Биогенное минералообразование

Минерализация (разложение) органических веществ.

Разделение изотопов химических элементов.

Выделение веществ в окружающую среду в результате жизнедеятельности.

Растения обогащают атмосферу кислородом (за счёт уменьшения содержания СО₂). Они же выделяют в окружающую атмосферу вещества, защищающие их от определённых микроорганизмов и животных (фитонциды).

С выделяемой в процессе жизнедеятельности водой растения выводят соединения различных металлов и других элементов (Mg, Ca, U, Hg, P и т.д.). Эти соединения смываются с листьев дождевыми водами. В результате содержания многих металлов в листьях после дождя уменьшаются в несколько раз, а минерализация дождевой воды возрастает.

Ещё более значительна и разнообразна выделительная деятельность животных.

Так, растения при фотосинтезе предпочтительнее используют изотоп 13С, в результате чего его отношение к 14С оказывается иным, чем у вещества, не проходившего через биогенную стадию. Сульфатные бактерии изменяют соотношение изотопов серы – и т.д. среди всех химических процессов только биохимические способны существенно влиять на изменение соотношений изотопов.

Частично осуществляется и в процессе жизнедеятельности (обмена веществ с окружающей средой). Но в целом масштабы синтеза органических веществ растениями значительно превосходят разложение, и даже жизнедеятельность животных этот баланс принципиально не изменяет.

Основную роль в разложении органических веществ (растительных и животных останков) играют микроорганизмы. Основной итог – образование за счёт белков, жиров, углеводов и др. органических веществ (вплоть до смол, воска, хитина и др.) на СО₂, Н₂О, СаСО₃, Na₂SO₄ и др. Часть органических веществ при этом усваивается микроорганизмами и синтезируются новые, но основная доля минерализуется. При этом высвобождается энергия в двух видах: тепловой и химической. Химическая работа может выражаться в растворении, гидролизе и др. процессах, идущих благодаря действию веществ, продуцируемых бактериями. При этом поддерживается неравновесность состояния в ландшафтах (например, одновременное обогащение речных вод в гумидном климате свободным кислородом и гумусовыми кислотами). В результате ландшафт сохраняется как неравновесная, но стационарная система. Это обусловлено тем, что Л. как система непрерывно получает свободную энергию в количестве, компенсирующем её снижение в системе. Значительная её часть поступает в результате жизнедеятельности микроорганизмов.

При разложении тел растений и животных высвобождаются минеральные вещества, входившие в состав клеточных образований – скелета, раковин, панцирей и др. Они поступают в почвы и илы, где большая их часть теряет органоморфную структуру, обогащая в целом илы и почвы соответствующим минеральным веществом. Таков источник органогенного кальцита, опала (переходящего с потерей воды в халцедон и кварц), апатита и др.

Другие способы биогенного минералообразования – вне тел организмов, в связи с их жизнедеятельностью, а также в результате химических процессов в разлагающихся органических остатках. Последний способ реализуется, по данным Полынова, при биогенном генезисе глинистых минералов (разложение тканей лишайников, извлекавших из скальных пород SiO₂ и Al₂O₃). Существование этого механизма подтверждено исследованиями М.А. Глазовской. Причём для больших высот, где скалы уже лишены лишайников, он всё равно действует – уже благодаря микроорганизмам. Аналогичный механизм предполагается М.А. Глазовской для минерализации растительного опада (устанавливается по большему сходству химизма мелкозёмной фракции почв с неразложившимся растительным опадом, чем с крупнообломочными фракциями тех же почв).

Дата добавления: 2015-04-24