Русские и нерусские учёные: мифы и реальность
Шрифт:
Геохимия - это наука о химическом составе и законах распространения, распределения и миграции химических элементов на Земле.
Вернадский показал, что распространённость химических элементов и их изотопов в природе является функцией устойчивости атомных ядер. Кривая распространённости химических элементов, выведенная на основе теоретических соображений, близка к эмпирически найденной кривой распространенности химических элементов во Вселенной.
Возраст Земли, определённый радиоактивными методами, составляет около пяти миллиардов лет. Земля состоит из концентрических оболочек -
Распределение химических элементов по геосферам Земли, а также по разным породам и минералам земной коры определяется строением внешних электронных оболочек ионов и атомов химических элементов.
Геосферы — это области сложных физико-химических равновесий, которые стремятся к устойчивому термодинамическому состоянию. Поэтому все геохимические процессы, идущие в геосферах, рассматриваются в геохимии на основе термодинамики, правила фаз, закона действующих масс, а также элементов кристаллохимии.
Геохимические процессы охватывают все оболочки. Наиболее грандиозным геохимическим процессом, приводящим к интенсивной миграции химических элементов и распределению их по температурным фазам, является фракционная кристаллизация, то есть разделение веществ в процессе их постепенного остывания и затвердения.
Источником геохимических процессов, которые приводят к миграции химических элементов и их распределению по оболочкам, породам и минералам, является гравитационная энергия, энергия Солнца, энергия химических реакций и тепло Земного шара, образовавшееся главным образом за счёт радиоактивного распада химических элементов.
На основе законов распределения химических элементов в Земле разрабатываются геохимические прогнозы и методы поисков и разведки полезных ископаемых.
Вернадский пришёл к выводу, что жизнь может существовать только в виде гигантской системы - биосферы («области живого»). Основы своего учения Вернадский изложил в книге «Биосфера», вышедшей в 1926 году. Изменяются виды, изменяется биосфера, их развитие связано между собой, и в обоих случаях действуют определённые законы. Вернадский показал, что некоторые качества биосферы очень устойчивы, строго закономерно изменяются общий вес, химический состав и другие свойства живых существ.
Эта маленькая книжка, написанная с поэтической и торжественной простотой, многим из читавших её казалась бездонной, словно целый мир с континентами и океанами был заключён в ней.
«Если бы когда-нибудь пришлось выбирать из всей необозримой научной литературы всего несколько десятков книг, отмечающих поворотные моменты в развитии человеческого знания, то в число таких книг-вех попала бы и маленькая книжечка с заголовком «Биосфера»» (В.Сафонов «Первооткрыватели», М., «Молодая гвардия», 1952).
Вернадским была сформулирована биогеохимическая концепция биосферы (которая далее излагается на основе книги «Современные концепции естествознания» (А.Н.Бабушкин, СПб., 2000)).
В
«Кроме растений и животных, В.И.Вернадский включает сюда и человечество, влияние которого на геохимические процессы отличается от воздействия остальных живых существ, во-первых, своей интенсивностью, увеличивающейся с ходом геологического времени; во-вторых, тем воздействием, какое деятельность людей оказывает на остальное живое вещество» (Г.И.Рузавин «Концепции современного естествознания», М., 2001).
Вернадским были сформулированы три основных биохимических принципа эволюции биосферы как целостного образования:
— Первый принцип вытекает из факта устойчивости геологических процессов в ходе исторического времени и состоит в том, что биогенная миграция химических элементов в биосфере всегда стремится к максимальному значению.
Живое способно со временем проникать в ранее недоступные области и увеличивать перерабатывающую активность. Освоение новых областей происходит за счёт увеличения разнообразия форм живых организмов. Другим проявлением этого принципа можно считать постоянство среднего химического состава живого вещества с момента его формирования по настоящее время. Поэтому этот принцип можно назвать правилом постоянства химической основы эволюционных процессов органического мира.
— Второй принцип связывает воедино эволюцию в целом биосферы и отдельных видов. Он состоит в том, что эволюция видов, приводящая в ходе геологического развития к созданию форм жизни, устойчивых в биосфере, идёт в направлении, увеличивающем биогенную миграцию составляющих биосферы. Этот принцип задаёт правило направленности эволюционных изменений органического мира. Появление человека есть закономерный процесс, так как выделение его из животного мира связано с резким ростом процесса переработки окружающей среды.
— Третий биохимический принцип основывается на геометрической прогрессии размножения живых организмов. В соответствии с ним в течение всего геологического времени заселение планеты должно быть максимально возможным для всего живого вещества.
Учитывая исключительно высокие темпы размножения живых организмов, этот принцип можно трактовать как правило полной заселённости Земли в любое геологическое время.
По мнению Вернадского, для данного геологического периода количество живого вещества биосферы постоянно.
Живое вещество производит на Земле непрерывную, не прекращающуюся ни на мгновение работу по переработке своего окружения, по его изменению.
Человек, являясь частью живого вещества, также участвует в реализации геохимической функции живого вещества.
Вернадским была предложена гипотеза о стремлении человечества к автотрофному (самостоятельному) питанию, то есть к питанию, которое не зависит от других живых существ, а будет создаваться непосредственно самим человеком. Это означало бы, что «первый раз в геологической истории на земной коре появилось бы автотрофное животное — автотрофное позвоночное».