Ковалёв С.Г. (и др.) Общая геология с основами гидрогеологии и гидрологии

Подождите немного. Документ загружается.

201

При обсуждении состава первичного океана, следует принять во вни-

мание два источника возможных примесей к океанской воде – во-первых,

атмосферные газы, способные растворяться в воде, и, во-вторых, горные

породы, подвергающиеся на поверхности суши и на дне моря разрушаю-

щему воздействию Солнца, воздуха и воды – эрозии, облегчающей вымы-

вание из горных пород и перенос в океан ряда веществ.

Как уже отмечалось, из атмосферы в океан переходили прежде всего

кислоты, а также углекислый газ, аммиак, сера в чистом виде и в виде се-

роводорода. Кислоты, особенно в воде, реагировали с силикатами горных

пород, извлекая из них эквивалентные количества щелочных, щелочнозе-

мельных и других элементов, причем, во-первых, вода переставала быть

кислой, и в ней устанавливалось кислотно-щелочное равновесие (со зна-

чением водородного показателя рН = 7, отвечающим нейтральному рас-

твору), и, во-вторых, растворимые соли извлеченные из силикатов перехо-

дили в океан, так что вода в нем сразу же становилась соленой.

По оценке В.М.Гольдшмидта, на 1 кг морской воды приходится 0,6 кг

разрушенных горных пород; при их разрушении извлекается и переводится в

океан 66% содержащегося в них натрия, 10% магния, 4% стронция, 2,5% ка-

лия, 1,9% кальция, 0,3% лития и т. д. Учитывая распространенность этих

элементов в породах земной коры, нетрудно вычислить получающиеся кон-

центрации соответствующих катионов в морской воде – они совпадают с

фактическими характеристиками солености морской воды. В то же время

содержание главных анионов в морской воде во много раз выше, чем их ко-

личества, которые могут быть извлечены из горных пород. Особенно это от-

носится к хлору и брому, которых в 1 кг современной морской воды в 200 и

50 раз больше, чем в 0,6 кг горных пород. Таким образом, Cl и Br могли по-

пасть в воду только из продуктов дегазации мантии, и мы приходим к одному

из основных тезисов А.П.Виноградова:

все анионы морской воды возникли из

продуктов дегазации мантии, а катионы – из разрушенных горных пород.

Общая соленость первичного океана, определяемая содержанием анионов

в продуктах дегазации мантии, была, вероятно, близка к современной, но со-

отношения катионов могли быть несколько иными, так как горные породы

первичной коры были преимущественно ультраосновными и основными, и

соотношения Na/K и Mg/K в них были много больше, чем в современных

горных породах. Здесь же следует отметить, что в водах первичного океана

отсутствовал анион окисленной серы, сульфат SO

, что служит одним из

свидетельств отсутствия в атмосфере и в океане тех времен свободного ки-

слорода. Действительно, первые сульфатные осадки – гипсы CaSО

·H

O и

ангидриты СаSО

– обнаруживаются лишь в горных породах Канады с воз-

растом около 1 млрд. лет. Таким образом, воды первичного океана были хло-

ридными нейтральными (рН около 7) и бессульфатными.

202

Под действием жесткого излучения Солнца, способного ускорять обра-

зование сложных молекул (фотокатализ), в океане образовался ряд слож-

ных органических веществ, до аминокислот включительно. Одними из пер-

вых биологических организмов, зародившихся в океане, были микроскопи-

ческие одноклеточные водоросли, начиная с самых примитивных – синезе-

леных, которые осуществляли фотосинтез органических веществ из углеки-

слоты и воды с выделением свободного кислорода. Такая деятельность во-

дорослей, а затем и сухопутных растений привела в конце концов к образо-

ванию на Земле кислородной атмосферы – этого геохимического чуда, не

имеющего аналогов на других планетах Солнечной системы.

Первое количество кислорода, вырабатывавшееся водорослями при

фотосинтезе уже с начала архея, затрачивалось на окисление атмосфер-

ных газов, а затем и пород коры. При этом аммиак (NH

) окислялся до

молекулярного азота (N

) и так образовался почти весь азот современной

атмосферы. Метан (СН

) и окись углерода (СО) окислялись до СО

, и уг-

лекислота преимущественно уходила в морскую воду, превращая ее из

исходной хлоридной в хлоридно-карбонатную. Сера и сероводород (H

окислялись до SO

и SO

; в океане начал появляться сульфат (S

), так что

морская вода становилась хлоридно-карбонатно-сульфатной.

По данным Р.Е.Фолинсби, проанализировавшего условия образования

докембрийских осадочных и россыпных рудных месторождений, замет-

ные количества свободного кислорода появились около 2,2 млрд. лет тому

назад, что создало возможность для следующего крупного шага в эволю-

ции атмосферы и Земли в целом – появления организмов, потребляющих

кислород – животных. С биологической точки зрения критическим уров-

нем содержания свободного кислорода в атмосфере является так называе-

мая точка Пастера, около одной сотой от количества кислорода в со-

временной атмосфере, при которой организмы переходят от ис-

пользования энергии процессов ферментативного (анаэробного) брожения

к энергетически более эффективному (в 30–50 раз) окислению при дыха-

нии. По расчетам Л.Беркнера и Л Маршалла, точка Пастера была достиг-

нута в конце венда, около 600 млн. лет тому назад, и это привело в начале

фанерозоя к настоящему биологическому взрыву – массовому распро-

странению практически всех типов животных (кроме хордовых).

Растения, осуществляющие фотосинтез первичной биологической про-

дукции и потому являющиеся первоосновой всей жизни, вскоре начали про-

никать на сушу, вначале в наиболее примитивных формах (псилофиты) и

очень медленно. Одним из главных препятствий для проникновения жизни

на сушу являлось отсутствие в атмосфере озонового экрана, который защи-

щал бы живые организмы от жестких излучений Солнца. Л.Беркнер и

Л.Маршалл считают, что появлению озонового экрана около 400 млн. лет

203

тому назад отвечало содержание кислорода в атмосфере порядка 10% совре-

менного уровня, после чего современный уровень был достигнут очень быст-

ро – всего за несколько десятков миллионов лет, вследствие бурного фото-

синтеза в гигантских лесах на континентах того времени.

Глава 3

БИОСФЕРА

Особое положение среди геосфер Земли занимает биосфера, под кото-

рой понимают все области нашей планеты, заселенные живыми организма-

ми. Биосфера не является обособленной оболочкой Земли, а охватывает

целиком гидросферу, пограничные зоны атмосферы и литосферы. Еще в

конце прошлого века Э.Зюсс рассматривал биосферу как «единую живую

сферу» на поверхности Земли, имеющую большое значение в образовании

горных пород и полезных ископаемых. Но только в 20-х годах XX столетия

идеи о ведущей роли организмов в геологической жизни поверхностных

зон земной коры получили всестороннюю и строго научную разработку в

трудах выдающегося советского ученого В.И.Вернадского, а затем и его

учеников: Я.В.Самойлова, Б.Б.Волынова, А.П.Виноградова и др.

В.И.Вернадский по праву считается основателем новой науки – био-

геохимии, изучающей геохимические процессы, происходящие в биосфе-

ре при участии организмов. Изучая биосферу и ее роль в истории пере-

мещения, концентрации и рассеяния химических элементов в земной ко-

ре, В.И.Вернадский пришел к выводу, что «на земной поверхности нет

химической силы более постоянно действующей, а поэтому и более мо-

гущественной по своим конечным результатам, чем живые организмы,

взятые в целом». В.И.Вернадский ввел в науку представление о «живом

веществе», или «биомассе», как о совокупности живых организмов, рас-

пределенных в биосфере. В геологических процессах живое вещество иг-

рает огромную роль. «Живое вещество, – писал Вернадский, – есть самая

мощная геологическая сила биосферы, растущая с ходом времени».

§33. Жизнь в атмосфере, гидросфере и литосфере

Живое вещество неравномерно распределено в различных оболочках

земного шара. Атмосфера сравнительно слабо заселена живыми организ-

мами. Наиболее плотно рассеяно живое вещество только в самых нижних,

204

не превышающих нескольких десятков метров слоях тропосферы, куда

проникают, помимо микроорганизмов, также и разнообразные группы жи-

вотных, обладающих способностью к полету. Выше в атмосфере жизнь

очень бедна и представлена временно попадающими туда одиночными жи-

выми организмами. На большую высоту поднимаются иногда некоторые

птицы. Наблюдениями натуралистов установлены случаи парения горных

хищников над высочайшими вершинами Гималаев (8848 м). Еще выше мо-

гут попадать в атмосферу мельчайшие споры и бактерии, которые заносятся

с Земли восходящими воздушными течениями, достигающими верхних

пределов тропосферы. Известно, что микроорганизмы могут существовать

в очень широких пределах давлений и температур. Споры бактерий вы-

носят уменьшение давления до тысячных долей миллибара, не теряя жизне-

способности. Многие споры сохраняют жизнеспособность при температу-

рах -190°С. Таким образом, теоретический предел проникновения жизни в

атмосферу совпадает с верхней границей тропосферы. За пределами тропо-

сферы, выше 10–15 км от поверхности Земли, жизнь, по-видимому, невоз-

можна не только вследствие крайнего разрежения материи и низкой темпе-

ратуры, но главным образом вследствие губительного влияния на живые

организмы космических лучей. В эту часть воздушной оболочки Земли про-

никает только человек, сумевший построить летательные аппараты, подни-

мающиеся за пределы тропосферы.

Совершенно иная картина распределения жизни наблюдается в гидро-

сфере. Гидросфера от поверхности до самых больших глубин моря вся

проникнута жизнью. В океанах принято выделять две области – бенталь,

или придонные области водоема, заселенные бентосом (организмами,

обитающими на грунте или в грунте водоема), и пелагиаль, т. е. всю тол-

щу воды, заселенную планктоном (организмами, парящими в воде во

взвешенном состоянии и пассивно переносимыми течениями) и нектоном

(активно передвигающимися в толще воды животными).

Бенталь по условиям обитания организмов подразделяется на несколько

так называемых биономических зон, отличающихся главным образом глуби-

ной. Как уже отмечалось выше, в прибрежных частях океана выделяют при-

ливо-отливную зону, или литораль (см. рис. 12). От уровня океана при отливе

до нижней границы распространения водорослей идет зона, называемая суб-

литоралью. Глубже, до нижней границы материковой отмели, выделяется

псевдоабиссаль. Сублитораль и псевдоабиссаль иногда объединяют вместе

под названием неритовой или неритической зоны. Область материкового

склона выделяют под названием батиали, а все остальное дно океана, лежа-

щее ниже материкового склона, представляет собой абиссаль.

В пелагиали различают две зоны: эупелагиаль – до глубины проникно-

вения света и фотосинтезирующих водорослей, т. е. до 200 м, и

батипела-

205

гиаль – от 200 м и до дна. И в Мировом океане, и в морях, как открытых,

так и замкнутых, бентальная и пелагическая области заселены многочис-

ленными и разнообразными организмами. В зависимости от глубины в

различных областях океана существенно изменяются физико-химические

условия, а вследствие этого изменяется количественный и качественный

состав органического мира.

Максимально благоприятные условия для развития разнообразных

форм жизни существуют в наиболее мелководных зонах. Здесь сквозь всю

толщу воды до глубины 150–200 м проникает солнечный свет, необходи-

мый для жизни растений. Благодаря перемешиванию ее толщи волнами и

течениями обеспечивается постоянный газообмен с атмосферой, а богатая

растительная жизнь еще более способствует насыщению воды кислоро-

дом, необходимым для всех организмов. В этих условиях на дне сублито-

рали и псевдоабиссали развивается пышная растительная и животная

жизнь – растут леса разнообразных водорослей, образуются заросли ко-

лоний кораллов, мшанок и губок, ползают по дну многочисленные мор-

ские звезды и морские ежи, моллюски и ракообразные.

В грунте морского дна содержится огромное количество бактерий. В

одном грамме сырого ила, взятого со дна океана с глубины 150–200 м,

самая малая концентрация бактерий достигает 250 млн.

Вся толща воды над областями небольших глубин (неритовая область)

богато заселена нектонной и планктонной фауной: разнообразными вида-

ми рыб, морских млекопитающих и пресмыкающихся, рачками, моллю-

сками, медузами, фораминиферами, микроскопическими водорослями и

бактериями. Особенно велика плотность живого вещества в самых по-

верхностных слоях воды океана, до глубины 50–100 м. Главным здесь

является фитопланктон – одноклеточные растительные микроорганизмы,

насыщающие воду и способствующие своей жизнедеятельностью выде-

лению свободного кислорода в гидросферу. Для неритовой области, таким

образом, характерна максимальная плотность биомассы и максимальное

разнообразие форм органической жизни. В неритовой области моря резче

всего сказываются различия температуры воды в разных климатических

зонах и в сферах действия теплых и холодных течений. Поэтому для нее

характерна хорошо выраженная климатическая зональность флоры и фау-

ны, сильно отличающейся по составу под разными широтами.

Несколько менее благоприятны условия обитания организмов в литорали.

Эта прибрежная полоса осушается во время отлива и неприспособленные к

дыханию атмосферным воздухом обитатели моря попадают периодически в

трудную для них обстановку. Здесь действует прибой, особенно сильный во

время штормов. Впадающие в море реки опресняют некоторые участки лито-

рали и загрязняют воду приносимыми ими песком, илом и т. п. Но и к этим

206

условиям многие морские организмы успешно сумели приспособиться.

В глубоких областях океана физико-химические условия становятся

все более однообразными. Температура океанических вод с глубиной по-

степенно понижается и на глубинах ниже 1–1,3 км устанавливается на

постоянном уровне вне зависимости от географической широты. Глубже

200 м обычно не проникают солнечные лучи, не сказывается волновое

движение. Растительная жизнь в этих частях океана отсутствует, так как

растения не могут существовать без солнечного света. В связи с этим ис-

чезают также все растительноядные животные и развиваются своеобраз-

ные организмы, приспособленные к жизни в темноте и при колоссальном

давлении, которое оказывает на них толща воды мощностью в несколько

сотен и тысяч метров. Это либо хищники, либо илоядные животные, пи-

тающиеся органическим веществом, попадающим в ил из верхних слоев

воды при отмирании населяющей их флоры и фауны. Хотя жизнь здесь

значительно скуднее и однообразнее, чем в прибрежных и поверхностных

частях океана, тем не менее на больших глубинах на дне океана и в толще

воды существуют, помимо бактерий, различные морские организмы.

Изучение глубоководной фауны океанов показывает, что даже на дне са-

мых глубоких океанических впадин (свыше 10 км) имеется донная жизнь. В

пелагической области океана до самых больших глубин можно констатиро-

вать существование разнообразных морских животных – бактерий, моллю-

сков, глубоководных рыб, ракообразных и т. д. Плотность биомассы и в дан-

ном случае резко падает с глубиной. Так, например, количество бактерий в

глубоких слоях океанической толщи снижается до 10–100 клеток на 1 мл во-

ды, но свободной от бактерий воды нет даже на максимальных глубинах.

Каменная оболочка Земли, или литосфера, в определенных пределах,

также является средой жизни. Наиболее широко распространены живые

организмы на поверхности Земли. Травы и древесная растительность по-

крывают почти всю поверхность суши. Области, лишенные растительного

покрова или бедные ими, как, например, пустыни, снежные горы, состав-

ляют в общей сложности менее 10% поверхности суши. Богато насыщена

жизнью и почва, в которую проникают корни растений, некоторые роющие

животные, черви и где развиваются и производят особенно большую гео-

химическую работу многочисленные микроорганизмы, бактерии и грибки.

Этот насыщенный жизнью поверхностный почвенный слой литосферы

имеет мощность в несколько сантиметров и редко достигает первых метров.

Основная масса живого вещества в области суши распределяется в

этой маломощной поверхностной оболочке – почве. Глубже жизнь разре-

жается, и на больших глубинах в земной коре способны существовать

лишь анаэробные организмы, не нуждающиеся в свободном кислороде

для своего развития. Известны случаи нахождения живых бактерий в неф-

207

тяных водах, выкаченных с глубин сотен метров, а также в углях, добы-

тых с глубин в несколько десятков метров.

Теоретически глубина проникновения простейших организмов внутрь

земной коры обуславливается температурными пределами, которые ис-

следовались экспериментальным путем. Доказано, что споры некоторых

грибов способны существовать и развиваться при температуре до +140°С,

а споры микробов остаются жизнеспособными даже при температурах до

+180°С. Так же хорошо выдерживают многие микроорганизмы и большие

давления. Дрожжи, например, не теряют жизнеспособности при 8000 атм.

Исходя из этих данных, можно предположить, что проникновение жизни

внутрь Земли возможно до глубин 2,5–3,5 км; ниже этого предела вряд ли

возможно существование даже самых стойких живых организмов из-за

высоких температур, господствующих в недрах Земли.

Таким образом, границы биосферы на Земле обуславливаются воз-

можными пределами существования жизни. Верхней границей является

тропосфера, за пределами которой жизнь невозможна из-за интенсивно-

сти коротковолновых излучений в мировом пространстве. Нижняя грани-

ца существования жизни в области суши проходит на глубине 2,5–3,5 км

от поверхности земли; в области гидросферы она спускается до самых

больших глубин океанов – до 10 км.

Взятая в этих пределах оболочка жизни – биосфера – представляет со-

бой тончайшую пленку (0,2–0,4% земного радиуса) на поверхности зем-

ного шара. По подсчетам В.И.Вернадского, вес живого вещества, рассе-

янного в биосфере, достигает 10

т. По отношению к общему весу земной

коры (до глубины 16 км) вся масса живого вещества составляет 0,01%.

Однако роль живого вещества в различных геохимических процессах,

происходящих на Земле, чрезвычайно велика.

Живое вещество активно влияет на химический состав атмосферы.

Практически весь кислород, входящий в состав воздуха, является про-

дуктом жизнедеятельности растительных организмов. Фотосинтез расте-

ний, т. е. разложение растениями углекислого газа атмосферы и усвоение

ими углерода для построения органических соединений, является единст-

венной на Земле реакцией, которая происходит с выделением кислорода.

Без растительной жизни на Земле не было бы и свободного кислорода в

составе атмосферы. Помимо кислорода, биогенное происхождение имеет

и большая часть углекислого газа, содержащегося в воздухе. Углекислота

выделяется в атмосферу в результате процессов дыхания животных и рас-

тительных организмов, а также при разложении организмов после их

смерти. Только незначительная часть находящейся в воздухе углекислоты

получается неорганическим путем, выделяясь при вулканических извер-

жениях и при сгорании метеоритов в земной атмосфере. В результате дея-

208

тельности живых организмов – особых денитрифицирующих бактерий,

которые разлагают содержащиеся в почвах азотнокислые и азотистокис-

лые соли, освобождается огромное количество азота.

Таким образом, основной состав современной атмосферы сформиро-

вался в результате жизнедеятельности организмов, протекавшей на по-

верхности суши и моря в течение всей гелогической истории Земли. Вер-

надский справедливо отмечал, что «земная газовая оболочка – наш воз-

дух, есть создание жизни».

Не менее велико влияние живого вещества на химический и газовый

состав гидросферы. Кислород в гидросфере возникает за счет растворения

атмосферного кислорода, который производится живым веществом, а

также выделяется непосредственно в воды океана морскими растениями.

Жизнедеятельностью организмов и процессами, связанными с их разло-

жением после смерти, регулируется также и количество углекислоты, по-

падающей в гидросферу. В целом, практически весь режим газов океанов

обусловлен живым веществом, так же как и состав газов атмосферы.

Чрезвычайно велика роль организмов в создании осадков, процесс нако-

пления которых на дне океанов приводит к росту осадочного чехла плане-

ты. Ведущая роль в этих процессах принадлежит в океанах планктону и

бентосу. Микроскопические одноклеточные водоросли – диатомеи, погло-

щая из морской воды кремнезем, накапливают его в своих оболочках. Из

скорлупок диатомеи образуются на дне океанов кремнистые отложения,

преобразующиеся в дальнейшем в такие горные породы, как диатомиты,

трепелы, опоки и др. Другие одноклеточные растения – кокколитофориды,

мириады разнообразных форм которых плавают у поверхности океанов,

накапливают в своих клетках углекислый кальций. Из мельчайших клеток

кокколитофорид состоит мел и некоторые известняки. Известковые илы,

превращающиеся впоследствии в известняки, образуются за счет накопле-

ния в осадках раковинок фораминифер – мелких одноклеточных животных,

имеющих известковую раковину. Радиолярии – простейшие животные, об-

ладающие кремневой раковиной, – образуют илы, из которых получаются

кремнистые породы – радиоляриты (см. более детально выше).

Среди организмов бентоса также известно большое количество разнооб-

разных форм, извлекающих из морской воды и накапливающих в своем ске-

лете различные элементы, в первую очередь кальций и кремний. Основная

масса углекислого кальция, из которого состоят многие известняки, обязана

своим происхождением многоклеточным донным водорослям (литотамние-

вым, нуллипоровым и др.), кораллам, мшанкам, моллюскам и др. Кремни-

стые осадки нередко создаются за счет накопления иголочек, составляющих

скелет кремневых губок. Образованные скоплением этих организмов осадки,

измененные последующими химическими процессами, превращаются в оса-

209

дочные породы и составляют значительную часть земной коры.

Помимо роли организмов в выделении из морской воды кальция и

кремния, не меньшее значение имеет живое вещество в процессах накоп-

ления и некоторых других элементов. Существованию и жизнедеятельно-

сти организмов, концентрирующих в своих клетках и тканях Fе, Мn, Аl,

Мg, Ва, Sr, Р, S, J, Zn, Сu, V, обязаны своим происхождением многие ме-

сторождения осадочных руд. Железо и марганец, например, выделяются

из морской воды главным образом под влиянием особых железных и мар-

ганцевых бактерий, окисляющих и концентрирующих эти элементы. Та-

ким биохимическим путем возникли многие крупные скопления желез-

ных и марганцевых руд, например железные руды Керченского полуост-

рова, железные руды Эльзас-Лотарингии, марганцевые месторождения

Чиатуры в Закавказье и др. Железо концентрируют также и некоторые

другие организмы – некоторые фораминиферы, морские водоросли, асци-

дии, голотурии и т. д. Под влиянием особых серобактерий образуется са-

мородная сера, выделяющаяся в теле этих организмов в результате осу-

ществляемого ими окисления природного сероводорода.

Несомненна тесная связь с живым веществом всех отложений фосфо-

ра. Большая часть месторождений фосфоритов – важнейшего сырья для

производства минеральных удобрений – возникла биохимическим путем

и непосредственно связана с фосфором скелетов или продуктов жизнедея-

тельности организмов. Таким образом, процессы концентрации элементов

в телах организмов играют огромную роль в химии гидросферы. Не менее

велико и практическое значение этих процессов, как одного из основных

факторов накопления полезных ископаемых.

Огромное значение имеет живое вещество в геохимии суши. Основная

масса живого вещества сосредоточена на суше в виде растительности,

одевающей ее поверхность почти сплошным покровом. Растительность

суши представляет собой исходное вещество для образования разнооб-

разных горючих полезных ископаемых (каустобиолитов). Торф, бурые и

каменные угли, антрацит, сапропель, горючие сланцы образуются в ре-

зультате накопления растительного вещества в озерах, болотах, в заболо-

ченных пространствах морских побережий. По господствующей на сего-

дняшний день теории, залежи нефти также образовались за счет органи-

ческого вещества. В процессе образования каустобиолитов, растительные

организмы играют роль аккумуляторов солнечной энергии, переводя ее в

потенциальное состояние, в котором она сохраняется в залежах горючих

ископаемых. Кроме того, живое вещество, главным образом в виде расте-

ний и микроорганизмов, является активнейшей силой, создающей и видо-

изменяющей химический состав почвенного покрова суши.

Любой живой организм растительного или животного происхождения

210

состоит из различных химических элементов. На первом месте среди них

стоит кислород (70%), далее следуют углерод (18%), водород (8%), фос-

фор (0,7%), кальций (0,5%), азот (0,5%), калий (0,2%), сера (0,2%) и мно-

гие другие химические элементы.

В настоящее время значительно расширились представления об элемен-

тарном химическом составе организмов; в их составе обнаружены все из-

вестные химические элементы, в том числе редкие, рассеянные и их изото-

пы. Количество этих элементов в организме зависит от содержания их ио-

нов в почвах, водах, воздухе, одним словом, в среде, окружающей орга-

низм. Так, например, в степях, где почва богата кальцием, отмечается по-

вышенное содержание этого элемента в составе растений. Растения солон-

чаков богаты натрием, хлором и серой. В болотных растениях наблюдается

повышенное содержание железа, так как почвы болотистых мест богаты

соединениями этого элемента. Флора, произрастающая над рудными зале-

жами свинца, цинка, меди и многих других металлов, обычно имеет в своем

составе более высокое процентное содержание этих элементов. С другой

стороны, низкое содержание некоторых элементов в среде нередко обу-

славливает и низкое их содержание в организмах. Так, например, у мно-

гих растений влажных тропиков, развивающихся на почвах, бедных каль-

цием, отмечается пониженное содержание этого элемента. Понижается

содержание йода в организмах, населяющих глубокие горные долины, где

почва и вода бедны йодом. Нередко те или иные изменения в химическом

составе среды могут служить причиной заболеваний и гибели организмов.

Существуют случаи избирательной концентрации определенного хи-

мического элемента особыми видами организмов. В настоящее время из-

вестны растения, концентрирующие в своих тканях магний, алюминий,

кремний, фосфор, серу, хлор, кальций, калий, марганец, железо, благо-

родные металлы и др. В результате разложения организмов при отмира-

нии в верхних горизонтах почвы накапливаются многие элементы, т. е.

осуществляется обратное влияние органического вещества на химический

состав почв. Почвы обогащаются теми элементами, которыми богаты ор-

ганизмы. Из углерода, азота, кислорода и водорода организмов образуется

в почвах гумус, или перегной. Он активно участвует в разложении горных

пород с выделением в свободном виде SiO

, Аl

, Fе

или их соедине-

ний, из которых состоят вновь образующиеся на поверхности земли, так

называемые глинистые минералы – главная составляющая часть глин.

Таким образом, глинистые минералы возникают в тесной связи с развити-

ем и отмиранием живого вещества и оказываются не менее биогенными,

чем типичные органогенные известняки, гумусовое вещество или угли.

Верхние горизонты почв непрерывно подвергаются размыванию и об-

разуют материал, который откладывается в пониженных участках рельефа