Масс химических элементов в биосфере

 

1. Для определения масс химических элементов, которые содержатся в главных составных частях биосферы и могут рассматриваться в качестве резервуаров:

Атмосфера, масса, т.......................................................................................5,2×10¹⁵

Мировая суша, км²:

общая площадь............................................................................................... 150×10⁶

площадь, за исключением территории,

занятой ледниками........................................................................................135×10⁶

площадь, за исключением территории, занятой ледниками

и бесплодными пустынями...........................................................................120×10⁶

Растительность суши (до нарушения человеком)[15], т:

живая масса.........................................................................................6,25×10¹²

сухая масса............................................................................................2,5×10¹²

Органическое вещество педосферы, т:

лесные подстилки (сухая масса).........................................................0,2×10¹²

аккумуляция торфа (сухая масса).......................................................0,5×10¹²

общая масса С_орг в педосфере..............................................................2,5×10¹²

в том числе С_орг в рыхлых континентальных

отложениях плейстоценового возраста..............................................0,3×10¹²

Земная кора, т:

гранитный слой континентального блока.......................................8200×10¹⁵

осадочная оболочка (за исключением эффузивов).......................2400×10¹⁵

в том числе, %:

глины и глинистые сланцы.......................................................................50

пески и песчаники.....................................................................................21

карбонатные породы................................................................................29

Мировой океан:

площадь, км².......................................................................................360×10⁶

объем, км³......................................................................................... 1370×10⁶

фотосинтезирующие организмы (сухая масса), т........................... 3,4×10⁹

растворенное и высокодисперсное органическое вещество

(сухая масса), т.................................................................................4110×10⁹

растворенные соли[16], т..................................................................47950×10¹²

2. Для определения масс элементов, мигрирующих на протяжении года из одного резервуара в другой:

Мировая суша:

Биологический круговорот (продукция фотосинтеза — деструкция отмершего органического вещества), т/год —

продукция растительности до воздействия человека

(сухая масса)[17]......................................................................................172×10⁹

с учетом антропогенного сокращения на 25 %................................129 ×10⁹

Круговорот воды, л/год: испарение с поверхности суши:

с дренируемой части суши...................................................................62×10¹⁵

с бессточной части суши.....................................................................7,5×10¹⁵

Сумма.....................................................................................................70×10¹⁵

Атмосферные осадки, л/год:

на дренируемой части суши, включая 44×10¹⁵ л/год

осадков океанического происхождения[18]......................................... 106×10¹³

на бессточной части суши....................................................................7,5×10^l5

Сумма................................................................................................... 114×10¹⁵

Сток воды с суши в океан, 3×10¹⁵ л/год

включая сток с ледников:....................................................................44×10¹⁵

вынос растворимых солей с речным стоком[19], т/год.........................4,9×10⁹

вынос взвесей с речным стоком[20], т/год...........................................20,5×10⁹

Круговорот пыли, т/год:

поступление пылевых частиц с суши в тропосферу.........................5,8×10⁹

осаждение пылевых частиц на поверхность суши[21].........................4,0×10⁹

вынос пылевых частиц в океан и область ледников.........................1,8×10⁹

Мировой океан:

Биологический круговорот фотосинтезирующих организмов

(сухая масса), т/год.............................................................................110×10⁹

Испарение с поверхности океана, л/год...........................................456×10¹⁵

Атмосферные осадки на поверхности океана[22], л/год....................411×10¹³

Перенос атмосферных осадков с океана через

тропосферу на сушу, л/год.................................................................44×10'⁵

По реакции фотосинтеза связывание 1 г углерода углекислого газа сопровождается выделением 2,7 г кислорода.

СОДЕРЖАНИЕ:

 

Предисловие. 3

Введение. 4

Часть I ОБЩАЯ ГЕОХИМИЧЕСКАЯ ОРГАНИЗАЦИЯ БИОСФЕРЫ... 17

Глава 1 ХИМИЧЕСКИЙ СОСТАВ ЗЕМНОЙ КОРЫ КАК ФАКТОР БИОСФЕРЫ... 17

1.1. Относительное содержание химических элементов в земной коре. 17

1.2. Формы нахождения химических элементов в земной коре. 20

1.3. Особенности распределения химических элементов в земной коре. 24

Глава 2 ЖИВОЕ ВЕЩЕСТВО.. 28

2.1. Состав живого вещества.. 28

2.2. Микроэлементы.. 34

2.3. Биологический круговорот химических элементов. 38

2.4. Природные вариации концентраций химических элементов в организмах.. 51

Глава 3 БИОГЕОХИМИЯ ГАЗОВОЙ ОБОЛОЧКИ ЗЕМЛИ.. 55

3.1. Биогеохимическая эволюция состава атмосферы и жизнедеятельности организмов в массообмене газов 55

3.2. Геохимия и биогеохимия аэрозолей.. 63

3.3. Значение атмосферного массопереноса водорастворимых форм химических элементов. 74

Глава 4 БИОКОСНАЯ СИСТЕМА ГИДРОСФЕРЫ... 82

4.1. Состав Мирового океана — результат биогеохимической деятельности организмов. 82

4.2. Особенности геохимии поверхностных вод суши.. 88

4.3. Трансформация геохимического состава природных растворов на контакте речных и океанических вод 96

Глава 5 БИОГЕОХИМИЯ ПЕДОСФЕРЫ... 100

5.1. Планетарное значение педосферы.. 101

5.2. Органическое вещество педосферы.. 102

5.3. Роль почвы в регулировании углерод-кислородного массообмена в биосфере. 114

5.4. Биогеохимическая трансформация минерального вещества педосферы.. 119

5.5. Проблема возникновения почв и эволюция почвообразования в истории Земли.. 125

5.6. Распределение рассеянных элементов в педосфере. 132

5.7. Педосфера — регулятор биогеохимических циклов тяжелых металлов. 140

Часть II ГЛОБАЛЬНЫЕ БИОГЕОХИМИЧЕСКИЕ ЦИКЛЫ... 148

Глава 6 ЦИКЛЫ МАССООБМЕНА И РАСПРЕДЕЛЕНИЕ МАСС ХИМИЧЕСКИХ ЭЛЕМЕНТОВ В БИОСФЕРЕ 148

Глава 7 ЦИКЛЫ ЭЛЕМЕНТОВ, ПОСТУПИВШИХ В БИОСФЕРУ В РЕЗУЛЬТАТЕ ДЕГАЗАЦИИ МАНТИИ 154

7.1. Глобальный цикл углерода.. 154

7.2. Влияние живого вещества на геохимию кислорода и водорода в биосфере. 165

7.3. Глобальный цикл серы.. 168

7.4. Глобальный цикл азота.. 177

7.5. Общие черты циклов и распределения масс дегазированных элементов. 184

Глава 8 ЦИКЛЫ ЭЛЕМЕНТОВ, ПОСТУПИВШИХ В БИОСФЕРУ В РЕЗУЛЬТАТЕ МОБИЛИЗАЦИИ ИЗ ЗЕМНОЙ КОРЫ... 187

8.1. Глобальный цикл кальция 187

8.2. Глобальный цикл калия. 189

8.3. Глобальный цикл кремния. 191

8.4. Глобальный цикл фосфора.. 192

8.5. Общие черты циклов и распределения масс выщелоченных элементов. 195

Глава 9 ЦИКЛЫ МАССООБМЕНА ТЯЖЕЛЫХ МЕТАЛЛОВ.. 198

9.1. Глобальный цикл свинца.. 198

9.2. Глобальный цикл цинка.. 203

9.3. Общие черты циклов и распределения масс тяжелых металлов в биосфере. 208

Часть III БИОГЕОХИМИЯ ПРИРОДНЫХ ЗОН.. 217

Глава 10 ЗОНАЛЬНОСТЬ БИОГЕОХИМИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ.. 217

10.1. Биогеохимическая зональность океана и суши.. 217

10.2. Геохимическая неоднородность биосферы и природных зон.. 222

10.3. Элементарный ландшафт (элементарная экогеосистема) как основная хорологическая единица биосферы Мировой суши.. 226

Глава 11 БИОГЕОХИМИЯ ПОЛЯРНОГО ПОЯСА.. 232

11.1. Биогеохимия арктических ландшафтов. 232

11.2. Биогеохимия тундры.. 238

Глава 12 БИОГЕОХИМИЯ ПОЯСА ВНЕТРОПИЧЕСКИХ ЛЕСОВ.. 243

12.1. Биологический круговорот элементов в лесных сообществах.. 243

12.2. Биогеохимические особенности почв пояса внетропических лесов. 255

12.3. Водная миграция элементов в зоне бореальных и суббореальных лесов. 260

Глава 13 БИОГЕОХИМИЯ ВНЕТРОПИЧЕСКИХ СТЕПЕЙ И ПУСТЫНЬ.. 266

13.1. Биологический круговорот элементов в аридных растительных сообществах.. 266

13.2. Особенности биологического круговорота в экстрааридных пустынях.. 271

13.3. Биогеохимические особенности почв аридных ландшафтов. 276

13.4. Взаимосвязь биогеохимических процессов с водной и атмосферной миграцией элементов в аридных условиях.. 278

Глава 14 БИОГЕОХИМИЯ ТРОПИЧЕСКОГО ПОЯСА.. 282

14.1. Биологический круговорот химических элементов в распространенных тропических растительных сообществах.. 282

14.2. Биогеохимические особенности тропических почв. 289

14.3. Биогеохимия мангров. 293

Глава 15 ОСОБЕННОСТИ БИОГЕОХИМИИ МОРСКИХ ОСТРОВОВ.. 297

15.1. Массоперенос солей. Роль колоний птиц.. 297

15.2. Поступление тяжелых металлов. 302

в экогеосистемы островов из атмосферы.. 302

Глава 16 ИНВАЙРОНМЕНТАЛЬНЫЕ ПРОБЛЕМЫ И БИОГЕОХИМИЯ.. 308

16.1. Деформация природных биогеохимических циклов хозяйственной деятельностью человеческого общества 308

16.2. Локальные (импактные) антропогенные биогеохимические аномалии тяжелых металлов. 320

ЗАКЛЮЧЕНИЕ.. 334

ПРИЛОЖЕНИЕ.. 338

Справочные данные для ориентировочных расчетов распределения и миграции масс химических элементов в биосфере. 338

 

Учебное издание