|
Долгое время ученые не могли должным образом оценить планетарное значение живых организмов. Лишь только в текущем столетии благодаря трудам В. И. Вернадского и его последователей была выявлена исключительно важная роль проявления жизни для формирования наружных оболочек нашей планеты.
Главной геохимической особенностью живого вещества является энергичная миграция атомов в его составе. Срок жизни живого организма ничтожен в масштабе геологического времени. За тот срок, который необходим для выветривания кубометра гранита, миллионы поколений живых организмов совершат свой жизненный цикл, захватят атомы определенных химических элементов и отомрут, образовав органическое вещество. Поэтому простое сопоставление среднего состава горных пород и живых организмов не совсем правильно, так как при этом не учитывается скорость миграции атомов в живом веществе. Это можно пояснить следующим примером. По наблюдениям Ч. Дарвина, в центральных районах Англии на 1 га почвы содержится около 140 тыс. экземпляров дождевых червей, общая масса которых составляет около полу тонны. Содержание в почве какого-либо обломочного минерала, например роговой обманки, на 1 га значительно больше, порядка нескольких тонн. Однако масса минерала остается постоянной, а дождевые черви все время нарождаются и умирают, а пока живут — питаются, заглатывая почву. За год полтонны дождевых червей пропускают через свой организм около 10 т почвенной массы. Значит, через несколько десятков лет дождевые черви переработают значительно большую массу почвы, чем в ней содержится роговой обманки.
Подобно дождевым червям, пропускающим через свои организмы всю почву, в которой они обитают, живое вещество пропускает через себя атомы элементов земной коры, гидросферы и атмосферы.
При этом происходит закономерная сортировка атомов, дифференциация химических элементов. Эта деятельность живого вещества осуществляется как на суше, так и в море. О геохимической работе живого вещества в Мировом океане говорилось в предыдущей главе. Каков же вклад в геохимию Земли живых организмов, населяющих сушу?
Для ответа на этот вопрос прежде всего необходимо установить массу живого вещества на континентах. Общее ее количество слагается тремя главными группами организмов: во-первых, фитомассой, образованной высшими растениями, во-вторых, зоомассой, охватывающей всех наземных животных, и, в-третьих, массой микроорганизмов. Основное значение имеет фитомасса, которую советский геохимик-почвовед Н. И. Базилевич оценивает в 2,5 триллиарда тонн (в пересчете на сухое вещество). Суммарная масса животных и микроорганизмов значительно меньше, около нескольких миллиардов тонн каждой из указанных групп. Таким образом, масса животных и микроорганизмов, вместе взятых, не превышает 1% от массы растительности. Именно высшие растения определяют масштабы биологической миграции химических элементов на суше.
Живые организмы состоят в основном из воды и органического вещества. Количество воды в организмах и их остатках непостоянное, меняется в зависимости от внешних условий. Поэтому единицей измерения динамики биологической массы служит масса обезвоженного, сухого органического вещества, отнесенная к площади (обычно ц/га). Чтобы дать количественную оценку геохимической деятельности высших растений, ученые применяют следующие особые показатели, измеряемые в центнерах на 1 га или в тоннах на 1 км2:
1) биомасса (фитомасса) — общее количество живого органического вещества растительных сообществ;
2) годовой прирост — масса органического вещества, нарастающая в подземных и наземных частях растений в течение года;
3) опад — количество ежегодно отмирающего органического вещества;
4) мертвое органическое вещество — сохранившиеся от разложения продукты опада, залегающие на поверхности почвы.
Высшие растения являются мощным генератором органического вещества. Растительность суши синтезирует около 170 млрд. т сухого вещества ежегодно. Конечно, разные типы растительности обладают неодинаковой продуктивностью. В таблице 16 приведены данные, характеризующие динамику органического вещества в основных типах растительности земного шара.
Как видно из приведенных данных, наибольшее количество органического вещества содержится в лесных сообществах. Фитомасса лесов умеренного климата измеряется величиной 1—4 тыс. ц/га. Еще больше фитомасса тропических лесов. Например, в Бразилии есть леса, на каждом гектаре которых содержится до 17 тыс. ц/га органического вещества. Фитомасса травянистой растительности значительно меньше. В наших черноземных степях содержится 250 ц/га органического вещества, в сухих степях Казахстана—около 100 ц/га, а масса растительности закаспийских пустынь составляет всего несколько десятков центнеров на 1 га.
|