Основные механизмы воздействия атмосферы на биогеохимические процессы

О принципе метода

В основе метода лежит открытие С.Корфа (1930) - явления поглощения азотом нейтронов с последующим распадением на радиоактивный углерод. В развитие этой идеи Либби предположил, что этот углерод окисляется до диоксида углерода и поглощается в процессе фотосинтеза. Постоянный уровень радиоактивного углерода характерный для живого организма после его смерти падает. Продолжительность жизни радиоактивного изотопа определяется периодом его полураспада – отрезком времени, необходимым для распада половины данного количества вещества. Как установил в 1940 г. Мартин Кеймен, период полураспада углерода-14 равен 5730 годам – довольно короткий промежуток времени по сравнению с возрастом Земли, однако достаточно долгий для установления равновесия в процессе образования и распада углерода-14. Л. пришел к выводу, что «должна существовать возможность путем измерения оставшейся радиоактивности измерять время, которое прошло с момента смерти, если она произошла в период от 500 до 30 тыс. лет тому назад». Используя счетчик Гейгера Либби, проверил свою гипотезу и измерил радиоактивность образцов красного дерева и пихты, точный возраст которых был установлен путем подсчета годовых колец. Затем он проверил возраст ряд других археологических находок имеющих точный возраст. Либби уточнил возраст последнего оледенения в Северной Америке, определив его в 10 тысяч лет. В своей Нобелевской лекции Л. сказал: «Сам по себе предложенный мною метод датирования требует осторожности, но его может применять тщательно обученный персонал, соблюдающий чистоту, аккуратность, серьезный подход и обладающий соответствующими практическими навыками». «При таких условиях метод радиоуглеродного датирования... действительно может помочь перелистать назад страницы истории и рассказать человечеству несколько больше о его предшественниках, а значит, – заключил он, – и о его будущем».

Основные механизмы воздействия атмосферы реализуются через гидротермические условия. В первую очередь они обусловливают дифференциацию планеты на различные природные зоны и особенности продуктивности растительных сообществ и, во-вторых, они определяют условия и динамику протекания биогеохимических процессов. Общее число географических зон достигает 12 и еще столько же приходится на зоны горных экосистем, что говорит об определенном равновесии между вертикальными и горизонтальными зонами. И.П.Герасимов говорил, что закон вертикальной зональности – это закон второго порядка, накладывающийся на провинциальность и фациальность. Поэтому в зависимости от положения горной системы в условиях континентов, или приближенных к океаническим бассейнам характер растительности, а соответственно и типы круговорота будут различны. Для каждой горной системы большое значение с точки зрения теплового режима имеет характер ориентации горных склонов, что обусловливает особенности температурного режима, а соответственно характера выветривания и типа растительности. Гидротермические условия оказываю влияние на продолжительность вегетации, ограничивая тем самым периоды роста и развития растительности, а значит и величин продуктивности. Варьирование величин продуктивности от арктических тундр до тропических условий показывает насколько различно общее количество органического вещества захваченного живыми организмами. В первую очередь это обусловливается такими параметрами как радиационный баланс и радиационный индекс сухости. В диапазоне от тундр до тропиков Радиационный индекс баланс изменяется от 15 до 70 ккал. см2.год Установлено, что в диапазоне до 40 ккл./см2/год продуктивность возрастает по мере увеличение тепла, а после этой величины растет в зависимости от увлажнения. Нельзя не отметить, значение радиационного баланса на энергетику почвенных процессов. Так, не случайно академик Волобуев в расчетах затрат энергии на почвообразование использовал два гидротермических показателя. Первый из них – это радиационный баланс и второй – коэффициент увлажнения, а в качестве третьего важнейшего показателя он предложил использовать количество энергии, которое ежегодно накапливается в годичном приросте. Гиротермические показатели широко используется в оценке земель – от суммы температур до радиационного баланса и характера водного режима. Интересно отметить, что в международной системе оценке почв используют такое понятие как потенциальная продуктивность, понимая под этим ту продуктивность, которая потенциально может быть получена при проведении определенных мероприятий, направленных на улучшение условий существования растений. У нас сформировалось особое биоэнергетическое направление исследования продукционного процесса. Есл принять во внимание, что растительность является одним из важнейших и преобладающих компонентов наземного покрова, определяющих БГХ циклы, то можно оценить всю важность гидротермических показателей. Следует также помнить о том, что гидротермические показатели изменяются во времени, причем это изменение характеризуется разномасштабностью – от годичных циклов – до изменения обстановки на протяжении различных эпох. В рамках биогеохимии почв – наиболее существенные изменения происходили в голоцене, что запечатлелось в характере отложений и эволюции почв. Так, основной максимум и интенсивность почвообразования связывают с атлантическим периодом, характеризующимся теплым и влажным климатом. Этот период 5-6 тысячелетней давности связывают с формированием основного облика почв, который мы наблюдаем сегодня.

Таким образом, гидротермические условия оказываю сове воздействие, как через абиотические процессы, так и регулируя деятельность живых организмов от фотосинтеза – до деструкции.

Об эволюции атмосферы. Эволюция атмосферы осуществлялась одновременнно с развитием других сфер, о чем свидетельствует сложная геохронологическая история Земли.

Эволюция атмосферы привела к следующим грандиозным последствиям.

1) Снизилось содержание углекислого газа до его современного уровня,

2) В составе осадочных пород появилось больше окисных соединений, а также калия (за счет его необменного поглощения) и кальция – (за счет формирования биогенных карбонатов.)

3) Согласно Успенскому и Заварзину количество кислорода в настоящее время эквивалентно запасам углерода в виде горючих ископаемых.

Дата добавления: 2015-06-28