Биологический круговорот элементов

Образование живого вещества и разложение органических веществ образуют единый биологический круговорот атомов – БИК, который в биосфере протекает повсеместно, хотя и в разных формах и с разной интенсивностью. В ландшафте и верхних горизонтах моря в процессе фотосинтеза образуется живое вещество, здесь же происходит и его минерализация. Часть органических веществ минерализуется не полностью и захороняется в илах. В морских и озерных илах, подземных водах фотосинтез отсутствует, однако образование живого вещества там происходит, но уже не из СО2 и Н2О, а за счет мертвого органического вещества или др. организмов. В отличие от ландшафтов в этих системах минерализация преобладает над образованием живого вещества, здесь расходуются те органические вещества, которые были накоплены в верхних частях биосферы. К числу основных законов геохимии мы относим закон биологического круговорота, согласно которому в биосфере в ходе биологического круговорота атомы поглощаются живым веществом и заряжаются энергией. Покидая живое вещество, они отдают накопленную энергию в окружающую среду. За счет этой биогенной энергии осуществляются многие химические реакции. Главными носителями энергии являются природные воды. Биологический круговорот обратим не полностью: часть веществ постоянно из него изымается и захороняется в толще осадочных пород в виде известняков, гумуса, торфа и др. пород и минералов. В результате биокосные системы не возвращаются в прежнее состояние, для них характерно поступательное развитие. Поэтому символом биологического круговорота служит не круг, а циклоида – линия, описываемая точкой, находящейся на ободе движущегося колеса.

В результате биологического круговорота формируется окислительно-восстановительная зональность биокосных систем. Так, в верхней зоне озер, где развит фотосинтез, водные растения выделяют в воду О2, который насыщает ее полностью, а местами и пересыщает. В глубоких частях озер, фотосинтеза нет и там происходит только разложение органического вещества, потребляющее О2. В результате его количество уменьшается и одновременно в воде растет содержание СО2. В илах местами О2 исчезает полностью и развивается восстановительная среда (глеевая или сероводородная). Так формируется в озерах окислительно-восстановительная зональность: окислительная зона вверху, восстановительная внизу. Озеро – наглядная модель зональности, развитой почти повсеместно в биосфере. Для биосферы в целом характерна та же зональность: там, где развивается фотосинтез и где накопился О2, за счет фотосинтеза, протекавшего в течение геологической истории, преобладает окислительная среда. В глубоких горизонтах биосферы, где захоронено органическое вещество, развиваются анаэробные процессы, создается резко восстановительная среда с Н2S, сульфидами, метаном и др. восстановительными соединениями.