|
Циклическая миграция играет важную роль также в геохимии водорода, главным образом в форме круговоротов воды. Эти процессы имеют разную протяженность — от оборота воды на протяжении суток в результате транспирирующей деятельности одного растения, всасывающего воду и вновь возвращающего ее в атмосферу, до медленного движения огромных масс воды, связывающего земную кору с гидросферой и атмосферой.
Круговорот воды на поверхности Земли складывается из 520 тыс. км3 выпадающей и такого же количества испаряющейся воды. При этом на континентах выпадает в год 109 ООО, а испаряется 72 ООО км3. Разница в 37 ООО км3 и есть значение полного речного стока. С поверхности Мирового океана испаряется воды больше (448 ООО км3), чем выпадает осадков (411 ООО км3). Разность покрывается стоком речных вод.
Круговорот воды тесно связан с процессом образования органического вещества. Выделяемый растениями кислород получается при реакции фотосинтеза за счет расщепления воды. Однако на фотосинтез расходуется всего около 1% воды, проходящей из почвы через растения в атмосферу. Чтобы вырастить центнер пшеницы (в сырой массе), растения должны пропустить через себя не менее 10000 кг воды. В 100 кг урожая пшеницы будет 75 кг слабо-, связанной воды. Высушив зерно в термостате при температуре 101 °С, можно получить совершенно сухое вещество массой около 25 кг. В нем будет содержаться 10 кг углерода и 15 кг усвоенной и преобразованной, вошедшей в структуру растительных тканей воды. Таким образом, в центнере сухого органического вещества содержится 40% углерода, остальное в основном водород и кислород.
Время, необходимое для прохождения всей воды нашей планеты через систему биологического круговорота, можно определить следующим образом. Общее количество воды в наружных оболочках Земли — земной коре, гидросфере, по данным А. П. Виноградова, составляет 1600000000 млрд. т. Количество воды, захватываемое годовой продукцией фотосинтезирующих организмов, — 837 млрд. т. Период полного оборота всей воды в процессе образования живого вещества — 1,9 млн. лет.
Круговые движения воды не ограничиваются поверхностью Земли. Значительное ее количество присутствует в горных породах в виде пленочных и поровых вод. Еще больше воды входит в состав минералов, образующихся в зоне гипергенеза. Все глинистые минералы, оксиды железа и другие распространенные в этой зоне соединения имеют в своем составе воду. Подсчитано, что в 16-километровом слое земной коры содержится примерно 200 млн. км3 воды. Поступая в глубинные зоны земной коры, связанные формы воды постепенно освобождаются и включаются в метаморфические, магматические и гидротермальные процессы. С вулканическими газами и горячими источниками глубинные воды поступают на поверхность.
|