Занимательная геохимия. Химия земли

Радиолярии с их панцирями из кремнезема, принесенного реками, строят свои ажурные раковинки, а фораминиферы, строя свои скелеты, поглощают барий и кальций. Так быстро сменяются атомы от Арктики до субтропиков, и так грандиозны процессы странствования отдельных элементов на поверхности Земли.

Что обусловливает это различие в ландшафтах Дальнего Севера и тропического Юга? Мы знаем сейчас, что оно вызвано действием солнечных лучей, выгоранием, обилием влаги и высокими температурами земли. Оно вызвано бурно развивающейся органической жизнью, требующей огромного количества различных атомов. Мощные скопления остатков живой клетки на горячем южном солнце разлагаются в углекислоту, которая насыщает воду своими кислыми растворами.

Скорость химических реакций повышается на юге во много раз, ибо мы, геохимики, хорошо знаем одно из основных правил химической науки, что в большинстве случаев увеличение температуры на каждые 10 градусов повышает вдвое скорость обычных химических реакций.

И нам становятся понятными и неподвижность атомов в арктической пустыне, и сложные пути их странствования в субтропиках и пустынях юга. Мы видим, что можно говорить о химической географии, что мир природы с ее разнообразием материков и стран связан прочными нитями с теми химическими процессами, которые идут вокруг.

Среди факторов, определяющих ход геохимических процессов, все большее значение приобретает сам человек. Его интенсивная деятельность за последнее столетие была связана со средними широтами, и лишь постепенно он начинает осваивать ледяные пустыни Арктики и Антарктиды и овладевать песчаными пустынями юга. Он приносит свои новые, сложные химические реакции и нарушает природные процессы, возбуждая новые движения и странствования нужных ему атомов. Новая химическая география давно уже наметилась установлением основ почвоведения, той науки, родина которой — Россия и будущее которой — плодородие наших полей. И мы вспоминаем, как в восьмидесятых годах прошлого столетия в небольшой аудитории Петербургского университета знаменитый «отец почвоведения» В. В. Докучаев в блестящих лекциях раскрывал увлекательные картины новой науки, рисуя те почвенные пояса, которые покрывают всю Землю, начиная с полярных тундр и кончая пустынями юга.

Тогда его прекрасное построение нельзя было еще перевести на язык химии. Но сейчас, когда химия мощно врывается в область геологической науки, когда агрохимики стали управлять жизнью растений и теми реакциями, которые происходят в почве, когда геохимики охватывают своими исследованиями все области странствования атомов, — мы начинаем понимать те сложные пути, которые проходит каждый атом в разных широтах нашей Земли.

А между тем прошлое учит нас, что эти широты менялись. В течение почти двух миллиардов лет менялась жизнь нашей земной коры, изменялось положение полюсов, горные хребты сначала вздымали свои снежные вершины лишь в полярных странах, и постепенно складчатость перемещалась на юг, образуя такие хребты, как пояса Альп и Гималаев. Перемещались с севера на юг и большие моря, опоясывающие Землю; менялись пояса, менялись условия ландшафта. В каждом месте много раз сменялись моря горами, горы — пустынями и снова морями.

Так в долгой геологической истории Земли менялся и ход химических реакций и странствования отдельных атомов, а почвенные и поверхностные покровы в каждом данном месте земного шара есть лишь отражение тех химических судеб, которые испытывали атомы в долгие периоды разнообразной истории нашей Земли.

Сейчас мы знаем, что все живет, все течет, все меняется во времени и пространстве, и среди природы самым подвижным, постоянно ищущим новых путей является атом, первозданный кирпичик, из которого строятся самые замечательные постройки мира, который вечно ищет покоя и равновесия, покорный основным законам природных процессов.

Ищет — но не находит и не найдет никогда, так как в природе нет покоя, а есть только вечная материя в вечном движении…

Атомы в живой клетке

Простым глазом можно видеть, что угли слагаются из остатков растений.

Раковины ископаемых морских моллюсков образуют нередко пласты известняков. Но если мы рассмотрим известняки, мел, диатомит и многие другие так называемые осадочные породы под микроскопом, то увидим, что они часто сплошь состоят из остатков скелетов организмов микроскопической величины.

Одним словом, в геологии давно признана огромная роль населяющих земной шар организмов во всех процессах, которые происходят на поверхности Земли.

Живое вещество принимает большее или меньшее участие в таких геохимических процессах, как образование горных пород, концентрация или рассеяние отдельных химических элементов, осаждение веществ из воды, образование известняков из известковых скелетов организмов.

Но далеко не у всех морских организмов скелеты из извести. У некоторых, например губок, скелеты из кремнезема.