|
Сложность обмена химических элементов в биосфере проявляется не только в разных видах миграции, но и в неодинаковом охвате территории этими видами. Биологический круговорот происходит на небольшом участке. Однако это движение химических элементов находится под влиянием водной миграции, которая геохимически связывает цепь элементарных ландшафтов. В свою очередь водная миграция элементов зависит от воздушной миграции, объединяющей огромные площади суши и всю сушу с океаном.
Еще Ф. Кларк подсчитал, что на поверхность суши ежегодно поступает 1800 млн. т солей с атмосферными осадками, т. е. 1,35 ц/га. Это составляет примерно % ионного стока со всей площади суши. В атмосферных осадках главными ионами являются SO4-С1~~,НСОз\ NH4", Na+, К+. Mg2+, Ca2f. Их содержание в среднем составляет 0,5—10 мг/л. Значительные массы этих ионов совершают огромный круговорот в системе суша-океан суша благодаря водной и воздушной миграции.
В настоящее время в ряде стран подробно изучен химический состав атмосферных осадков. Например, поступление кальция из атмосферы на протяжении года меняется от 3,0 кг/га на севере Европы до 8—16 кг/га в центральных районах европейской части СССР и до 33 кг/га на территории Украины (рис. 23). Для хлора установлено другое распределение: наибольшее его количество (более 10 кг/га) выпадает из атмосферы в приморской полосе на севере и на юге, а наименьшее — в центральных районах (6 кг/га и меньше).
В воздушную миграцию вовлекаются не только перечисленные выше элементы. В 1 л атмосферных осадков обнаружены в количестве десятитысячных и стотысячных долей миллиграмма кремний, алюминий, железо, фосфор, медь, цинк, а в еще меньшем количестве — многие другие.
Есть рассеянные элементы, миграция которых осуществляется преимущественно через атмосферу, например йод. Его кларк в земной коре равен 0,00004%. По значению кларков к йоду наиболее близки сурьма (0,00005%) и серебро (0,000007%). Эти элементы образуют "многочисленные природные соединения: сурьма — 74, серебро — 50 минералов. В отличие от них известно всего лишь 8 минералов иода, и встречаются они очень редко. Следовательно, основная масса йода находится в рассеянном состоянии. Из земных недр он выносится с вулканическими извержениями, горячими минеральными водами и газами. На поверхности Земли большая часть этого элемента сосредоточена в Мировом океане. В 1 л морской воды в среднем содержится 0,00005 г йода, в сухом остатке морской воды — 0,014%; это почти в 400 раз больше, чем в земной коре.
Живое вещество очень активно поглощает йод. Среднее содержание этого элемента в золе растений составляет 0,005%, следовательно, в биологический круговорот он вовлекается в 100 раз интенсивнее, чем кальций, калий, магний. Особенно велика концентрация йода в морской растительности. В водорослях ламинариях содержание йода достигает 1% от массы золы. Именно в золе водорослей и был открыт этот элемент французским фармацевтом Б. Куртуа в 1811 г.
На сушу йод поступает в результате воздушной миграции. Механизм этого процесса таков. В морской воде образуется молекулярный йод 12, который выделяется в атмосферу. По подсчетам японского геохимика Ми яке, в течение года с поверхности океана в атмосферу переходит 50 000 т йода. В прибрежной полосе воздух обогащается этим элементом и его соединениями (например, йодистым метилом), образующимися при гниении водорослей. По мнению академика А. П. Виноградова, основные пути поступления йода в атмосферу следующие (на протяжении года).
Из приведенных данных следует, что главным источником поступления йода в атмосферу являются не вулканы, а Мировой океан.
|