другими реагентами, благоприятствует их сохранению, но немалую роль в этом случае играет и сама форма аккумуляции их.
|
|
|
|
К содержанию книги: Б.Б.Полынов - Кора выветривания
|
Последние добавления:
Тюрюканов. Биогеоценология. Биосфера. Почвы
Происхождение и эволюция растений
Биографии ботаников, биологов, медиков