3 роки тому
Немає коментарів

Sorry, this entry is only available in
Російська
На жаль, цей запис доступний тільки на
Російська.
К сожалению, эта запись доступна только на
Російська.

Под воздействием двух круп­нейших миграционных потоков атомов — водной миграции и био­логического круговорота — на поверхности суши формируется почва. В этом совершенно особом природном образовании мертвое и живое вещество тесно и нераз­рывно связано в единое целое. Почва буквально насыщена жи­выми организмами — корнями растений, микробами, беспозво­ночными — и продуктами их мета­болизма. Именно в почве совер­шается замечательный процесс перехода минеральных веществ в высокоорганизованную живую ма­терию.

Большое количество тонкодис­персных частиц обусловливает широкое развитие процессов сорбции/дисорбции. С этим связана обменно-поглотительная способность почвы — одна из наи­более важных ее геохимических особенностей. Известно, что рас­тения всасывают почвенную влагу благодаря относительно высокому осмотическому давлению клеточ­ного сока. Всасывание происходит через растительную ткань, сквозь которую свободно проходят моле­кулы воды и ионы, но более круп­ные частицы проникнуть не могут. Основная форма металлов, до­ступная для растений, — катионы, находящиеся в водном растворе. Но свободные катионы не могут долго сохраняться, так как они вносятся атмосферными осадками, систематически промывающими почвенную толщу. Здесь и прихо­дит на помощь механизм обмен­ной поглотительной способности. Катионы металлов находящиеся в сорбированном, поглощенном состоянии, настолько прочно при­тянуты к поверхности почвенных частиц, что не могут вымываться просачивающимися водами. В то же время эти катионы могут пе­рейти в раствор в результате об­мена с ионами водорода, которые образуются при диссоциации кис­лот, выделяемых живыми организ­мами. Благодаря этому растения бесперебойно обеспечиваются элементами минерального пита­ния.

Исходный запас металлов, участ­вующих в почвообразовании, со­держится в почвообразующих по­родах. Таким образом, почва наследует состав этих пород, хотя содержание химических элемен­тов более или менее сильно изме­няется под влиянием водной миг­рации и жизнедеятельности орга­низмов.

Оценить влияние биологиче­ского круговорота на формирование химического состава почвы можно путем определения интен­сивности поглощения элементов растительностью, которая выра­жается величиной нам известного коэффициента биологического поглощения. Чем этот коэффици­ент больше, тем сильнее накап­ливается элемент в почве. Влия­ние водной миграции проявляется в выносе химических элементов из почвы. Интенсивность этого процесса характеризуется вели­чиной коэффициента водной миг­рации. Чем он больше, тем мень­ше остается элемента в почве.

В результате совместного воз­действия биологического круго­ворота и водной миграции элемен­тов постепенно формируется хи­мический состав почвы. Это можно проследить на рис. 5, где ломаная линия сверху показывает величину коэффициента биологического по­глощения каждого химического элемента, а линия снизу — коэф­фициента водной миграции. За­штрихованное поле дает представ­ление о направленности процесса формирования химического соста­ва почвы.

Схема рассеяния металлов из залежи руд в лесном ландшафте...

Схема рассеяния металлов из залежи руд в лесном ландшафте…

В некоторых случаях результаты действия обоих процессов мигра­ции совпадают. Например, цирко­ний не только слабо вовлекается в водную миграцию, но также ог­раниченно поглощается раститель­ностью. В целом это способствует его накоплению в почве. В других случаях содержание рассеянного металла увеличивается или умень­шается в итоге преобладающего действия одного из процессов ми­грации. В результате взаимодей­ствия биологического круговорота и вымывания содержание рассеян­ных металлов в толще почвы опре­деленным образом меняется. Для каждого типа почв характерны свои закономерности распределе­ния содержания металлов.

Энергичное поглощение расти­тельностью рассеянных металлов отражается на повышении их со­держания в верхней части почвы, где скапливаются отмершие остат­ки растительных и животных орга­низмов. По образному выражению известного норвежского геохими­ка В. Гольдшмидта растения, как насос, перекачивают рассеянные металлы из продуктов выветрива­ния в верхние горизонты почвы.

Особенно типично накопление в верхней части почвы для тех рас­сеянных металлов, которые наи­более интенсивно поглощаются растительностью: для цинка, мо­либдена, меди, никеля, и некото­рых других. Этот процесс выражен так сильно, что даже в лесных почвах, энергично промываемых атмосферными и поверхностны­ми водами, наибольшее содержание рассеянных металлов имеет место в горизонте, состоящем из частично переработанных про­дуктов опада. Постепенно разру­шаясь, растительные остатки осво­бождают металлы, прочно связан­ные в органическом веществе. Та­ким образом, растения, аккумули­руя рассеянные металлы и закреп­ляя их в составе трудно разрушае­мых органических соединений, как бы сами создают запас этих редких, но необходимых элемен­тов.

Открытие рассеяния химических элементов используется в практи­ческих целях. В частности, пред­ставления о рассеянии положены в основу геохимических методов поисков полезных ископаемых.

Из залежей руд происходит ин­тенсивное рассеяние металлов. Рудные тела не механически вло­жены во вмещающие их горные породы. Имеется постепенный пе­реход от рудных участков, где сконцентрированы металлы, к гор­ным породам, содержащим их обычные количества. Скопления руды, как облаком, окружены ореолом рассеивающихся метал­лов. По направлению к руде «об­лако» сгущается, к периферии — разреживается.

Процессы рассеяния начинаются одновременно с образованием рудных скоплений и продолжают­ся дальше, вплоть до полного раз­рушения месторождения. Поэтому говорят об ореолах рассеяния первичных, то есть близких по вре­мени и условиям формирования к образованию рудной залежи. Вы­деляют, также ореолы вторичные, возникшие после образования рудной залежи и в совершенно иных условиях.

Как мы знаем, рассеяние метал­лов происходит в продуктах выветривания и развитых на них поч­вах, омывающих их водах и рас­тительности. Поэтому вторичный ореол формируется во всех со­ставных частях ландшафта. Соот­ветственно разработаны специаль­ные методы и приемы геохимиче­ских поисков.

Наиболее распространен лито­химический метод (металломет­рия) — отбор проб почв и горных пород с последующим их анали­зом для выявления ореолов рас­сеяния. Широко используется так­же гидрохимический метод, осно­вывающийся на определении рас­сеянных металлов в водах, и биогеохимический, заключающий­ся в опробовании растений.

Отдельные металлы обладают способностью рассеиваться в воз­духе (например, ртуть) и обра­зовывать ореолы рассеяния в ат­мосфере. Поэтому разработан ат­мохимический метод. Он особен­но эффективен для поисков ра­диоактивных элементов, образую­щих в качестве продуктов распада газообразные элементы (родон, торон).

Схема, поясняющая образова­ние сложного вторичного ореола рассеяния в лесном ландшафте, показана на рис. 5.