Химия биосферы

Связь состава организмов с химией земной коры
и то огромное – первенствующее – значение,
которое имеет живое вещество в механизме земной коры,
указывает нам, что разгадка жизни не может быть
получена только путем изучения живого организма.
...Для ее разрешения надо обратиться и к его первоисточнику – к земной коре.
В.И. Вернадский 

 Атмосфера - наиболее легкая оболочка планеты, граничащая с космическим пространством. Через нее осуществляется обмен веществ Земли с Космосом. Земля получает космическую пыль и метеоритный материал, теряет самые легкие газы: водород и гелий. Атмосфера Земли насквозь пронизывается мощной радиацией Солнца, которая определяет тепловой режим поверхности планеты, вызывает диссоциацию молекул атмосферных газов и ионизацию атомов. Обширная область разреженной верхней атмосферы состоит из ионов, обозначается ионосферой.
В тропосфере во взвешенном состоянии присутствуют также твердые и жидкие частицы, которые обычно называют аэрозолями.
Из таблицы видно, что химический состав атмосферы постоянно изменяется. В частности, увеличивается объемная доля углекислого газа азота, аргона, криптона, ксенона; уменьшается объемная доля кислорода, гелия, метана, оксида азота (I).
Средний химический состав атмосферы
Элемент
Объемные %
Весовые %

1990 г.
2010 г.
1990 г.
N2
78,08
78,084
75,51
O2
20,95
20,946
23,15
Ar
0,93
0,932
1,28
CO2
0,03
0,0387
0,046
Ne
1,8 10-3
1,818·10−3
1,25 10-3
He
5,2 10-4
4,6·10−4
0,71 10-4
CH4
2,2 10-4
1,7·10−4
1,2 10-4
Kr
10-4
1,14·10−4
2,9 10-4
N2O
10-4
5·10−5
1,5 10-4
H2
5 10-5
5·10−5
0,3 10-5
Xe
8 10-6
8,7·10−6
3,6 10-5
O3
10-6

3,6 10-5

Доля галогенового пути распада стратосферного озона увеличилась в результате деятельности человека, что привело к возникновению озоновых дыр. Генеральная ассамблея ООН в 1994 году провозгласила 16 сентября ежегодным Международным днём охраны озонового слоя.
Гидросфера - водная оболочка Земли.
Гидросфера находится в тесной взаимосвязи с литосферой (подземные воды), атмосферой (парообразная влага) и живым веществом биосферы, в которое она входит в качестве обязательного компонента.
Форма нахождения
% от общего объема
Мировой океан
94
Подземные воды
4
Подземные воды активного обмена
0,3
Ледники
1,7
Озера
0,02
Почвенная влага
0,01
Пары атмосферы
0,001
Речные воды
0,0001
Именно в мировом океане происходит грандиозный процесс обмена и трансформации энергии и вещества нашей планеты.
Со времени образования океана протекало изменение его природы под воздействием различных природных процессов: солнечного излучения, геологических и геохимических факторов и, что особенно важно, под влиянием биологических процессов.
В настоящее время можно считать, что в морской воде присутствуют все химические элементы таблицы Д.И. Менделеева.
Однако преобладающая часть растворенных веществ сложена немногими химическими элементами: Na, Mg, Ca, Cl, C, S. Они находятся в морской воде в виде ионов: Na+, Mg2+, Ca2+, анионов хлора, сульфат, гидрокарбонат, карбонат-ионов.
Другие химические элементы присутствуют в морской воде в более низких концентрациях, чем главные ионы.
Некоторые из элементов, несмотря на относительно низкую концентрацию, играют важную роль в химических процессах моря и морских организмах. Ведущая роль принадлежит азоту, фосфору, кремнию, которые усваиваются живыми организмами, и их концентрация в морской вроде контролируется ростом и размножением морских животных и растений.
Отметим, что главные ионы характеризуются постоянным соотношением во всем объеме Мирового океана, что влечет за собой устойчивость динамического равновесия между количеством растворенных веществ  поступающих с поверхности континентов в океан, и их осаждением.
Земная кора - наиболее неоднородная твердая оболочка Земли, сложенная различными минеральными ассоциациями в виде осадочных, изверженных и метаморфических горных пород.
В настоящее время земной корой принято считать верхний слой твердого тела планеты, расположенный выше сейсмической границы Мохоровичча.
Общий химический состав земной коры определяют немногие химические элементы. Основная ее масса - 8 элементов: O, Si, Al, Fe, Ca, Mg, Na, K. Ведущим из них является кислород (47,3% по массе).
Живое вещество занимает ничтожно малое пространство в масштабе Земного шара.
В.И. Вернадский показал. что все количество живых организмов Земли образует единое целое - живое вещество планеты.
Биосфера есть часть земного пространства, охваченного жизнью с ее активными химическими проявлениями. В биосфере возможно существование организмов в любых возможных концентрациях - от единичных бактерий и спор в 1см3 атмосферного воздуха до мощных тропических лесов экваториальной зоны и следов жизни в пучинах мирового океана.
По своему активному воздействию на окружающую среду живое вещество занимает особое место и качественно резко отличается от других оболочек земного шара.
Все живое на нашей планете составляет 1/11000000 часть массы всей земной коры. Однако в качественном отношении живое вещество представляет собой наиболее высокоорганизованную часть материи Земли.
Главные составные части живого вещества - это элементы, широко распространенные во всех других оболочках Земли и Космосе. Средний элементарный состав живого вещества  отличается от состава земной коры высоким содержанием углерода.
Средний химический состав живого вещества 
(по А.П. Виноградову, в весовых %)
Элемент
%
Элемент
%
Элемент
%
Элемент
%
O
C
H
Ca
K
N
Si
Mg
P
S
Na
70
18
10,5
0,5
0,3
0,3
0,2
0,04
0,07
0,05
0,02
Cl
Fe
Al
Ba
Sr
Mn
B
Ti
F
0,02
0,01
5 10-3
3 10-3
2 10-3
1 10-3
1 10-3
8 10-4
5 10-4
Zn
Rb
Cu
V
Cr
Br
Ge
Ni
Pb
Sn
5 10-4
5 10-4
2 10-4
n 10-4
n 10-4
1,5 10-4
1 10-4
5 10-5
5 10-5
5 10-5
As
Co
Li
Mo
Y
Cs
Se
U
Hg
Ra
3 10-5
2 10-5
1 10-5
1 10-5
1 10-5
1 10-5
<10-5
< 10-6
n 10-7
n 10-12

ИНФОРМАЦИОННЫЕ РЕСУРСЫ

Комментариев нет:

Отправить комментарий

Подписаться на: Сообщения (Atom)