Геологическое значение закона В. И. Вернадского о постоянстве биомассы в биосфере Земли
Биомасса Земли формируется живым веществом, использующим в трофических цепях организмов биологически активные компоненты среды, главным образом СО₂. Количественные параметры биомассы напрямую зависят от количества биогенов. Следовательно, между этими параметрами существует непосредственная связь, ко...
Saved in:
| Published in: | Геология и полезные ископаемые Мирового океана |
|---|---|
| Date: | 2013 |
| Main Author: | |
| Format: | Article |
| Language: | Russian |
| Published: |
Відділення морської геології та осадочного рудоутворення НАН України
2013
|
| Subjects: | |
| Online Access: | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/99280 |
| Tags: |
Add Tag
No Tags, Be the first to tag this record!
|
| Journal Title: | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| Cite this: | Геологическое значение закона В. И. Вернадского о постоянстве биомассы в биосфере Земли / В.Х. Геворкьян // Геология и полезные ископаемые Мирового океана. — 2013. — № 4. — С. 112-125. — Бібліогр.: 35 назв. — рос. |
Institution
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| id |
nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-99280 |
|---|---|
| record_format |
dspace |
| spelling |
Геворкьян, В.Х. 2016-04-26T13:32:23Z 2016-04-26T13:32:23Z 2013 Геологическое значение закона В. И. Вернадского о постоянстве биомассы в биосфере Земли / В.Х. Геворкьян // Геология и полезные ископаемые Мирового океана. — 2013. — № 4. — С. 112-125. — Бібліогр.: 35 назв. — рос. 1999-7566 https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/99280 Биомасса Земли формируется живым веществом, использующим в трофических цепях организмов биологически активные компоненты среды, главным образом СО₂. Количественные параметры биомассы напрямую зависят от количества биогенов. Следовательно, между этими параметрами существует непосредственная связь, которую можно представить в виде отношения массы биогенов к продуцируемой биомассе. В продуцировании биомассы реализуется примерно на порядок больше биогенов, и это соотношение является величиной постоянной. Таким образом, закон В.И. Вернадского «О неизменности массы протоплазматических образований в биосфере в течение геологических периодов» требует определённой корректировки в названии и может быть сформулирован как «Закон постоянства отношения биомассы к массе биологически активных элементов и соединений». Біомаса Землі формується живою речовиною, яка використовує в трофічних ланцюгах організмів біологічно активні компоненти середовища, головним чином СО₂. Кількісні параметри біосфери прямо залежать від кількості біогенів. Отже між цими параметрами існує безпосередній зв'язок, який можна представити як відношення маси біогенів до продукованої біомаси. У продукуванні біомаси реалізується приблизно на порядок більше біогенів, і це відношення є сталою величиною. Таким чином, закон В.І. Вернадського «Про незмінність маси протоплазматичних утворень в біосфері протягом геологічних періодів» потребує певного корегування у назві й може бути сформульований як «Закон постійності відношення біомаси до маси біологічно активних елементів та сполук». The biomass of the Earth is formed by living matter that uses in the trophic chains of organisms the biologically active components of the environment, mainly СО₂. The quantitive parameters of the biomass are directly depending upon the relation between the mass of biogens ant the producing biomass. During the production of biomass, about an order more quantity of biogens is used, and it is a constant relation. Therefore, the V.I. Vernadsky's law about «The persistence of the mass of protoplasm formations in the biosphere during the geological epochs» needs some correction in its name, and it is possible to formulate it as «The law of the constant relation between the biomass and mass of biologically active elements and combinations». ru Відділення морської геології та осадочного рудоутворення НАН України Геология и полезные ископаемые Мирового океана К 150-летию со дня рождения В.И. Вернадского Геологическое значение закона В. И. Вернадского о постоянстве биомассы в биосфере Земли Геологічне значення закону В.І. Вернадського про постійність біомаси у біосфері Землі Geological importance of V.I. Vernadsky’s law about the constant biomass content in the biosphere of the Earth Article published earlier |
| institution |
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| collection |
DSpace DC |
| title |
Геологическое значение закона В. И. Вернадского о постоянстве биомассы в биосфере Земли |
| spellingShingle |
Геологическое значение закона В. И. Вернадского о постоянстве биомассы в биосфере Земли Геворкьян, В.Х. К 150-летию со дня рождения В.И. Вернадского |
| title_short |
Геологическое значение закона В. И. Вернадского о постоянстве биомассы в биосфере Земли |
| title_full |
Геологическое значение закона В. И. Вернадского о постоянстве биомассы в биосфере Земли |
| title_fullStr |
Геологическое значение закона В. И. Вернадского о постоянстве биомассы в биосфере Земли |
| title_full_unstemmed |
Геологическое значение закона В. И. Вернадского о постоянстве биомассы в биосфере Земли |
| title_sort |
геологическое значение закона в. и. вернадского о постоянстве биомассы в биосфере земли |
| author |
Геворкьян, В.Х. |
| author_facet |
Геворкьян, В.Х. |
| topic |
К 150-летию со дня рождения В.И. Вернадского |
| topic_facet |
К 150-летию со дня рождения В.И. Вернадского |
| publishDate |
2013 |
| language |
Russian |
| container_title |
Геология и полезные ископаемые Мирового океана |
| publisher |
Відділення морської геології та осадочного рудоутворення НАН України |
| format |
Article |
| title_alt |
Геологічне значення закону В.І. Вернадського про постійність біомаси у біосфері Землі Geological importance of V.I. Vernadsky’s law about the constant biomass content in the biosphere of the Earth |
| description |
Биомасса Земли формируется живым веществом, использующим в трофических цепях организмов биологически активные компоненты среды, главным образом СО₂. Количественные параметры биомассы напрямую зависят от количества биогенов. Следовательно, между этими параметрами существует непосредственная связь, которую можно представить в виде отношения массы биогенов к продуцируемой биомассе. В продуцировании биомассы реализуется примерно на порядок больше биогенов, и это соотношение является величиной постоянной. Таким образом, закон В.И. Вернадского «О неизменности массы протоплазматических образований в биосфере в течение геологических периодов» требует определённой корректировки в названии и может быть сформулирован как «Закон постоянства отношения биомассы к массе биологически активных элементов и соединений».
Біомаса Землі формується живою речовиною, яка використовує в трофічних ланцюгах організмів біологічно активні компоненти середовища, головним чином СО₂. Кількісні параметри біосфери прямо залежать від кількості біогенів. Отже між цими параметрами існує безпосередній зв'язок, який можна представити як відношення маси біогенів до продукованої біомаси. У продукуванні біомаси реалізується приблизно на порядок більше біогенів, і це відношення є сталою величиною. Таким чином, закон В.І. Вернадського «Про незмінність маси протоплазматичних утворень в біосфері протягом геологічних періодів» потребує певного корегування у назві й може бути сформульований як «Закон постійності відношення біомаси до маси біологічно активних елементів та сполук».
The biomass of the Earth is formed by living matter that uses in the trophic chains of organisms the biologically active components of the environment, mainly СО₂. The quantitive parameters of the biomass are directly depending upon the relation between the mass of biogens ant the producing biomass. During the production of biomass, about an order more quantity of biogens is used, and it is a constant relation. Therefore, the V.I. Vernadsky's law about «The persistence of the mass of protoplasm formations in the biosphere during the geological epochs» needs some correction in its name, and it is possible to formulate it as «The law of the constant relation between the biomass and mass of biologically active elements and combinations».
|
| issn |
1999-7566 |
| url |
https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/99280 |
| citation_txt |
Геологическое значение закона В. И. Вернадского о постоянстве биомассы в биосфере Земли / В.Х. Геворкьян // Геология и полезные ископаемые Мирового океана. — 2013. — № 4. — С. 112-125. — Бібліогр.: 35 назв. — рос. |
| work_keys_str_mv |
AT gevorkʹânvh geologičeskoeznačeniezakonavivernadskogoopostoânstvebiomassyvbiosferezemli AT gevorkʹânvh geologíčneznačennâzakonuvívernadsʹkogopropostíinístʹbíomasiubíosferízemlí AT gevorkʹânvh geologicalimportanceofvivernadskyslawabouttheconstantbiomasscontentinthebiosphereoftheearth |
| first_indexed |
2025-11-27T06:52:34Z |
| last_indexed |
2025-11-27T06:52:34Z |
| _version_ |
1850805876887126016 |
| fulltext |
ISSN 1999�7566. Геология и полезные ископаемые Мирового океана. 2013. № 4112
В.Х. Геворкьян
Институт геологических наук НАН Украины, Киев
ГЕОЛОГИЧЕСКОЕ ЗНАЧЕНИЕ ЗАКОНА
В.И. ВЕРНАДСКОГО О ПОСТОЯНСТВЕ
БИОМАССЫ В БИОСФЕРЕ ЗЕМЛИ
Биомасса Земли формируется живым веществом, использующим в трофических
цепях организмов биологически активные компоненты среды, главным образом
СО2. Количественные параметры биомассы напрямую зависят от количества
биогенов. Следовательно, между этими параметрами существует непосред�
ственная связь, которую можно представить в виде отношения массы биогенов
к продуцируемой биомассе. В продуцировании биомассы реализуется примерно на
порядок больше биогенов, и это соотношение является величиной постоянной.
Таким образом, закон В.И. Вернадского «О неизменности массы протоплазма�
тических образований в биосфере в течение геологических периодов» требует
определённой корректировки в названии и может быть сформулирован как «За�
кон постоянства отношения биомассы к массе биологически активных элемен�
тов и соединений».
Ключевые слова: биомасса, биологические компоненты, отношение биомас�
сы к биогенам.
В.И. Вернадский считал, что изучение биосферы — главное дело
его жизни, основной вклад в науку. Итогом многолетней работы
явилась монография «Химическое строение биосферы Земли и ее
окружения» [5], которую он называл «главной книгой моей жиз0
ни». Заметим, что эта монография была опубликована только в
1965 г., через 17 лет после кончины ее автора, но со значительны0
ми купюрами.
Однако в книге сохранена главная идея В.И. Вернадского о том,
что биосфера является мощным геологическим фактором, которому
принадлежит решающая роль в геологической истории развития
планеты и без учета которого ряд геологических явлений объяснить
весьма затруднительно. К понятию биосфера и ее роли в геологичес0
кой истории Земли В.И. Вернадский подходил фундаментально и
весьма последовательно, оперируя огромным количеством факти0
ческого материала различных областей естествознания.
За годы, прошедшие со дня написания книги [5] и её публи0
кации, прошло более полувека, однако концептуальная постанов0
© В.Х. ГЕВОРКЬЯН, 2013
К 150Qлетию
со дня рождения В.И. Вернадского
113ISSN 1999�7566. Геология и полезные ископаемые Мирового океана. 2013. № 4
Геологическое значение закона В.И. Вернадского
ка проблемы о роли биосферы в геологических процессах сохранилась. Ряд идей
В.И. Вернадского требуют более глубокого анализа, особенно в свете новых дан0
ных, полученных морскими геологами в последние годы. К таким идеям относят0
ся воззрения В.И. Вернадского на то, что в геологический период существования
Земли (по представлениям В.И. Вернадского, геологический период начался с
появлением жизни) газовый состав атмосферы относительно стабилен, атмос0
ферные газы преимущественно биогенного происхождения, климатические ус0
ловия меняются в крайне незначительных пределах, биомасса живого вещества
постоянна. Эти, на первый взгляд парадоксальные, положения связаны В.И. Вер0
надским в единый комплекс действий биосферных факторов, исходя из тех дан0
ных, которыми можно было оперировать в годы написания книги.
Обоснованию этих положений В.И. Вернадский уделил огромное внимание,
проведя детальный анализ развития «пленки жизни», скорости размножения орга0
низмов различного уровня организации, темпов их распространения на поверхности
Земли, интенсивности обменных процессов живого вещества с окружающей средой.
Однако они не были восприняты геологической наукой того времени и во
многом не воспринимаются и в настоящее время. Даже А.П. Виноградов, ученик
и последователь В.И. Вернадского, в редакционной статье к пятому тому избран0
ных сочинений В.И. Вернадского отмечает, что «… с некоторыми утверждениями
В.И. Вернадского нельзя согласиться, например» «о постоянстве массы живого
вещества на Земле в течение всей геологической истории» [4, с. 3]. Это наиболее
уязвимое положение, которое лежит практически в основе всего учения о биосфе0
ре и, на первый взгляд, находится в противоречии с результатами палеобиологи0
ческих исследований, неоднократно повторяется. «Количество жизни на земной
поверхности неизменно в геологические периоды (от архея до настоящего време0
ни)» [5, с. 46]; «количество живого вещества остается незыблемым в течение все0
го геологического времени» [5, с. 47]; «неизменность массы протоплазматических
образований в биосфере в течение геологических периодов» — «Химическое
строение биосферы Земли и ее окружения» [5]. Согласно этому положению
В.И. Вернадского, биомасса Земли является величиной конечной и строго
определённой.
Однако, чем определяется конечная величина биомассы океана и Земли в
целом, не было обосновано. В результате эта гениальная догадка В.И. Вернадско0
го имела схоластический характер, неоднократно подвергалась критике как иде0
алистическая, не отвечающая духу диалектического материализма. И в конечном
счете была отклонена как несостоятельная.
Результаты морских геологических исследований, проведенных Институтом
геологических наук НАН Украины в последние годы, позволяют с принципиаль0
но новых позиций рассматривать спорные положения учения В.И. Вернадского
о биосфере.
По представлениям В.И. Вернадского, биосфера — «одна из многих других»
[5, с. 52] геологических оболочек Земли, которая отличается от иных оболочек
тем, что «в ней господствуют проявления живого вещества» [5, с. 34], «это среда
нашей жизни» [5, с. 63]. «Живое вещество по весу составляет ничтожную часть
планеты — тонкая пленка жизни» [5, с. 325]. Но «биогенные породы (т.е. создан0
ные живым веществом) составляют огромную часть ее (Земли) массы» [5, с. 325].
«Живые организмы являются функцией биосферы и теснейшим образом матери0
114 ISSN 1999�7566. Геология и полезные ископаемые Мирового океана. 2013. № 4
В.Х. Геворкьян
ально и энергетически с ней связаны, являются огромной геологической силой,
ее определяющей» [5, с. 52].
Отметим, что «живое вещество», по В.И. Вернадскому, «есть совокупность
живых организмов. Это не что иное, как научное, эмпирическое обобщение всем
известных и легко и точно наблюдаемых бесчисленных, эмпирически бесспор0
ных фактов» [5, с. 324]. Живое вещество (биокосная материя, по В.И. Вернадско0
му) в жизни планеты является колоссальной буферной системой, биогеохими0
ческими процессами уравновешивающей и стабилизирующей взаимодействие
между внутренними и внешними геологическими сферами Земли. Этим и опре0
деляется планетная роль живого вещества [5, с. 151]. Таким образом, в основе
учения о биосфере лежит биогеохимия [5, с. 328].
Большую роль в образовании и развитии живого вещества Земли В.И. Вер0
надский отводил газам [5]. Ведущим механизмом формирования и эволюции био0
сферы В.И. Вернадский считал «газовый обмен организмов с окружающей сре0
дой» [5, с. 48]. Газовый обмен организмов — их дыхание, главная часть механизма
биосферы [5, с. 49]. Поэтому утверждение В.И. Вернадского: «cреда, лишенная
газов, не может являться областью жизни» [4, с. 35], вполне обосновано.
Наиболее активным наиболее древним компонентом живого вещества пла0
неты являются бактерии, одноклеточные растительные организмы, следы кото0
рых в виде слепков и отпечатков обнаружены в породах, возраст которых дости0
гает 4 млрд лет. «…Бактерии всегда дышат, т. е. проявляют газовый обмен, поэто0
му обладают «максимальной для живого вещества кинетической, геохимической
энергией» [5, с. 315], [4, с. 93]. Выражается это в максимальной скорости размно0
жения бактериальной микрофлоры. Так, по расчетам В.И. Вернадского, заселе0
ние всей поверхности Земли микрофлорой Vibrio cholerae составляет 1,25 суток,
суточный прирост клеток достигает значений (2,2—6,4) · 10
18
[5, с. 317]. Скорость
распространения одноклеточных живых организмов на порядок ниже, и в целом
для планктона она составляет 168—183 суток. Отметим, что современными ис0
следованиями эти расчеты подтверждаются.
Таким образом, биогеохимическая энергия роста и размножения — следствие
газового обмена живого вещества с окружающей средой. «В мире организмов, в
биосфере идет жесточайшая борьба за существование — не только за пищу, но и
нужный газ, и эта последняя борьба более основная, так как она нормирует раз0
множение» [4, с. 35]. «Кругом идет между живыми существами, неподвижными
растениями жестокая борьба за существование, … прежде всего борьба за газ, за
дыхание» [5, с. 304]. В первую очередь — биологически активных газов, в том чис0
ле диоксида углерода, первичным и наиболее активным потребителем которого
являются бактериальная микрофлора и растительность.
Распространение бактериальной микрофлоры (и в целом — всей живой ор0
ганики) и производимой биомассы ограничивается главным образом наличием в
достаточных количествах веществ, используемых в трофических цепях организ0
мов, т.е. продуктов питания. Как пишет В.И. Вернадский, «… Теоретически …есть
предел количеству поколений в сутки, связанный с тем, что организмы обладают
той или иной формой газового обмена» [5, с. 302].
Первичным консументом минеральных компонентов из газов или растворов
является живое вещество биосферы, использующее в своих трофических цепях
неорганические соединения в качестве объекта питания, создавая первичную
115ISSN 1999�7566. Геология и полезные ископаемые Мирового океана. 2013. № 4
Геологическое значение закона В.И. Вернадского
биомассу. Процесс создания первичной биомассы связывается главным образом
с жизнедеятельностью бактериальной микрофлоры, обладающей наибольшей
кинетической энергией роста. Хотя размер бактериальных клеток весьма мал —
лежит в пределах n · 10–4 — n · 10–6см, а вес единичных индивидуумов крайне нез0
начителен, но их количество в процессе размножения растет в геометрической
прогрессии, что создает в совокупности за весьма краткий промежуток времени
огромную биомассу, эквивалент которой более высокоорганизованное живое ве0
щество может накопить за десятки — сотни лет.
Определённую роль в этом процессе играют микрофаунистические ассоци0
ации, которые в условиях достаточного обеспечения трофических цепей биоло0
гически активными компонентами и отсутствия внешних «врагов» достигают
гигантских (для простейших) размеров. По данным Л.Ф. Плотниковой, размер
оболочки этих одноклеточных организмов на начальных этапах формирования
биосферы достигал 3 см и более [22, 33].
Наиболее вероятно, что в формировании первичной биосферы принимали
участие субмелкие неклеточные форма жизни — вирусы и бактериофаги. Так, от0
носительно крупный вирус табачной мозаики в поперечнике имеет размеры 15 · 10–8
до 300 · 10–8 см по длине. Число атомов в молекуле этого вируса составляет 5 · 106.
Вирус ящура имеет сферическую форму в диаметре до 20·10–8 см и содержит 70 · 103
количество атомов. Формы — шаровидные, призматические, нитевидные. Приз0
матические и цилиндрические имеют отросток в виде хвостика. В оболочку ци0
линдрических форм упакован спиральный фрагмент белковой молекулы. При
выделении из несущей матрицы и обезвоживании образуют паракристаллы, ко0
торые могут существовать весьма длительный промежуток времени и сохранять
свойства живой органики пока сохраняется их кристаллическая структура.
Описано около 800 форм вирусов. Предполагалось, что они отличаются строгой
специфичностью и не могут существовать без «хозяина». Но исследования по0
следних лет показали, что вирусы активно мутируют в зависимости от конкрет0
ных условий обитания.
Еще более мелкие размеры имеют бактериофаги — патогенные вирусы, об0
наруженные для всех видов бактерий. Размеры их варьируют от 0,4·10–8 до 90·10–8
см. Бактериофаги отличаются строгой специфичностью.
Природа этих образований до настоящего времени остаётся загадочной.
Высказывается предположение, что это вообще не живое вещество, так как обра0
зует кристаллические формы. Наиболее обоснованным является определение ви0
русов как неклеточной формы жизни деградированных бактерий. На наш взгляд,
правомочна обратная постановка вопроса: вирусы — начальный этап эволюци0
онного развития бактерий.
Роль вирусов в формировании биосферы и создании первичной биомассы со0
вершенно не изучена, но вполне вероятно, что вирусы являются ограничитель0
ным фактором в безудержном развитии бактериальной биомассы. Отметим, что
молекулярный вес некоторых выявленных нами аминокислот составляет
1 500 000, что примерно соответствует количеству атомов в молекуле некоторых ви0
русов. Эти данные косвенно подтверждают представления, что решающим факто0
ром в возникновении жизни были вулканические поставки абиогенной органики.
Отметим, что трофические цепи бактериальной микрофлоры не ограничи0
ваются только газами. С.И. Виноградский еще в конце прошлого столетия [6]
116 ISSN 1999�7566. Геология и полезные ископаемые Мирового океана. 2013. № 4
В.Х. Геворкьян
открыл способность нитрифицирующих и некоторых других видов бактерий
окислять неорганические соединения и использовать выделяющуюся при окис0
лении неорганических веществ энергию на усвоение углекислоты, марганца,
железа для построения своего тела. Трудами многих исследователей в последую0
щие годы такой способ усвоения и концентрации вещества и перевода его в не0
растворимые или труднорастворимые соединения был выявлен у силиконовых,
сульфатредуцирующих, метанокисляющих и других бактерий, а также и у гриб0
ковых организмов [2].
Кроме того, как показал Г.А. Заварзин [15, 16], авто0 или литотрофные (по
Г.А. Заварзину) бактерии, кроме способности накапливать в своей оболочке ми0
неральное вещество, создают на своей поверхности условия, способствующие его
осаждению. Не отрицая роли физико0химических процессов в накоплении руд0
ного вещества, Г.А. Заварзин полагает, что этот процесс может происходить и без
бактерий, но только скорость его протекания в этом случае будет многократно
меньше. Эту особенность формирования скоплений марганца в современных ус0
ловиях отметил В.Ф. Чухров [31, 32]
В формировании биосферы принимают участие различные газы, однако ве0
дущая роль принадлежит СО2, главным потребителем которого является фото0
синтезирующая деятельность растительности. В 1957 г. А. Полдерваарт [22] впер0
вые предпринял попытку дать численную оценку ежегодных темпов фиксации
углерода фотосинтезом, которая составила 160 · 109 т. Из них 140 · 109 т приходит0
ся на фитопланктон. Отметим, что фотосинтез — это энергозатратный процесс:
наземные и водные растения участвуют в фотосинтезе органического вещества за
счет энергии солнечного излучения, проходящей по схеме:
СО2 + 6Н2О + энергия Cолнца (674 ккал) 6 С6 Н12 О6 + 6О2 .
КПД фотосинтеза очень низкий и лишь в редких случаях превышает 1 %, од0
нако в органических продуктах фотосинтеза накапливаются огромные запасы
химической энергии — до 112 ккал при усвоении одной грамм0молекулы СО2.
Следовательно, только фотосинтетические реакции изымают из атмосфер0
ного резервуара 590 · 109 т СО2, который расходуется на создание годовой массы
живого вещества в 360 · 109 т, из них 200 · 109 т продуцируется в океане, 160 · 109 т —
на суше. Из приведенного вполне понятен вывод А.П. Виноградова [6] о пятилет0
нем сроке пребывания СО2 в атмосфере: 2330 . 109 : 590 · 109 = 4 года.
По современным данным [10], растительный покров переводит в состав ор0
ганического вещества ежегодно 175 · 109 т углерода. В пересчёте на углекислый газ
из атмосферы извлекается 641,67 · 109 т СО2. Однако эти расчётные параметры,
на наш взгляд, являются заниженными. О темпах потребления диоксида углерода
растительной органикой может служить тот факт, что только сельскохозяйствен0
ные культуры ежегодно переводят из атмосферы в растения до 50 · 109 т углекис0
лоты; причем более 25 · 109 т выводится необратимо в виде золы и минерализо0
ванной органики. Кроме того, не учтены расходы диоксида углерода на процес0
сы выветривания (0,832 . 109 т/год) и его ассимиляции вне зоны фотосинтеза.
Н.П.Семененко [26]. приводит такие данные о накоплении углерода в год
только за счёт фотосинтеза: 36 . 1013кг. Цикл обращения СО2 и СН4 составляет
10 лет, вода в океане обновляется каждые два года, а цикл обращения азота со0
ставляет 10 000 лет.
117ISSN 1999�7566. Геология и полезные ископаемые Мирового океана. 2013. № 4
Геологическое значение закона В.И. Вернадского
Значительная часть диоксида углерода извлекается необратимо; балансовы0
ми расчётами установлено, что ежегодный дефицит только атмосферного СО2
составляет не менее 223,217 · 109 т [10].
В ходе необратимой эволюции процессов литогенеза биологически актив0
ные газы атмосферы и гидросферы, используемые в трофических цепях организ0
мов, были связаны биосом в нерастворимые или трудно растворимые соедине0
ния: карбонаты, фосфаты, гипсы и др. Постоянное необратимое извлечение га0
зовой компоненты атмосферы и гидросферы осуществлялось на протяжении
всей геологической истории Земли. Масштабы этих процессов таковы, что вода,
диоксид углерода, кислород воздуха должны были бы исчерпаться в ходе литоге0
неза. Вполне понятно, что существование такой геологически неустойчивой си0
стемы длительное время невозможно. Очевидно, должны существовать процессы,
компенсирующие возникающий дисбаланс газов в атмосфере, гидросфере и де0
фицит углекислого газа, в частности.
До последнего времени считалось общепризнанным, что основным источни0
ком СО2 на поверхности Земли является вулканизм. Так, в 500егоды ХХ ст. уста0
новлено, что количество подводных вулканических очагов значительно превыша0
ет количество их наземных аналогов, которых, по данным В.И. Влодавца, насчи0
тывается 850. Морские геологические исследования показали, что практически
все подводные горы и гайоты являются подводными вулканами разной степени
активности, количество которых только в Тихом океане превышает 10 000 (по дан0
ным Г.У. Менарда), в том числе более 1000 действующих вулканов, изливающих на
поверхность 11 · 109 т в год вулканического материала. В Северной Атлантике —
более 1500 подводных гор вулканического типа, общая оценка деятельности кото0
рых даже приблизительно не известна. Учитывая данные по вулканической актив0
ности за последние 20 лет в Исландском, Азорском и Ян0Майенском регионах,
можно полагать, что только в Северной Атлантике ежегодно изливается около
5 км3 базальта. P.G. Wyllie и J. Elder [33, 35] показали, что в год из верхней мантии
к поверхности поступает до 12 км3 магматического материала (без учёта газово0
жидкостной составляющей).
Отсутствие чётких данных о соотношении жидкостно0газовой компоненты и
твёрдых продуктов вулканических извержений позволяет принять оценку интен0
сивности современного поступления вулканической СО2, по В.Е. Закруткину, в
0,3 · 108 т в год, что явно недостаточно для восполнения потерь СО2 [18].
Н.М. Страхов [29] полагал, что восстановление потерь СО2, О2, воды проис0
ходит вследствие контрпроцессов, их порождающих: 1) вулканизма; 2) контакто0
вого метаморфизма: «осадочные породы, насыщенные водой, под действием
температуры теряют воду, карбонаты превращаются в силикаты, выделяя СО2, —
«газовое дыхание» Земли. Этот процесс является основным, поддерживая массу
гидросферы и СО2; возвращая воду и СО2, расходованные при выветривании;
3) жизнедеятельность организмов в основном поддерживает массы О2. Ювениль0
ные воды и газы имеют подчинённое значение... За последние (2—2, 5) · 109 лет
именно глубинный метаморфизм стал главным поставщиком запасов Н2О и СО2
на поверхности планеты, вулканические процессы стали лишь второстепенным
фактором. «Газовое дыхание» Земли целиком метаморфогенное.
А.В. Сидоренко [27] также предполагал, что «углекислое дыхание» связано с
метаморфическими процессами преобразования глинисто0карбонатных пород в
118 ISSN 1999�7566. Геология и полезные ископаемые Мирового океана. 2013. № 4
В.Х. Геворкьян
амфиболиты. Количественная оценка масштабов таких выделений углекислоты
составляет 1,6 · 1017 т за всю геологическую историю планеты.
Однако метаморфогенная концепция не обоснована энергетически. Переход
карбонатов в силикаты с образованием волластонита возможен в присутствии сво0
бодного SiO2 при огромных энергетических затратах — 19,9 ккал/моль при комнат0
ной температуре. На основании термодинамических расчётов Дж. Ферхуген пока0
зал, что региональный глубинный метаморфизм протекает только при эндотерми0
ческих реакциях и требует огромных энергетических затрат, составляющих 523 Дж,
или 125 кал на 1 г вещества, что на порядок выше существующих потоков глубин0
ного тепла. А это ставит под сомнение возможность глубинного метаморфизма
карбонатных толщ платформенных областей, в пределах которых преобладают от0
ложения такого типа. Кроме того, кислород, углекислота и вода являются актив0
ными реакционно0способными компонентами, и весьма сомнительно, чтобы они
в «чистом» виде поступали из глубин Земли в атмосферу и гидросферу.
Учитывая темпы потребления СО2, вполне очевидно, что необходим анализ
воздействия всех факторов, влияющих на геохимический баланс гидросферы и
атмосферы. К ним могут быть отнесены потоки глубинного вещества, связанно0
го с флюидами различного генезиса, ведущее значение среди которых имеют
процессы глубинной дегазации [10, 13],
Необходимо отметить, что сведения о количественных характеристиках
процессов дегазации крайне противоречивы. Так, В.И. Виноградов [7] полага0
ет: «Дегазация Земли и формирование ее газоводной оболочки закончились на
самых ранних этапах существования планеты. Поэтому сегодня или совсем не
обнаруживаются признаки продолжающейся дегазации мантии, или обнаружи0
ваются в некоторых случаях признаки ее ничтожной дегазации. В основном в
составе современных термопроявлений участвует вещество, которое находится
в циклическом круговороте в пределах поверхностных оболочек земной коры».
По мнению автора, круговорот углерода происходит по схеме: «органическое
вещество — карбонаты через СО2 атмосферы и фотосинтез».
Эта точка зрения, после открытия многочисленных газовыделений и газогид0
ротермальных источников на различных глубинах ложа океана, в том числе и в Чёр0
ном море, вряд ли оправдана. Состав газов, интенсивность потоков вещества свиде0
тельствуют в пользу того, что процессы глубинной дегазации идут и в настоящую гео0
логическую эпоху в особой форме в виде эффекта «холодного дыхания» Земли [10].
Последнее происходит практически повсеместно по всей поверхности планеты,
включая ложе океанов и морей. Процесс пульсирующий, проходил во время всей
геологической истории Земли, и в отдельные эпохи в атмосферу планеты могло
поступать около 0,14 · 1017 т СО2 [27]. Например, по некоторым данным, в позднем
мелу количество СО2 в атмосфере превышало современные значения в 2—6 раз.
«Холодное дыхание» приурочивается к наиболее благоприятным по геологи0
ческим условиям «глубинным каналам» (разломным зонам), в том числе и распо0
ложенным на континентах в стабильных в тектоническом отношении областях
древних и молодых платформ. Такие газовыделения широко развиты и зафикси0
рованы во многих районах океанических и морских бассейнов, где проводящими
каналами глубинных флюидов являются подводные горы и поднятия.
Важно отметить, что эпохи тектономагматической активизации сопровожда0
ются «холодной дегазацией» глубинных горизонтов Земли, которая, на наш
119ISSN 1999�7566. Геология и полезные ископаемые Мирового океана. 2013. № 4
Геологическое значение закона В.И. Вернадского
взгляд, является более широко распространенным процессом, чем гидротермаль0
ные проявления. По мнению Н.Ф. Балуховского [3], именно сочетание указан0
ных факторов определило цикличность и ритмичность в осадконакоплении и
климатические вариации.
С глубинными флюидами в осадочную толщу поступает огромное количество
метана. Как полагает Н.П. Семененко [26], наиболее глубинным компонентом эн0
догенных газов является метан, который образуется уже во внешнем ядре Земли и
глубинных горизонтах нижней мантии при отсутствии кислорода, мигрируя вплоть
до нижних горизонтов литосферы преимущественно в виде газогидратов [10, 13].
В виде газовой компоненты метан поступает в атмосферу во время вулкани0
ческих извержений, участвует в магматических процессах и, очевидно, является
начальным звеном в образовании абиогенных углеводородных соединений. По0
следнее доказывается прямыми исследованиями наличия углеводородов и газо0
вых включений в базальтах. Было установлено, что количество углеводородов
варьирует в очень широких пределах от 0 до 250 мг на 1 кг исследуемой породы;
при этом в составе абиогенной органики преобладают парафины, присутствуют
аминокислоты [11].
Масштабность потоков метана, пути трансформации позволяют рассматри0
вать его в качестве основного источника пополнения углекислотного резерва ат0
мосферы и водных ресурсов гидросферы. Это положение обосновывается тем,
что в зоне кислородного каркаса верхней мантии метан окисляется, продуцируя
углекислый газ и воду.
В литосфере трансформация метана и переход его в наиболее усвояемую мно0
гими живыми организмами форму СО2 могут идти двумя путями: химическим и
биохимическим. Как указывал В.В. Руби [24], химическое окисление метана и его
разложение на СО2 и Н2О происходит даже при малых содержаниях кислорода в
морской воде. Непосредственными измерениями установлено, что абиссальные
воды Атлантического океана на глубинах 4—5 км, как правило, обогащены кисло0
родом, количество которого в пределах котловин Лабрадорской, Ангольской,
Сьерра0Леоне, Сом и других достигает значений 5 мл/л. Учитывая это, не исклю0
чено, что процесс химического окисления метана возможен, однако он требует
определённых энергетических затрат, особенно при низких температурах глубин0
ных вод, что крайне ограничивает возможность осуществления этого процесса.
Есть все основания предполагать, что в водной толще, как и в атмосфере, метан
немедленно вовлекается в процессы бактериогенного биохимического окисления
[19], продуктами разложения которого также являются углекислота и вода.
Наиболее сложной и достаточно спорной является проблема пополнения
кислородного резерва, прежде всего атмосферы. Массовая доля кислорода в ат0
мосфере составляет гигантскую величину — 11,841 . 1020т [24]. Кислород практи0
чески полностью необратимо изымается из атмосферы, участвуя в процессах
выветривания и окисления. Кроме того, как показывают расчеты динамики био0
сферных процессов, фотосинтезирующие растения оборачивают весь кислород
атмосферы примерно за 2000—3000 лет. Вполне очевидно, что восполнение по0
терь только атмосферного кислорода может быть обеспечено весьма мощным
источником. Такой источник в земных условиях имеется.
Формирование газовой оболочки Земли, её атмосферы, А.П. Виноградов
связывает с процессами дегазации глубинных недр Земли, прежде всего пород
120 ISSN 1999�7566. Геология и полезные ископаемые Мирового океана. 2013. № 4
В.Х. Геворкьян
мантии [6]. Это вполне обоснованная точка зрения поддерживается многими ис0
следователями и является господствующей в настоящее время. Однако время
формирования этой оболочки Земли трактуется весьма неоднозначно. По предс0
тавлениям В.А. Рудника и Э.В. Собботовича [25], атмосфера и гидросфера фор0
мировались одновременно вместе с земной корой вследствие дегазации протоко0
ры и закончились примерно 4 млрд лет назад. Легкие газы (в том числе H2O и
CH4) диссипировали, тяжелые (СO2, CO, NOH) оставались в поле притяжения
Земли. На заключительном этапе аккреции включились в «работу» магматичес0
кие процессы и началось накопление газов в атмосфере, создав определенный
экран процессам диссипации.
Таким образом, на начальных этапах развития Земли компонентный состав
атмосферы мог меняться в значительных пределах (метановая, углекислотная,
азотная атмосферы), но кислород в первичной атмосфере, по мнению многих ис0
следователей, отсутствовал. Так, по расчётам С.Г. Неручева [21], атмосфера Зем0
ли в течение всего докембрия и значительной части фанерозоя оставалась прак0
тически бескислородной, и лишь к концу мезозоя ее параметры существенно
приблизились к современным.
Это вряд ли соответствует действительности, так как наличие кислорода в
составе атмосферы связано не только с процессами дегазации глубинных гори0
зонтов, в том числе и мантии, но и с диссоциацией паров воды, которая сопут0
ствует любым магматическим процессам и присутствует в составе практически
всех видов изверженных пород.
Пары воды не были инертной составляющей атмосферы, а активно реаги0
ровали на ультрафиолетовое излучение Солнца, разлагаясь на кислород и водо0
род. Наиболее интенсивно процесс фотодиссоциации начался при появлении
зеркала воды на поверхности Земли. Время появления жидкой фазы воды на
поверхности Земли можно определить по времени начала формирования пород
аквального осадочного комплекса. Наиболее древние осадочно0вулканогенные
образования, содержащие хорошо окатанную гальку и валуны, обнаружены в
юго0западной Гренландии (район Амитсок), их возраст определен в 3760 млн
лет [1]. Следовательно, уже около 4 млрд лет назад на поверхности Земли суще0
ствовал водный бассейн.
С образованием водного зеркала интенсивность процессов фотодиссоциа0
ции возрастает. В современных условиях, по данным Д.П. Койпера [25], ультра0
фиолетовое излучение Солнца разлагает 7,7 . 10–6 моля воды с 1 см2 поверхности
водной массы в 1 с, или 2,5 . 108 кг в год. Разложение воды за счет ультрафиоле0
тового излучения Солнца на водород и кислород позволило Э. Бютнер рассчи0
тать, что содержание кислорода в атмосфере может достигнуть 20 %, т.е. его сов0
ременного содержания в атмосфере, за 30 млн лет.
Однако Э. Бютнер не указывает на два важных обстоятельства: 1) какова пер0
вичная плотность атмосферы в момент появления водного зеркала и 2) на какую
площадь водной поверхности воздействовало солнечное излучение. Мы провели
несколько вариантов аналогичных расчётов, предполагая весьма условно, что
плотность первичной атмосферы, темп процессов фотодиссоциации и актив0
ность солнечного излучения примерно соответствуют современным параметрам.
Именно в этом крайнем случае оказалось, что водной поверхности Чёрного моря для
20 %0ного насыщения атмосферы кислородом вполне достаточно всего 10 млн лет.
121ISSN 1999�7566. Геология и полезные ископаемые Мирового океана. 2013. № 4
Геологическое значение закона В.И. Вернадского
Н.М. Страхов из всего учения о биосфере выделил только одну идею: «… осо0
бенно важной и плодотворной оказалась идея В.И. Вернадского о биогенном про0
исхождении кислорода» [29]. Однако это не совсем точная формулировка идеи.
В.И. Вернадский писал о стабилизации содержания кислорода в атмосфере (и
гидросфере) биосом, первичный генезис которого мог быть совершенно другим.
Пополнение углеродного резерва атмосферы и гидросферы должно происхо0
дить непрерывно. В.И. Вернадский в этом вопросе придавал решающее значение
деятельности биосферы, обращая внимание на то, что между атмосферой и био0
сферой существует тесная связь. «В результате — жизнь — живое вещество созда0
ет тропосферу и непрерывно ее в динамическом равновесии поддерживает около
некоторого статического равновесия» [5].
В.И. Вернадский не исключал поступление газов в атмосферу вследствие дега0
зации глубинных горизонтов Земли — «газового дыхания» планеты, но при этом
подчеркивал, что «живое вещество удерживает состав атмосферы в ее динамичес0
ком равновесии» [4]. «Мы имеем дело с неизменно существующими в течение гео0
логического времени динамическими равновесиями» [5]. Это динамическое рав0
новесие обусловлено деятельностью «пленки жизни», через которую «прокачива0
ются» все компоненты атмосферы, морские и океанические воды, чутко реагируя
на любые изменения в их составе и выводя из оборота «избыточные» компоненты.
О значении регулирующей роли наземной растительности в стабилизации
геохимического режима атмосферы можно судить по данным Ю.В. Тесленко [30].
Уменьшение содержания СО2 в атмосфере с 0,03 до 0,01 % оказывает отрицатель0
ное воздействие на процессы фотосинтеза, вплоть до их полной остановки. Об0
ратное явление, увеличение до 0,04 %, повышает активность фотосинтезирую0
щих растений вдвое. Для большинства высших растений скорость фотосинтеза
возрастает при увеличении концентрации СО2 до 0,5 %, что является порогом уг0
лекислотного насыщения, выше которого фотосинтетические реакции наземной
растительности прекращаются. Иными словами, в первом случае растения пе0
рестанут извлекать СО2 из атмосферы, во втором — активно переводить его в био0
массу вплоть до восстановления первичного равновесия.
Что касается низших растений, например сине0зеленых водорослей, то для
них не существует порога углекислотного насыщения, и высокая концентрация
СО2 не выступает в роли фактора, лимитирующего процесс фотосинтеза [17].
Для морского биоса такого рода численной оценки активности в потребле0
нии СО2 нет. Однако вполне очевидно, что рост содержания диоксида углерода
в морской среде будет способствовать росту биомассы теплолюбивых карбонат0
продуцирующих организмов, главным образом простейших. С периодами похо0
лодания связывается уменьшение количества потребляемого СО2 и, соответ0
ственно, понижается продуцирование карбоната кальция, выпадающего в осадок
главным образом в виде скелетных остатков фораминифер. При этом вполне ес0
тественным является возрастание биомассы кремнийпотребляющих организ0
мов. При этом В.И. Вернадский отмечает исключительную консервативность
протоплазматических образований и приводит примеры форм живой материи,
«… которые не менялись в заметной степени, например Lingula с кембрийского
времени, т. е. в течение 500 млн лет по крайней мере. В Британи и Чехословакии
найдены остатки радиолярий альгонкского времени, не отличимые по форме от
современных» [5, с. 285].
122 ISSN 1999�7566. Геология и полезные ископаемые Мирового океана. 2013. № 4
В.Х. Геворкьян
Состав атмосферы и газовый режим океана находятся в тесной взаимосвязи,
обусловливая их квазистационарное состояние. По представлениям Ю.П. Каза0
нского, «…количество растворенного в морской воде СО2 древних морских бас0
сейнов было того же порядка, что и в современном океане» [19]. Поэтому суще0
ствует вполне обоснованное мнение, что состав атмосферы и гидрохимический
режим океанов существенно не менялись, по крайней мере за последние 500 млн
лет состав атмосферы и гидросферы не испытывал существенных изменений и
мало отличался от нынешнего. В.И. Вернадский полагал, что состав газов «коли0
чественно неизменен в ходе геологического времени» [5, с. 238] от момента появ0
ления жизни на Земле до настоящего времени.
Количество живого вещества в любой экологической системе определяется
темпом его развития, наличием жизнеобеспечивающих биологически активных
компонентов и зависит от величины чистой продукции 11]. Последняя — резуль0
тат функционирования взаимосвязанных процессов фотосинтеза и дыхания. Ес0
ли учесть, что скорость фотосинтеза в первом приближении пропорциональна
концентрации СО2, то окажется, что скорость образования чистой продукции в
мировом масштабе, а следовательно, и биомасса пропорциональны концентра0
ции углекислого газа. Иными словами, масса продуктов, используемых в трофи0
ческих цепях живых организмов, определяет массу живого вещества планеты.
Таким образом, можно сделать вполне обоснованный вывод, что масса жи0
вого вещества определяется главным образом массой газовой компоненты атмо0
сферы и гидросферы; причем состав атмосферы и газовый режим океана нахо0
дятся в тесной взаимосвязи, обусловливая их квазистационарное состояние.
Это положение нашло подтверждение в исследованиях В.Е. Закруткина, ка0
сающихся проблемы формирования древнейших карбонатных пород и роли жи0
вого вещества в этом процессе 18]. Он показал, что если скорость фотосинтеза в
первом приближении пропорциональна концентрации СО2, то скорость образо0
вания чистой биопродукции в мировом масштабе, а следовательно, и биомасса
пропорциональны концентрации углекислого газа.
При такой оценке геохимических параметров атмосферы и гидросферы, ос0
тававшихся практически неизменными как минимум с кембрийского периода,
заключение В.И. Вернадского о том, что со дня появления органической жизни
на Земле биомасса является величиной конечной и строго определенной, не ка0
жется столь парадоксальным.
Таким образом, масса продуктов, используемых в трофических цепях живых
организмов различного уровня развития, определяет массу живого вещества пла0
неты. Это положение может быть выражено следующей формулой:
М биогены . К1 = М биомассы . К2 ,
где К1 — коэффициент пропорциональности, учитывающий особенности живо0
го вещества; К2 — коэффициент, учитывающий наличие и виды биологически
активного минерального вещества.
Зависимость биомассы от количественной характеристики потоков глубин0
ного вещества можно выразить в виде отношения биомассы к жизнеобеспечива0
ющим биологически активным компонентам. При этом следует учитывать тот
факт, что количество потребляемого вещества в 10 раз больше продуцируемого.
То есть на 1 кг продуцируемой биомассы должно уходить из атмосферы не менее
123ISSN 1999�7566. Геология и полезные ископаемые Мирового океана. 2013. № 4
Геологическое значение закона В.И. Вернадского
10 кг биоактивных газов — СО2, СН4 и некоторых др. Следовательно, отношение
массы биоактивных компонентов среды к продуцируемой биомассе — есть вели0
чина постоянная, и это можно выразить следующей формулой:
М1/М2 = К · ",
где М1 — масса биоактивного вещества; М2 — биомасса; "— коэффициент, учиты0
вающий пропорциональность массовых соотношений; К — постоянная биомассы.
Вполне очевидно, что данное формализованное выражение постоянства био0
массы не является совершенным и требует значительного усовершенствования. В
частности, необходимо учитывать живое (биокосное) вещество и отмершую ор0
ганику; вероятно, надо разделять биомассу растительности, гидробионтов, фи0
топланктона; не менее важно разделять общее количество глубинного вещества и
его биологически активную часть. Важно подчеркнуть, что закономерности раз0
вития биосферы определяются этим соотношением.
В настоящее время можно говорить, что установились метастабильные пара0
метры водных толщ и атмосферы, допуская возможность их вариаций в опреде0
лённых пределах, которые обусловлены деятельностью биоса и его массой. Одна0
ко эти пределы оценить весьма затруднительно. Исходя из этого, можно полагать,
что интенсивности поступления биологически активных минеральных компо0
нентов соответствует интенсивность их потребления в биосфере Земли в целом.
Однако резкие изменения в темпах поставки глубинного вещества, как в реги0
ональном плане, так и в масштабах всей планеты вызывают существенные измене0
ния не только в среде обитания живых существ, но и физических процессов во
внешних оболочках Земли. Биомасса Земли обладает огромной инерцией, что не
позволяет мгновенно реагировать на спонтанные изменения. Эта инерция приво0
дит к постепенной стабилизации геохимических параметров на протяжении мил0
лионов лет, но достаточно кратковременной в геологическом масштабе времени.
Это явление отражается на смене фаунистических и флористических комп0
лексов и, в определённой мере, на смене состава осадочных и формирований пе0
реходных толщ (зелёные глауконитовые пески на границе позднего мела и палео0
гена, граница нижнего и верхнего сармата, пески полтавской свиты и др).
При таком подходе к оценке деятельности наземной фауны и флоры, живо0
го населения морей и океанов возникает кажущийся маловероятным парадокс,
что сохранение современных геохимических параметров атмосферы и гидросфе0
ры оставалось практически неизменным со дня появления органической жизни
на Земле. Таким образом, можно сделать вывод, что состав атмосферы в геологи0
ческий период истории Земли менялся, но в крайне незначительных пределах
как в абсолютном, так и в процентном отношениях.
Биос, выступающий стабилизатором в процессах поглощения избыточного, от0
носительно метастабильного фона, количества биологически активных компонен0
тов глубинных флюидов, активно наращивает свою массу. Однако этот процесс идёт
с некоторым запаздыванием. В связи с этим в атмосфере повышается количество
«парниковых» газов, что обусловливает повышение поверхностной температуры.
Чисто гипотетически он предполагает, что увеличение концентрации СО2 в
2 раза может привести к повышению глобальной температуры на 2 °С. Это, безус0
ловно, приводит к росту средней температуры в приземном слое, что, в свою оче0
редь, способствует развитию теплолюбивых форм растительности и расширению
124 ISSN 1999�7566. Геология и полезные ископаемые Мирового океана. 2013. № 4
В.Х. Геворкьян
их ареала. Заметное увеличение фотосинтеза при повышенных концентрациях
углекислого газа обычно рассматривают как свидетельство приспособления ав0
тотрофных растений в ходе их эволюционного развития к более высоким конце0
нтрациям углекислоты, свойственным прошлым геологическим эпохам. В то же
время справедливо отмечается, что в этих процессах совершенно не известна
роль океанов и облачного покрова.
Таким образом, закон В.И. Вернадского о постоянстве биомассы связывает0
ся с геологическими процессами дегазации Земли, получает дополнительное
обоснование, но требует определённой корректировки в названии и сформули0
рован как «Закон постоянства отношения биомассы к массе биологически актив0
ных элементов и соединений».
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Аллорт Я. Древние супракрустальные породы с возрастом свыше 3760 млн лет и ассоцииру0
ющие с ними полосчатые железистые кварциты, район Исуа, центральная часть западной
Гренландии // Ранняя история Земли. — М.: Мир, 1980. — С. 188—201.
2. Балашова В.В. Микоплазмы и железобактерии. — М.: Наука, 1974. — 65 с.
3. Балуховский Н.Ф. Геологические циклы. — Киев: Наук. думка, 1966. — 168 с.
4. Вернадский В.И. Избранные сочинения. Т. 5. — М.: Изд0во АН СССР, 1960. — 422 с.
5. Вернадский В.И. Химическое строение биосферы Земли и ее окружения. — М.: Наука, 1965. —
374 c.
6. Виноградов А.П. Введение в геохимию океана. — М.: Наука, 1967. — 216 с.
7. Виноградов В.И. Изотопный состав элементов и проблема дегазации мантии и формирова0
ние газоводной оболочки Земли //Дегазация Земли и геотектоника. — М.: Наука, 1980. —
С. 23—30.
8. Виноградский В.С. О железобактериях // Микробиология почв. — М.: Изд0во АН СССР,
1952. — С. 56.
9. Вудвелл Дж. Круговорот энергии в биосфере // Биосфера. М.: Мир, 1972. — С. 41—59.
10. Геворкьян В.Х. Газовое дыхание планеты и баланс диоксида углерода в атмосфере и гидро0
сфере // Геол. журн. — 2003. — № 2. — С. 77—91.
11. Геворкьян В.Х., Ковалюх Н.Н. Органическое вещество в базальтах Атлантического и Индийс0
кого океанов // Геология морей и океанов: Тез. докл. Х Междунар. шк. мор. геологии. Т. 2. —
М., 1992. — С. 157—158.
12. Геворкьян В.Х., Сокур О.Н. Газогидраты — продукт мантийной дегазации // Геология и полез.
ископаемые Мирового океана. — 2012. — № 1, (27) — С. 52—65.
13. Геворкьян В.Х., Сокур О.Н. О глубинном происхождении метана в газогидратах // Геол. журн. —
№ 4. — 2011. — С. 105—115.
14. Чухров Ф.В., Горшков А.И., Рудницкая Е.С. и др. О вернадите // Изв. АН СССР. Сер. геол. —
1978. — № 6. — С. 5—20.
15. Горюнова С. В., Рожанова Г. Н., Орлеанский В. А. Синезеленыс водоросли. — М.: Наука,
1969. — 229 с.
16. Заварзин Г.А. Бактерии и состав атмосферы. — М.: Наука, 1984. — 193 с.
17. Заварзин Г.А. Литотрофные микроорганизмы. — М.: Наука, 1972. — 324 с.
18. Закруткин В.Е. О роли живого вещества в формировании древнейших карбонатных пород //
Проблемы осадочной геологии докембрия. — М.: Наука, 1981. — С. 137—143.
19. Казанский Ю.П. Седиментология. — Новосибирск: Наука, 1976. — 272 с.
20. Малашенко Ю.Р., Лялько В.И., Чугунный Ю.Г. и др. Геологическая деятельность углеводоро0
докисляющих микроорганизмов // Докл. АН УССР. Сер. Б. — 1978. — № 4. — С. 305—309.
21. Неручев С. Г. Опыт количественной оценки параметров древних атмосфер Земли // Изв. АН
СССР. Сер. геол. — 1977. — № 10. — С. 9—22.
22. Полдерваарт А. Химия земной коры // Земная кора. — М.: Изд0во иностр. лит., 1957. —
С. 130—157.
125ISSN 1999�7566. Геология и полезные ископаемые Мирового океана. 2013. № 4
Геологическое значение закона В.И. Вернадского
23. Плотникова Л.Ф. Вендские фораминиферы Подолии // Геол. журн. — 1991. — № 3. — С. 35—42.
24. Руби В.В. Эволюция гидросферы и атмосферы // Земная кора. — М.: Изд0во иностр. лит.,
1957. — С. 650—671.
25. Рудник В.А., Собботович Э.В. Ранняя история Земли. — М.: Недра, 1984. — 350 с.
26. Семененко Н.П. Кислородно0водородная модель Земли. — Киев: Наук. думка, 1990. — 248 с.
27. Сидоренко А.В., Розен О.М., Теняков В.Л. и др. Метаморфизм осадочных толщ и «углекислое
дыхание» земной коры // Сов. геология. — 1973. № 5. — С. 3—11.
28. Страхов Н.М. Развитие литогенетических идей в России и СССР. — М.: Наука, 1971. — 624 с.
29. Страхов Н.М. Типы литогенеза и их эволюция в истории Земли. М.: Госгеолтехиздат,
1963. — 536 с.
30. Тесленко Ю.В. Некоторые аспекты эволюции наземных растений // Геология и геофизика.
1967. — № 1. — С. 58—64.
31. Чухров В.Ф., Ермилова Л.П., Горшков А.И. и др. Гипергенные окислы железа в геологических
процессах. — М.: Наука, 1975. — 206 с.
32. Чухров В.Ф., Горшков А.И., Рудницкая Е.С. и др. О вернадите // Изв. АН СССР. Сер. геол. —
1978. — № 6. — С. 5—20.
33. Elder J. The bowels of the Earth. — London: Oxford University Press., 1976. — 222 p.
34. Plotnikova L.F. Reanimated precambrian (?) microfossils // Геол. журн. — 2001. — № 1. —
С. 78—79.
35. Wyllie P.G. The dynamic Earth. — N.Y., 1971. — 416 p.
Статья поступила 13.08. 2013
В.Х. Геворк’ян
ГЕОЛОГІЧНЕ ЗНАЧЕННЯ ЗАКОНУ В.І. ВЕРНАДСЬКОГО
ПРО ПОСТІЙНІСТЬ БІОМАСИ У БІОСФЕРІ ЗЕМЛІ
Біомаса Землі формується живою речовиною, яка використовує в трофічних ланцюгах ор0
ганізмів біологічно активні компоненти середовища, головним чином СО2. Кількісні пара0
метри біосфери прямо залежать від кількості біогенів. Отже між цими параметрами існує без0
посередній зв'язок, який можна представити як відношення маси біогенів до продукованої
біомаси. У продукуванні біомаси реалізується приблизно на порядок більше біогенів, і це
відношення є сталою величиною. Таким чином, закон В.І. Вернадського «Про незмінність ма0
си протоплазматичних утворень в біосфері протягом геологічних періодів» потребує певного
корегування у назві й може бути сформульований як «Закон постійності відношення біомаси
до маси біологічно активних елементів та сполук».
Ключові слова: біомаса, біологічні компоненти, співвідношення біомаси до біогенів.
V.Kh. Gevorkian
GEOLOGICAL IMPORTANCE OF V.I. VERNADSKY’S LAW ABOUT
THE CONSTANT BIOMASS CONTENT IN THE BIOSPHERE OF THE EARTH
The biomass of the Earth is formed by living matter that uses in the trophic chains of organisms the bio0
logically active components of the environment, mainly СО2. The quantitive parameters of the biomass
are directly depending upon the relation between the mass of biogens ant the producing biomass.
During the production of biomass, about an order more quantity of biogens is used, and it is a constant
relation. Therefore, the V.I. Vernadsky's law about «The persistence of the mass of protoplasm forma0
tions in the biosphere during the geological epochs» needs some correction in its name, and it is possi0
ble to formulate it as «The law of the constant relation between the biomass and mass of biologically
active elements and combinations».
Key words: biomass, biological components, relations between the biomass and biogens.
|