елементів — це мігранти, які здійснюють кругообіг у географічній оболонці, а частина інертних елементів дуже мала.

Організми складаються з таких основних елементів: кисню -- 70%, вуглецю — 18, водню — 10,5, кальцію — 0,5% та ін.

Елементи, представлені в живих і мертвих організмах, називають біогенними. Однак немає в біосфері елементів, яких би бракувало в органічній матерії, тому практично можна всі елементи називати біогенними. Здавалось би, навіть такі не біогенні елементи, як вольфрам і кобальт, переходять у своїй міграції через органічну матерію. З погля-ду на кварк в органічній матерії хімічні елементи поділено на три гру-пи: макроелементи (10 '-102) — О, Н, С, N, Ca, S, Р, К, Si, Mg, Fe, Na, Cl, Al; мікроелементи (103-102) - Zn, Br, Mn, Cu, I, As, B, F, Pb, Ті, V, Cr, Ni, Sr, Ag, Co, Ba, Th; ультра елементи (106—1012) - Au, Rb, Hg, Ra, Rn.

Геохімічне середовище разом із організмами, які його заселяють, ут-ворюють у біосфері різні біогеохімічні світи, або біогеохімічні провінції, де даному хімічному складу елементів відповідає певна реакція рослин і тварин. Наприклад, буковим екосистемам і організмам, що їх заселяють, відповідає материнська порода, багата на карбонати.

Геохімічна енергія живих організмів проявляється передусім у ве-ликих швидкостях поширення життя (розмноження), яке полягає в регулюванні розмноження організмів у геометричній прогресії в умовах достатку геохімічної енергії:

де Nt — приріст за одиницю часу t; A — ступінь геометричної прогресії. Припустимо, що в ідеальному середовищі, де всі фактори є оптималь-ними, жива речовина якогось виду могла б зайняти всю поверхню Землі і заселити простір площею 5,10100933 * 108 км2. Якби це відбувалося про-тягом одного року, то щодня приріст захопленої поверхні становив би

Якщо максимальна кількість особин одного виду становить Nтл%, то швидкість поширення життя

Геохімічна дія живих організмів, виражена показником v, становить, на-приклад, для бактерій 33100 см/с (наближається до швидкості звуку в атмосфері). Швидкість передачі геохімічної енергії у великих організмів, які розмножуються дуже повільно, наприклад, слонів, не перевищує 0,1 м/ с; інфузорія за місяць може дати потомство, що виражається цифрою з 44 нулями. Ця маса у мільйони разів перевищувала б масу Сонця.

В.І.Вернадський наводить приклад різної швидкості розмноження бактерії холери і слона. Якщо для покриття суцільною плівкою поверхні планети бактерією холери потрібно ЗО год, то для слона — 3000-3500

років. Геохімічна дія як однієї, так і іншої морфологічної форми одна-кова, але час для крупних організмів необхідний незрівнянно довший. Величину геохімічної продуктивності можна визначити, вирахував-ши кінетичну енергію організмів:

де Р — маса живих організмів; К — показник щільності живих організмів на даній території.

Геохімічна кінетична енергія живих, організмів найкращим чином віддзеркалює роботу організмів у біотопі. їхня конкретна хімічна продук-тивність є показником геохімічної функції живої речовини. Спеціальний вплив живої матерії на хімічні властивості земної кори і міграцію хіміч-них елементів у межах біосфери В.І.Вернадський називав геохімічною функцією живих організмів.

Зупинимося на надзвичайно важливій функції живої речовини -концентраційній. Концентрована речовина використовується для побудови м'якого тіла і скелета, а також для відведення її в екскременти. Існує два шляхи концентрації речовини: а) у вигляді іонів зі справжніх розчинів (характерно для більшості морських безхребетних); б) засобами седиментації речовини із колоїдних розчинів фільтруючими організмами.

Сьогодні відомі численні факти концентрації живими організмами елементів зі сильно розбавлених розчинів, зокрема, вуглекислих солей кальцію, магнію і стронцію, кремнезему, фосфату, йоду, фтору, та інших компонентів. Фізіологічні особливості рослин, зокрема водоростей, дають їм змогу концентрувати лише ті елементи, вміст яких у середовищі не менше 10 мг/л. Тому тваринним організмам, яким не доводиться кон-центрувати елементи зі середовища легше, оскільки вони одержують їх у готовому вигляді від автотрофів.

За ступенем концентрації хімічних елементів В.І.Вернадський розподілив організми на такі групи: 1) "організми якогось елемента" (кальцієвого — бактерії, водорості, найпростіші, молюски, корали тощо);

Т а б л и ц я 1.1.

Зіставлення даних за розвіданим запасом деяких хімічних елементів і їх щорічним

накопиченням живою речовиною

Елемент |

Концентрація щорічно в процесі фотосинтезу, т | Світові записи сировини, т

Вуглець | 1011 | 1012

Фосфор | 109 | 1010

Хром | 105 | 108

Марганець | 107 | 108

Залізо | 108 | 1011

Кобальт | 105 | 106

Нікель | 106 | 107

Мідь | 107 | 108

Цинк | 107 | 107

Молібден | 105 | 106

"кремнієвого" — діатомові водорості, радіолярії, кременеві губки; "заліз-ні" - залізобактерії; 2) "багаті на якийсь елемент" (вміст даного елемента 1-10%); 3) "звичайні організми"; 4) "бідні на дані елементи". Сьогодні екологічна наука користується узагальненими даними про щорічну концентрацію окремих елементів у процесі фотосинтезу, що дає можливість порівнювати їх зі світовими сировинними запасами (табл.1.1.).

Як бачимо, щорічне "виробництво" окремих елементів живими організмами є близьким до їх світових запасів, які накопичувалися в земній корі мільйони років.

Деструктивна функція живої речовини проявляється у деструкції неживої речовини і включення її у біологічний кругообіг. Як відомо, жива речовина не може використовувати потрібні їй елементи у будь-якому вигляді: органічна складова необхідної речовини має бути розщеплена до простих неорганічних сполук: вуглекислого газу, води, сірководню, метану, аміаку і т.п. Розкладом відмерлої органіки займається ціла армія сапрофітів. Звернімо увагу на ще один елемент цієї проблеми - - роз-щеплення неживої речовини живою. Наприклад, піонери життя на ске-лях - - ціанобактерії, бактерії, гриби і лишайники ведуть із гірськими породами "справжню хімічну війну,