Бесплатный автореферат и диссертация по геологии на тему

Биогеохимическая модель поведения углерода в биосфере

ВАК РФ 04.00.03, Биогеохимия

Автореферат диссертации по теме "Биогеохимическая модель поведения углерода в биосфере"

Р'Г Б ОД

2 3 ОПТ 13,95

МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ кн.И.В.ЛОМОНОСОВА ФАКУЛЬТЕТ ПОЧВОВЕДЕНИЯ

На правах рукописи

Бессонов Олег Аркадьевич.

ЕИОГЕОШИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ ПОВЕДЕНИЯ УГЛЕРОДА В БИОСФЕРЕ

Специальность 04.00.03 - Сйогеохимия

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени доктора геолого-минералогических наук

Ростов-ка-Доку 1995

Работа выподаена на кафедре геоэкологии и прикладной геохимии геолого-географического факультета Ростовского государственного университета

Официальные оппонента: доктор геолого-минерапогических наук Сидоренко С. А. .• ГИН АН РФ доктор геолого-минералогических наук, профессор, действительный член РАЕН Романкевич Е.А. институт океанологии им. П.П.Ширшова АН РФ доктор геолого-минералогичёеких наук, профессор, действительный чен РАЕН Ярошевский А. А.. МГУ

Ведущая организация: институт Геохимии биосферы (г.Новороссийск)

Защита состоится " /Л" шяШ 1995 года в 15 час 30 мин на. заседании- специализированного^ совета Д.053.05.57 в МГУ им: М.В.Ломоносова в аудитории М-2 (119899 Москва, Воробьевы горы. , факультет почвоведения) • • •

с диссертацией можно ознакомиться в библиотеке факультета почвоведения МГУ.

Автореферат разослан " $ "ь^ш&Эь'я 1995 года

Ученый секретарь специализированного совета

Г.И.Агапкина

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА. РАБОТЫ

Актуальность проблемы. За последние 3040 лет в научных представлениях о роли углерода в биосфере произошли заметные изменения. Уже нельзя не считаться о четырьмя эмпирически установленными фактами, принятыми па вооружение подавляюща большинством исследователей: диоксид углерода, поступзэдиа уз иедр Земли, есть пжда, обеспечивающая функционирование бъосФэ-ры (Еернадскиа, 1965; Ронов, 1930); усиление темпов поставок С0г в атмосферу коррелируется с. аетивизацтая текгоно-магматическса деятельности Земли, с ускорением темпов седимэнтаним С<ар6 и с (Ронов, 1930) и с ощутимыми перестройками органического ммрз (Соколов, 1976; Соколов, Федршсга, 1938; Соколов, Бзрсков, 1938); циклические изменения рэжкма.СОг в биосфере вызывают климатические изменения с далеко идуавеш последствиями <Будыко, 1934); подавляющая масса углерода сосрэдоточена в земноа кора, несмотря на значительную летучесть элемента {Хсшенд, 1989).

Выявленные закономерности объединены Обаэй идеей взаимосвязи и взаимосбуслозленноста жизненных проявлений к энергетического состояния планеты, реализуемого через мзссоперзнос зонного вещества. Они стал! клэтевьпш при разработке проблем развита парникового эффекта, эволвцки климата, органического шра, хикизмз атмосферы и гидросферы, оценки перспективности стрзтагрэфичос):;5х комплексов на углзродсодэркгщзо сырье, Однако качественный ана.таз ВЕЗимосвязеа кэаду природными явлениями у»» не удовлетворяет потребностей современной науки. Требуются новью концептуальные подхода, основанные на количественны! сведениях о поведении углерода и земном ыассспэрзиосе. В связи с зткм актуально?} становится формализация геохимических процессов, обоснованность и возможность ■прогнозирования исследуемых явления. В решащэа мере таким требованиям отвечает баланрозо-геохимическая модель поведения углерода в биосфере, позволяющая рассматривать историю отдельного элемента черзз призму геологической истории всего , осадочного тточъ-). Принципы построения модели и выводы, Еытакащке из ее анализа, составляет суть предлагаемся работы.

Основная цель работы - псстроениа и расчет модели, адекватно отрзжзщеа поведение суммарного, нореци-

клического и возрожденного Сорв и Скср6 -в современной биосфере м в ретроспективе. Реализация цели предполагает решение следующих задач:

- разработать модель современного поверхностного массодаре-носа и оценить вклад наиболее широко распространенных пород континентов з-эрозионный сток; выявить глобальные закономерности

эрозии;

- рассчитать скорость седакектации в составляющих озерно-рзчяог системы и величину годового кассового приращения современной педосферы;

- охарактеризовать темпы прирацения стратифицированной части континентальной земной коры на различных этапах эволюции биосферы , установись долю участия-рациклическоя и варециклнческой фракций в седкментогенезэ;

- количественно оценить миграционные и седаментадконныз потоки суммарного, нерециклического, возрожденного Сорг и С<срб в главных геохимических резервуарах современной биосферы - фото- и пэдосферэ, озерно-речноа скстекэ, океане и атмосфере;

- рассчитать баланс диоксида углерода в доиндустриальноа и современной биосфера;

- отасатъ паков, по которому эволюционировали темпы седиментации суммарного. рзциклического и нерециклического Сорг и %ар& во врек-эки, оцоноть -роль карбонатного и органического вещества в связывании, атмосферного диоксида углерода.

Научная новизна работы состоит в том, что впервые удалось создать непротиворечивую модель поведения суммарною, рэциклического, Еерециклического и возровденного Сд:срб и • в которой заложены энпиричесхиэ сведения,

выверенные опытом работы многих поколения исследователей. Выводы, вытекающие из анализа модели, позволили сформулгооватъ основные положения, объединяемы© в целостную концепция истории углерода.

Защищаемые поло.ж 8 н-и я

1.На всех этапах развития биосфеты от глубокого архея до настоящего времени имело место многообразие источников ваступлания СОг и неуклонный рост в газовых потоках доли рециклическоа фракции джжсида углерода.

2.В своей эволюции биосфера стремится к состоянию, харакга-

ризуюкемуся использованием углерода по квззизамкнутому циклу; современный фотосинтез поддоркиззется в основном С02, поставляемым отмирающими частями биосферы.

3.Темп седиментации суммарного углерода, включая С б и Сорг, неадекватен интенсивности стока этого ю элемента из атмосферы в стратисферу; скорость стока атмосферного С02 в осадочные комплексы зашифровывается в _шмчиязх црирзщэния масс нерецисли-ческого Скарб и суммарного Сорг.

4.Приоритет в связывании, атмосферного С0г з домезозойсхик биосферах принадлежал карбонатам, начиная с мезозоя до настоящего времени - органическому веществу.

5. Темпы седиментации верэцюиаетеского С б и суммарного %ре в ДОкемб^зиаских биосферах подчинялись тем же закономерностям, что и в фанерозойских; они регламентировались тэктоно-магматическоя активностью, содержанием С02 в палеоатаосфэрах, климатическими условиями и состоянием биологических организаций.

Практическая значимость работы определяется возможностью использования предложенной модели для ретроспективной и футуристической имитации токтояо-магматическоя активности Земли, поверхностного массопереноса, природных поста--вок С02 а атмосферу, темпов седиментации карбонатного и органического вещества. Количественные характеристики, полученные при расчете модели, могут.служить основой при разработках концепций осадочного рудогвнеза; эволюции даокскдоуглеродаого режима атмо-сфэры и прогнозных оценках при поисках углвродсодэржзздзго сырья,

А п р о б а ц ия работы. Материалы диссертации прошли апробацию на' I Всесоюзном'. совещании по палеобиогеохимии и пзлзозкология {Баку, 1569), совещании по минералогии и петрографии Нижнего Дона и Северного Кавказа (Ростов-на-Дону, 1970), совещании "Исследования по минералогии и петрографии на территории Северного Кавказа и Донбасса" (Ростов-па-Дону, 1971>, Международном геохимическом конгрессе (Москва, 19Т1), Всесоюзном совещании "Геохимия ландшафтов при поисках месторождений полезных ископаемых и охране окружаагея среды" (Новороссийск, 1982), III Всесоюзной конференции ."Проблемы экологии Прибаакалъя" (Иркутск, 1983), II Уральском научно-координационном совещании по охране подземных вод .Урала и сопредельных территория (Свердловск, 1586),

28 Всесоюзное* гидрохимическом совещании."йзучекиз процессов формирования природных вод в условиях антропогенного воздействия" (Ростов-на-Дону, 1987), б научно-практическом семинара "Механизм адаптации животных и растений к экстремальным факторам среда" (Ростоа-на-Дону, 19S0), семинара научно-общественных чтений по проблемам экологии и охраны природы Азовского моря (Мариуполь, 1991), Всесоюзном семинаре "Геохимия ландшафтов и состояние охраны окружающей среда" (Киев, 1991),.II Всесоюзном совещании "Геохимия техногенеза" (Минск, 1991).

Фактический материал. В работе использовались две группы данных - собственные и литературные. Собствен-нью исследования затрагивают наименее изученные и спорные вопросы биогеохимии: процессы мзссопорэн^са и массообмеиа в речных и во-дохранилмшых скотомах, масштабы реутилизации карбонатного а органического вещества гияробионтами а хода очередных геохимических рециклов, геохимическая роль газовых метаболитов в функционировании водных экосистем, влияние антропогенных воздействия Еа их. устойчивость и дестабилизацию, роль современного звтрофирования водоемов в нарушении природных рециклов углерода.

Полигонами исследования выбраны Цимлянское водохранилища. Нижний Дон, Азовское морз, малые рзки (Темерник, Курмояровскии и Есауловскиа Аксая, Мьшкова, Ерик, Циялэ) и малые искусственны® водоемы Ростовской области, Ставропольского и Краснодарского краев.

Сезонные (апрель, июль, октябрь) биогеохимичэскме наблюдения 1з Ш^игянском водохранилище велись с 1925 по 1S90 гг. Изучались абиотическая и биотическая составляющие зкскотемы - драные отдо-кения, илсвыо растворы, водная таща, атмосфера, порода и почвы береговых уступов и водосбора, фито-, зоо-, бактериопланктон, какрозсобактос. Донные отломкия отбирзлись на анализы на 375 станциях, равномерно распределенных по акватории водохранилища. Гидробиологические и гяпрохимичесхкз показатели сншэлжзь ка 40 станциях, из которых S - суточных.

Литогеохимичвская съемка береговых отлояйний и водосбора во-хохрэт-шсцз выполнялась в .масштабе t : EGQGOQ.. Участки- изучения тейпов ;;зрэработка берегов соответствовали сети иайвдэюа гидро-»-'.етобсгрватории. Снеговые и раэодховыо вода исследовались .нэ 120,

точках водосбора. Шраызльно проводалась биогзохкмпФзская съемка -рек, зпадакЕщх э Цимлянское водохранилище.

Образцы доппых отложения, взвеси, пород и почв были подвергнуты гранулойзтрачаскому» минералогическому, карбонатному, сили-катвому, стктрэлько?{у, атомно-адсорбцшшсму, нэптронпо-йктивациоЕнону, гзкмзстактрометрическому к химкяэскому анализам. 0 результате был получен ма-.эризл, касзсгсися распределения в ?бкотическоа среде кэталязз, С g, С , природных к иснусстазк-цых радаояуЕслидов (134Сз, 1Э7сз, ¿3sU',''S3eU, 2эгТп, Л0К и др.), минерального азота (1Ю~, КО", Ш*) и фосфора <Р0~3>, хлорорггни-чэркжс пестицидов, ке^гахфо дуэтов. Идовыз растворы, снеговые, пз-зодкоеыз вода it обрззвд водной тслжи водохранилища (поверхность, сорэдша, дно) анализировались на тяжелые мотэллы, йгопганкэ элэ-rsHTU, хлорортгничоскиэ пестициду, нефтепродукта.. Газовые потоки ОгТ СОг, СО, ííHg, СНД, С£Н6 и др. регистрировались на суточных станциях в дневное и ночное время отдельно. Исследовалась кинетика' газовых метаболитов в системе "донные отделения - водная тодгда - аткосфзрз".' Всего было выполнено около 6000 анализов на кэтал-лы, 30Ö0 - на биогенные элемента, около 200 анализов на радионуклиды, 250 - на хлороргакическиа пестициды, 157 - на нефтепродукты. Проведено 840 грзлулскэтричзскжс, 358 карбонатных и 540 vxzq-ралогачосккх определенна. Количество выполненных силикатных анализов 48.

* ; Биотическая составляющая изучалась с целью получения коли-рзтвенноа ивфорггацяи о видовом составе гадрсбионтов, их численности, биомассе и продукционных возможностях (Фито- • ii бактерко-гоэнктон). Биота анализировалась на С, N, Н, S и металлы <100 злеувнггоопраделзЕШ),

Результаты исследований водохранилища позволим сформулировать основные положения, касащиэся особенностей массошреноса осадочного вощества, ^зрэработки берегов в условиях нестабильного ¿•ровня вода, комплексного влияния антропогенного воздействия на способность гкцробионтоз окислять органическое вещество, рож органического загрязнения водоемов в нарушении природного азотао-углеродзого хзила в экосистемах, участия гидробионтов з реутлгд-sawot карбонатного и органического материала.

Сезонные • шмздования Нижнего Дона проводитесь в í 930-1935 и

1

t

1992-1993 гг. Как и з Цимлянском водохранилища, распределение цементов променивалось во всех звеньях их миграцинного цикла: атмосферных осадках,паведксвнх; подземных, речных водах, взвешенном веществе реки, аллювии, иловых растворах, биоте, почвах и породах, слагающих берега, Дона и его притокоэ.

Снеговые, паводковые и подземные вода изучались на всем протяжении реки от г.ЗолгодоЕска до г.Азова. Число точек отбора атмосферных и паводковых вод - 40, подземных 70. Речная вода и био-та (ф'гго-, 300-, бзктериоплэнкток, зосбентос) отбирались ка 20 профилях, ориентированных вкрест простирания русла. Число станций, на каждом профкла 3-5. Иг анализы шла интегральная наваекз вода, взятоа с горизонтов 0, 0,5, 1,5 я далее через 2 м до дна роки. Изучение донных отложения, пород и почв, слагающих берега, проводилось ка 144 профилях. Каждый профиль включал 3-5 станция наблюдения. Расстояние между профилями 2-2,5 км. Береговые отложения изучались послойно. Пристальное» внимание уделялось , хозяйственно-бытовым, промышленным, сельскохозяйственным стохам и стокам очистных сооружения. Гидробиологические показатели (видовая состав, численность, биомасса, продукция) регистрировались на ВО станциях.

Специальные исследования были посвящены рученаю аутогенного мииерглоооразозания з раковинном материале живых и отмерших мол-, jincKos ОТО экземпляров). Изучались минеральная и органическая состааяяадие скелетов по методике,, разработанной автором еще s 1969 году (Бессонов. Галэтинг, 1569).

В целом было выполнено 840 спектральных, 1250 химических,; 350 - атомно-адсорбционных, 700 гранулометрических. 78 - минералогических, 15 - силикатных, 19 - рентгенометрических и 5 гамма-, спектрометрических определении.

Биогеохимичэскиа исследования яэ Нижнем Дону явились базовыми при выработке концепции речного массопереноса и рециклингоа

Азовское море рассматривалось кг.< уникалькыа объект изучения;1 роли моллюсковых сообществ в геохимической истории элементов, s частности, Скар6. Цель экспедкфй!, предпринятых в l969-JV71 гг. к в 1980-1985 гг., состояла в раскрытии механизмов реутилизации карбонатного ьекаствз бектосными организмами. Изучалась, популяцион- •

нэя изменчивость Ceras toderraa L., Abra ovata, Kytilus gsilopro-vlncialls, Monotíacna colorats, Unió pictoruia, Anoöonta cooplsnata и др. на 75 станциях.

Весь раковинный материал подвергся корфо«етричэско2 обрзбот-ке. Исследовался его фазовый, структурко-нинерэлогичасхкг и хими-.чесюш состав в' зависимости от физкхо-химич9ских свохстз донных отложений и морского раствора; Выполнено 800 ксрфом&трическит га. мэров раковин, 15 силикатных, 520 спектральных, 30 рентгенометрических, 18 термических и ISO '■ атомяо-эдсорбционных определен®. ; Изучено под оптическим и электронным микроскопами 95 еямфов и 12 реплик. 'Образцы донных отложения и береговых проб (160) пропил гранулометрический, карбонатный;,, спектральный, хикическка <С0„г) гамла-спектрометрический анализы. Вывода, полученные в ходе натурных наблюдения за биогеохикичзскоа деятельность» моллюсков, ' подкреплялись лабораторными исследованиями с ипсльзовэниэм меченых атомов (45Са).

Малые реки с их крайне изменчивым гидрологическим и гидрохимическим режимами, явились наиболее удобными полигонами для 'изучения наддонного и илового раствора и миграции элементов. Химическому, атошга-адссрбционному, бисгеохимичэскому г: гамма-епвктромвтрическому анализам подверглись донны-э отложения, водяая .толща, иловые'растворы и их ггзоззя фаза. В течение 1585-1992 гг. определялись pH, гарманганатная окисляеность, ХПК, БПК5, КО", NOj, 'NHj, ííHj'.'PO^", металлы,- радионуклиды. В качество трассеров, х£.ракг0ркзу»дих. кинетику миграционных процессов в придонном горизонте, использовались коротжшзущиэ радионуклиды (,34Cs, 13?Cs) - продукты Чернобыльская аварии, кон аммония'и ртуть. Обшэе количество выполненных химических определений - 1270, атохно-здеорбционных 24-9, гамма-спектрсматркчестшх - 28, гранулометрических {донные отложения) -519.

/Малые искусственные водоемы бассейнов Дона и Кубани, включая 'пруды-биологической очистки, изучались В 1S85-1991 гт. с шлко выявления роли органического загрязнения в нарушении газового ре. jbwa водных экосистем, баланса Сдрг и азота. Параллельно исследовалось влияние токсикантов на отдельные группы бактериальных сообществ (аммонификзторов, нкгркфикзторов,- давитрифккатсров, маслянокислыг, серных,сульфзтрэдущфуяшх и др.), гркбов и эктй-

ком-.щет.

В 18 бассейнах с различным уровнем захрязнавия органичоскй' веществом и токсикантами (яда, фенолы, пестицида, металлы) замо рались интенсивности потоков газовых ызтаболитов.(С02, СО, СН4-Н2, ИНд, Шг, СгН6, Кг, 02) на границах "донныэ отложения - водная толща" и "водазя толща - атмосфера". Параллельно определялись численность, биомасса отдельных бактериальных груш и продукция бактериальных сообществ. В водноа толщэ регистрировались шракэт-ры рН, ХПК, БШ5, парманганатной окисляэмооти, концентрации' НО", Ш*, Н^, металлов, пестицидов и других токсикантов. Исследования проводились по сезонам в ночноэ и дазвное зрэня. В общей сложности было выполнено 160 микробиолога чз ских^3550 химических и 67 газозых анализов..

Огбор всех без гмклшения проб, ш хранение, предварительная подготовка к анализу и анализы проводились в соответствии со стандартными методиками. Гранудокзтриязокиэ, хшичвсхш <К0~* N0", Ш*, Ш3, РОд~, ХПК, БПК5, германганатная окисляемостъ, Сорв и Скер6>, газово-хромзтогрэфичоскаэ (02, СОг, СО, Кг, СгН6,

СН4, Ь'02, шз>, минералогические определения, а таюш гидробиологические иоследовашш выполнены в лаборатории водных экосистем }Ш Биологии РГУ. Атошш-адсорбционные анализы, анализы ка нефтепродукты и хзороргапическш иэстивдвд осуществлены в Ростовской гидрохимическом ижггагуто, спектрометрические - в ПГО "Шгеоло-гия".' та?айа-сгюктр0мэтрич9скиэ - в лаборатории едзрных месладэва-ш-я гШ фхзжи РГУ, неатроннс -акшБационныз - в авалиг.таэских да-борзторкях п.Удукбзк и г.Тавжента, рэдттеноаатркческт - в лаборатория сепютозлэктрпков физического факультета РГУ, элэкгтронно-шкроскоштеэскаэ - на кафедре шзерзлогая игелрографш геолого-гоографкчэского' факультета РГУ, торкичесхиэ - в институте физической и оргазаадской химии РГУ.

Стеткстк^зскгя обрабо гка 1вдучйтшых результатов ззрозодазасъ в лаборатории водных окосшотея ШИ Бндапш ШГ и в т.статута шха-• ники и прикладной «атёаатнхк РГУ. .

. Результата собственных ужжизваина явилась базовжа пра ил-работа© идеологии построения баяшсово-хвохшйадсяоа кодеди еов@-дакия уг^рола в биосфере. '

Ллггрзтуряя» данные использовались при непосредственном рас-

чете модели. Статистической обработке, сбсйззпию п псрессмысл-зют подвергся значительный объем эмпирических свадакиа в облаата поверхностного масоопэреяоса, неврологии, биология, химки зтнссфэ-ры, повзрхносткых и подземных континентальных вод, геохимии :;здо-ефэры, океана, газовых потоков го недр Земли. Привлечены таэдк» создания 'по ооврзмонзоа геодиягмяхо, вулканизму, паттгаалтк, геолопи даюибрия, пзщисяагш. Вось теобходйяка мптврдал бил почерпнут из 616 источников..

Структура и объем р ? б с т и, Диссертация изложена на 459 страницах мгсизопкотого текста. Она состоит из введения, 9 глав,4выводов и-слизка литературы» вкл-ггагаего 399 отечествзнЕЬсХ ц 217 зарубвхяы;: источников. Работа шюпстраришз 26 рлсзпкааи и 72 тгблщак'.';

1. СОВРЕМЕННЫЕ ПРЕДСТАВЛЕНИЯ О ПОВЕДЕНИИ УГЛЕРОДА 3 EI10C4SPE

Попытки расшифровать роль углзрода в функционировании биосферы привели к осознанна судастБ-энзш: пробелов в гэохимкчссйоа ксторга элшэнтз. Нэ прекращайся даскусся» относителъ"о ^сточнл-коз и форм его поступления в агеесфэру, особвззостай вьгн-са.з из бкогехкмич&ского доела, балансовых соотаопзниа привзсса-вкйоеа, измедаяка козяссга потоков в истории замли и т.д.

Сведения о дажсидоуглвродаьгх аятрошгэнзыг потоках находи« у B.Eolin (1S30), данные о биогенных выбросах С02 из почв - у P.Birring (1SS0), U.Hf"pv,U, W.Esch (1930), G.K.Kholmier et al. <1931). Оценки вклада природного C02 в уг.тэродныа баланс з биосфера неоднократно гргводщись В.А.Усвэнсккя <155б), А.В.Сидоренко и др. (1973), М.И.Будако (1934), А.В.Роковым (1930), Х.лоллен-дом (1989). Получаемые при этом результаты существенно разнятся. Нэ решен Еопрос о соотношениях мощсстей коровых и маяткйкых ди-оксздоуглородщых потоков и их эволюции во времени. Нетронуто?, остается область исследования форм поставок углерода в биосферу. Имеются оризиткровочшэ сведения о тахкогевннх выбросах СО, СИ4 и некоторых других углеводородов. Бздуиим газообразным соединением в природных газовых штоках признается С0г (S.V.Rubey, 1952; А.П.Виноградов, 1957: А.Б.Роноз, 1980: Х.Ходлэнд, 1589), однако некоторые исследователи отдает приоритет метану (Г.И.Бсзтоэ,

Г.Г.Орлова, 1585). '

Долгое время считалось, что теш поставки углерода в биосферу и его сток з стратисферу подчиняются принципу статического состояния динамического равновесия (Вернадские, 1933). Однако в 70-х годах были получены доказательства циклических какедзниг ди-окевдоуглэродаого режима в историке Земли (Ронов, 1472,' 1930. 1931). Обозначилась неразрывная связь между скорость» поступления . С0? из недр Земли и изменением резерва углерода в атмосфере, гид-росферо и стратисфере. Широкий отклик нашла концепция синхронности процессов эмиссии даокевдз углерода и его. связывания в карбонатном и органическом ьещостве (Еудако, Роеоз, 1979), Одновременно возникло скрытое' возражонш против приоритетного участия кар-бояетоа в вывода СОг йг созремеигоа атмосфера в' стратисферу. По ккзкко специалистов (Страхов, 1562; Гаррелс, Наккензи, 1974; Холла нд, 1939), подавляющая часть карбонатного взщэствэ представлена древней рэциклической компонентой, не имеющее отношания к нынешним природным и анропогенным пэтокам С02.

Чем больше накапливается сведен® об которая углэрода, тем' предпочтительнее выглядит концепция многообразия форм его поступления в зтмосС^ру и рзцжлкнгоз, в значительной каре обязанных поверхностному водному ызсссгоренссу.

г. теоретическая .модель водеого МАССОПЕРЕЫОСЛ

2.1. Углеродные поток!' как отражение массопереяоса осадочного вещества

Существует несоответствие мензду степенью летучести углерода и его распределением в подвижных оболочках Земли. 59,3% массы уг-лэродз сосредоточено в настоящее время в земноа керэ (Холленд, 1539). в сложившихся условиях геохигдическэе поведениа элемента поднимется законам, по которым рецихлирует осадочный материал. ' Оснэв:гыми формами существования- углерода в зешоа' коре являются карбоаэтные и органические соедагения. С 6 и С могут быть представлены ювэнкльноа и рзвдкличэсшй (дроввон) фракцией. В свою очередь рецикличэсхая фракция способна мигрировать^ твердой и в гззоообразнса фазах. Следуя общепринятое геохидачоског терминологии, мы оставляем за рециклическоа газообразной формой угле-

рода термин • "возрожденный" или "омоложенный" углерод.

Эмиссия очередной порции углерода в газообразной форме знэ зависимости от того, является ли он ВЕОШШ.КЫМ или омоложенным, знаменует начало нового современного цикла фотосинтеза и кзрбонп-тообразования. Терминологический парадокс со.стсиг в том, что, говоря о современных углародсодзржавих соединениях и швых организмах, мы яэ вправе припксыват о- составным частям этих .'соединений и организмов молодой возраст. То ш самое относится к совремапной атмосфере, океану, пэдс'сферв, фитосферз и биосфере в цзлом.

С целью исключения путаницы в этом вопросе представляется оправданным закрепить за углеродом, ассккилируемкм в хода современного фотосинтеза и современных процзссоэ кзрбонзтизэцю!, назван:. ; "современный", т.е., извлекаемый пз современной атмосферы и гидросферы Этот углерод,'прэдставленнъш ювенилъной к омоложенной фракциями, есть продукт современной дэгззгцки Земли. За углеродом, мигрирующим в форме органического вешетвз и твердых карба-натных фаз, №1 оставляем' терм,ин "древний" углерод. Источником этого углерода служат продукты разрушения древних пород.

Кзсомяеняоз первенство в транспортировке карбонатов и органического веществе на континентах принадлежит рзкам. В конечные водоемы стока ими выносится свыше ЗОЙ денудационного осадочного материала (Лисицын, 1978, 1982). Зная общее количество углерода, аккумулируемого за единицу времени з современных бассейнах седиментации, и долю «древнего углерода, поставляемого в бассейны с эродируемыми осадочными и метаморфическими породами, нетрудно определить теил седиментации современной Фракции элемента. Решение этого вопроса сопряжено с получением количественных характеристик, отражающие скорость эрозии различных геологических образования, включая почвы.

2.2. Теоретические основы расчета скоростей '"'эрозии пород водосбора

Уравнение речного мзссопзрвноса <Стрзхов, 1562) объединяет ограниченное число ингредиентов:

и = 7 + ¡7 + X. (1)

где: И - масса пород, подвергаемых зрезии;

7 - масса транзитного терригенного материала;

(У - масса терригенного материала, аккумулирующегося по пути транспортировки;

I - масса влекомого растворенного вещзства.

В уравнении 1 параметр и можно представить как сумму масс пород (X + У + ... + 2), по,ивергаомых эрозии:

х + у + ... + 2 = V + у/ + х. (2)

Располагая сведениями о содержании какого-либо элемента в составляющих уравнения 2, легко трансформировать ого в балансово-геохишческое уравнение 3:

а £> с й е. /

— X + — У + ... + — 2 = — V + — » + — I, (3) 100 100 100 100 100 100

где а, Ъ, с, й, е, / - содержание элемента в вэс.й в X, У, Ъ, У, \ч и I соответственно.

Если за единицу времени эрозии подвергается п - число пород,. и в каждой из составляющих уравнения известны концентрации п -числа элементов, то нетрудно составить и реаигь систему.из п числа уравнений с п неизвестными (X, У, .... 2). Представив Ъ как сумму масс Г, + 12, можно разлепить выражение 2 на два уравнения:

Г + У + ... + 2' = V + 1%, (4)

Г + У*+...+ «» + 1г, . (5)

здесь: X', У , 2' и X', У", 2* - массы пород водосбора, ТЕзрдаа продусты выветривания которых участвуют в формировании твердого стока рэк и аллюзия соотватственно; 11, 1г , - кедкиэ литогенные составляющий рзчного стока, эквивалентные. кассам дадоа продуктов выщелачивания пород X', У, 2' и X", У*, 2". Выраюниз 4 позволяет рассчитать вклад пород водосбора в транзитный тверда сток реки, а вырааанкэ 5 - в аллюаия.

Достоинство уравнений 4 и 5 состоит в использовании минимума геохимических данных, недостаток кроется в ограниченности их применения в открытых системах. Однако теоретическая' моаэль может быть скорректирована при введении в нее данных, подученных в хода.

исаг-эловгяия реальных речных систем.

3. МАССОПЕРЕНОС В РЕЧНЫХ СИСТЕМАХ

Kas ys® отмечалось, полигоном для построения модели речяого нассоперзаоса выбран Шшниа Доз. Степень достоверности коде,йьной: версии устанавливалась путем сравнительного анализа расчетных данных с шщтесявж изданиями по рэчним системам разлитных

лзндаэфтно-гшшаткческих зон.

3.1. Водосбор Нижнего Дона

Протяженность Нижнего Дона 313 км, площадь водосбора бола о 150-103 K'î2. Здесь функционируют Цкмляксксэ водохранилищ и четы ре плотины. Климат региона - сетазридтап.

Долина рзки ориентирована вкрест простирания Схжфскоп платформы, вала Карпинского, линейных складок Донбасса и прэдхавказ-ской части Скифской плиты. Гидрографическая сзть правобережных притонов расположена в пределах Средне-Русской возвьпшшюстк и Донецкого кряна, лзвобереяпых - на торритсрж Ергвлинскоа -бозеы-шшюта. и' Ианычскоа низменности. Кстсшеиком осадочного каториалэ служат города паявозовского и кезо-лагнозозского возрастов. Домк-Ннрукцэя роль в гпггйкт рыгл прхшадазаот ^зтворпгчкьв! образоз-з::/-ses и разэнвгшжся но ним почвам.

3.2. Псводзеио злзжэнтов з вддкой фазе на водсборе Нижнего Дока

С шлъ» получения максимальной гёнформации о речном нзссопе-рэпосе акцэнт сделан на изучение особенностей миграции элементов. харэхтер:оущигся ' неодинаковым и достаточно сложным поведением в водных экосистомах. К таким элементам относятся Mn, Си, Zn, РЪ и С. Их коотуплз'эпо б .¿¿/ело рект! продрствузт серия геохимических актов: концентрация элемэнтов в атмосферных осадках, изменение химического состава осадков при .соприкосновении с по'шз!ли, рзо-хождэшэ путей миграции элемента в паводковом стоке и иифильтру-ющэйся часта раствора, трансформация химизма инфильтрувдэася водь? при взажодаастшш с почвомэтерияеккми породами. Иэдь я сшгвац ■ накапливается в почвах за счзт их поставок с атмосферными водами.

1

марганец и цинк вымывается из почв-и обогаааэт паводковые вода. Б подпочвенных горизонтах медь и цинк задерживаются на геохимических барьерах, марганец и свинец увеличивают свою подвижность и мигрифуот из почвоматеринских пород в раствор. В делом направления материальных потоков связаны с круговоротом водных масс. Качественные изменения миграции прослеживаются на границах обменных резервуаров, совпадающих в своих контурах с геологическими оболочками. Конкретное поведение элемента зависит от его химической щлфоды и физико-химических условна среда.

3.3. Поведение элементов в водной толще Нижнего Дона

В поставках растворенных элементов в русло Дона участвуют Цимлянское водохранилища, притоки, паводковые и подземные вода. Значительная часть атомов привносится в русло в форме аллохтоняо-го планктона и органического вещества. Огакранга аллоггояноа бйоты и деструкция органического материала приводят к высвобождению металлов и к возникновению дополнительных потоков элементов в жидкой фазе (вторичное загрязнение).

Поступивши в Дон элементы вовлекаются в процессы массообме-на между водной тожеа, минеральной взвесь», живьш веществом, ор-. ганическим детритом, иловыми раствораш, аллювием и атмосферой. В отличие от водосборов, перечисленные обаевные резервуары диспергированы в пространстве. Сорбция эдэнентов на минеральная взвеси описывается уравнениями:

(6) (7)

Ч С0и = 0,977 <8>

Ч С2п - 1,734 (9)

и цинк практически не включаются в процессы сорбции, марганец и сгкюц формируют обменные компяэксы ва границах мине-

18 = 0,457 е"60 С„ = 1,520 е^30

С - къщетрацкп элемента в Фильтрованной части раствора

ральных фаз с раствором.

Пэрзде чем покинуть водную толщу Дона, подавляющая масса элементов проходит биогенный цикл миграции. Ежегодно через клетки первичных продуцентов решдшшуют 473 т Мп, 270 т Си, 143 т Zn и 96 т РЬ. Однако роль биоты в выводе металлов из биогоохимического цикла ограничена. На Дону деструкции подвергается 79? органической массы.фетопланктокз, 61,1% адлохтокного гумусового материа-. лэ. Количество продуцируемого органического вещества уступает количеству даструктурируемого. Возникает углеродный дисбаланс, со-провоздающиася-биогенными выбросами С02 в атмосферу. Fanée ассимилированные планктоном металлы мигрирует в водную толщу и в ило-Еке растЕоры. В аллювии захороняэтся только 17,7% поставляемого в реку Мп, 0,235 Си, 5,42 РЬ. Остальная масса металлов выносится з Таганрогский залив в составе живого, минерального и органо-' минерального вещества. Ощутимое количество элементов удаляется из . экосистемы с подвижными иловыми и надцонными растворами.

: 3.4. Поведение элементов в жидкой фаза на водосборзх ■различных лзндаафгшо-гшматических зон

Как и на Дону, водосборы всех без исключения климатических поясов от влажного тропического до Сериального характеризуются 'единообразным кошлэкссй обменных геохимических резервуаров - атмосфера, почвы, подпочвенные горизонты, коренные порода. Направления материальных потоков предопределяются круговоротом воднше масс, а КЗЧ8СТБ9Ш1Ы0 изменения приурочены к границам обменных резервуаров. Меняется лишь характер взаимодействия потоков. Ионы . HCOg, Cl", Ca2+, Mg2*, Ка+ + К+ увеличивают свою подвия-Еость в систем "зтассфэрдаз осадки - почвенные растворы - растворы рыхлых отложёта". В водоносных горизонтах коренных пород концентрации указанных кояов уменьшаются. Максимальные содержания ЕН~ регистрируются в почвенных растворах, в остальных резервуарах они сштеэтся прдаарно вдзое.

. G точки зрения балансово-геохшических построений важнейшим представляется поведение мзлоподвишых кигра^гоч - Si, И, Al и ' Ге. Их максимальная миграционная активность ¿/заявляется в ходе тдогэнвтических процессов. Это предопределяет примерное равенство концентрация указанных элементов в паводковых и речных во-

дах,

3.5, Поведение эдзмевтоз а руслах рек различных ландаафггно-климатичоских зон

Вся геохимия элементов в речных системах складывается из совокупности эквивалентных и неэквивалентных обменных реакций на границах диспергированных в пространстве резервуаров. Доля сорбированных на мянера-тьных взвесях Те, Нп. АХ, Си, Zn и N1, Со, Сг, Из, И, РЬ может варьировать от 0,01 до 63,6:5 от общего содержания элементов в твердой фазе речного стока. С оргашнеским веществом связывается до 19% металлов (Gibbs. 1973; Демина и др., 19ÎS; Чудаевз и др., 1982; Гордеев, 1983). Бесспорный приоритет в ускорении тешов нитрации атомов принадлежит первичным продуцэп- < тгм. Ежегодно в озорно-речной система мира генерируется 17,1-109 т органического веиэства в пересчете на СО,,. Темпы продуцирования биомассы уравновешиваются дэструкююнзыкк процессами. Высвобождаемые при минерализации органического' вщэстза . ассимшкрованныэ. элементы обогащают ка двойные и иловые раствори. Многократная рз-утшмзация элементов гидробиоктами приводит к многочисленным гео- . улжкоск:ы рецикжшгам атомов. Участие взвошэевого в воде минерального вещества в обменных ¡процессах заметно сказывается на дифференциации атомов между водным раствором, живыми организмами, растворенными взвешенными органическими соединения.® (Martin, Meybeek, 1579). • • ;

Как и на водосборе, наиболее простым геохимически» по&едзгш-ок характеризуется Si, 11, Al и Fe. Вне зависимости от физико- ' географически условий они отличаются каименьшизш стандартными отклонениями содержанка в речных взвесях от среднего (Martin, • M&ybeck, 1579). Эта их особенность позволяет использовать указанные элементы в дальнейших бзлаясово-геохкмическш: построениях.

Анализ данных показывает, что все водосборы и речные системы. включая Дон, объединяет одинаковый набор обменных геохимических резервуаров. Они связаны друг с другом материальны!«! потоками. Взаимодействие потоков рондаот омерзаезтине свойства^ отражающиеся sa миграция атомов. Чтобы количественно' рассчитать модель и решить балэнсово-геохимические уравнения массопврэноса, необходимо знать особенности поведения элементов, используемых в рас-

•четах.

4. 3:,ШИРКЧЕСКМ МОДЕЛЬ РЕЧНОГО МАССОПЕРЕКОСА : 4.1. Эмпирические уравнзния баланса элементов

В ПОДЗЭНЕЫХ И рОЧЯЫХ ВОДЭХ

Связь геохимических штоков с обдам круговоротом вода обусловливает товдэотБбшюсть . водобалансових и балаксово-¡геохжических-уравнения. Как известно, 70:3 стоковой водь; сух-, скатывается по поверхности Ззкли в русла рок» 302 усваивается , проницаемыми городеки и кнфаалруется в подземные горизонты .{Львович, 1565). Пройдя шдаемЕШ щкя миграции, вода поступает в рзки. При 15Ефильтрацки.воднш раствор увлекает зз собоа элементы (0), захваченные та в океана (Т), атмосфере (А), литосфере (Ъ), а тага» в годэ взаимодействия с антропогенными соединения?®: {Ап) и биопшноз компонентой (В):

д 03(Г + <1 + Е + В + Ап) ± а, (10)

Где а - параметр взаимодействия в подпочвенных горизонтах.

Масса элемента, регистрируемая на входе К' и выходе кз озор-во-рэчной системы Я*/отличается в общем случае на величину га, характеризующую интегральное .взаимодействие геохимических потоков в руслэ:

Я* « 7 + Ъ + Т + ~А + Ш + В ± а ± ш. (11)

• : Учитывая 1сра2Бе низкие концентрации растворенных трудных глигрантов в талзссогенноа, атиофиньнаа и антропогенной, составля-: гацих.-коото рассчхггать их вынос, в конечный водоем стока в кадкой фазе Я^: . ■ '

й0 = Ъ ± а ± (12)

.где ] - парзмзтр взаимодействия в русле реки.

Вынос, трудных мигрантов в русло рэки с подземным стоком описывается уравнением:

О = ОЯБ * а. (13)

• Так как средине концентрации Б!, Т1, А1 и Ге в речных вод:-х

ол'лгки к паьодкоЕШ. легко определить. параиэтри I1, I2, a, J я

г. с пользовать в дальнейших вычислениях теоретическое уравнение 4.

Ограниченность числа штрогвнных трудных мигрантов, чье геохимическое поведение представляется достаточно простым, позволило йщяязжтъ вначале скорость эрозии только 4 групп геологических образований: почв, латерэтов, осадочных и ютаморфичосюас + магматических пород. Расчет скоростей эрозии "пород, входящих в каждую из групп, производился с привлечением других злзмзятов. В совокупности были определены скорости эрозии 25 ввкбодаэ шроко распространенных пород континентов, решено 25 уравнаний с 25 неизвестными. ■ . .

4.2. Айсолэткыэ и относстольныэ скорости эрозия

Цифры. приводима в таблица 1, характеризуют нассопереноо транзитной компоненты внешнего речного стока, гюетупааезго в океан. они но учитывает материальные потери наносов в хода их миграции в руслах рзк и поэтому отражает частичну© эрозко сули. Модуля стока, рассчитанные по транзитной компоненте, рассматриваются как транзитные, а учитвьттаие суммарный ыассошрзнос, Ектачая като-риал, аккухулируетцися в оззрно-рэчноа скстеш сточных и бессточных областей, как полные модули речного "стока.

4.3. Эрозия почв и латеригньп кор выветривания

44,5% твердого и каткого транзитного стока рак представлено материалом почв. Этот сток обеспечивается шшкальным эддульвым показателем (112,41 т/км2), свидетельствующая о высокой устойчивости иочвенно-растительного покрова по отношению к агентам дэну-даиии. Отсутствие педосфэры ускорило бы теш эрозии суш болзе чем в 3 раза. Физико-химические и биологические процессы, протекают® во внутрнкоятинентальных бассёйнах и краевых частях океана, находятся под сильным влиянием почвенно-растительного покрова. Экологическое благополучие водных объектов в ретзшэа аере определяется состоянием пэдосферы.

Доля латеритов в речном стока около 1CS. С учетом материала почз, развизаюкихся по латеритам, это количество увеличивается до' 205. На современном этапе идет глобальное укйчтоввниэ латерихного^ пскроЕз. Ежегодно в бассейны седиментации экваториальной зоны вы-

Таблица )

Вклад геологических образования в транзитный океаиичоскиа речная сток

Геологические образования Выноб в океан, 1С6 т/год % от общей массы Модуль транзитного эрозионного стока, т/км2«год

1 2 3 4

Почвы, рыхлые наносы 8631,6 44,53 112,41

Латериты ,1836,1 9,73 463,50

Осадочные порода: 5787,6 29,85 707,53

платформ Глины , Г8ССИККШШ82 909,1 2039,8 4,69 10,52

платформ Пески геосинклиналей 477,3 928,0 2,46 4,79

платформ Карбонаты . геоатнкливзлоа 402,9 964,2 2,08 4,97

, платформ Звзпоригы геосинклиналей 48,9 17,4 0,25 0,09

Эффузивные порода: 150,1 0,77 105,09

Траппы, платсбззальты платформ 1.2 0,01

Базальты континентальной пелочно-оливино^ой формации 6,7 0,03

Базальты геосинклиналей 89,0 0,46

Андезиты геосинклинали 38,4 0,19

Липариты геосинклиналей 14,8 0,08

Интрузивные породы: 1456,0 7,51 871,54

Граниты, гранодкорэты, гранитогнеясы 1407,5 7,26

Продолжение таблицы 1

1 2 3 4

Габбро 44,2 0,23

Дукиты, перидотита 2,0 0,01

Сиениты, нефелиновые . сиенита 2,3 0.-01

Метаморфические порчды: 1474,5 7,61 467,32

Мзтапесчаники 92.8 0,48

Паоа1"яеасы, кристаллические сланцы 1089,8. 5,63

Карбонатные порода 43,5 0,22

Кэлззистые порода 17,2 0,09

АМфИбОЛКТЫ, мзтаморфизо-вчнные основные зффузивы 151,8 0,78

М^таморфизованные кислые э-.]фузивы 74,4 0,41

Итого : 19385,9 100,0 203,32

носится 1360,5-Ю& т А1203 и 833-Ю6 т Гег03 и ГеО. Здесь формируется обширная Ге-А1-прозиндая, фотяжэнность которой составляет 11й длины керидозна. •

4.4. Эрозия коренных пород

Вклад вещества коренных пород в транзитный твзрдаа и жидкие ;ГС<л рок - 45,8%. 29,9» ПрИХОДГГСЯ 58 ОСаДОЧИЬЮ ОбраЗОВЗЛИЯ, '0,8«

- ;.а з£фуз!Ень:э, 7,555 - на интрузивные, 7,6& на метаморфические, ...орости эрозии осадочных, метаморфических ж магматических комп-прдарцконалыш площадям кх выхода на поверхность, В гео--л1-;;.аиз.лькых зонах абсолютные темпы эрозии (т/ход) в 1,5, а от-ь.;)пггелькые (т/км*4) в 2,6 раза выи»,'чем в платформенных. Породы, з генетически однородные комплексы, эродируются пропор-и.саалшо остаточным массам в коренном залегании. В отношении г.'доадш м эффузивша образования эта закономерность' одинаково

2-3

четка прослеживается в шклфориадшзс я гессшивз'лг.nw с-л... . По:.одзпиэ кзтанорфическях и кжер-адмлс пород в гог-^к

тонических зонах еопойо. Если они ород:фу»тся insert.-: о<-.;. вулканогенном образования», то гвосиЕЯлдаали пааэ'лл.-уг: в i превяуцестЕакао осздочнь« материал, а платформы (г.-^з::-..-:.-. • • ' щгга) - гргаигао-метаморфический. В целом, степень i>po--.тм-г- •-• тойчкзости еоцзству уменьшается в ряду "i-c-j.•.>'-.:••.•• . ; ;«уггг«р5т:оскяо, мзгнзтцчосниз-ссадочг'ые города". 3 тического фактора на темпы денудации детально раеуч^р.- • ; i.Fouraier (1S60), Н.М.Страховым (1362), J.B.MUH-ш >м. <1983), М.И.Львович к др, (1989).

4.5. Планетарные закономерности эрозионных провесов

Качественно новые закономерности вскрываются при сопостт*- • еии скоростей ерозии различных козтинзятальиых блоков. Тоугл ч-: - -зга; еаконокэрно возрастают с увеличенйэм средних заслонов рок. лоны рек Лавразгаашх материков аывэ Гсндванских даже кря с.,::..<-<--сто средних высот континентов. Вирисотхшязтся эрозионная sei-v::• иость высагзго ранга, связанная с ¿рлевкем материков на дзз со-с с • рэ - ЛаБразийсккз. и Гокцвансккя. На нее накладываются зонгльнсс-ти, обусловленные климатом, рельефом, литологией, почнет«--растателькыя покровом. Прослеживается таюгз прямая зависимость кевду массзкк .фанерсзоасккк пород, сосредоточенных ка ксятинн:-: -тах, и скоростью га скыза. Озыпе 90% континентального гешрс"гь-\ bobjeqr3s!?cro в рэЧНОЗ КаССОШрвНОС, отаосигся 1с разряду реЦИКЛИ-тоского. С ним связана' миграция оснозкоа кассы древнего карбонатного и српшиэского углерода.

4.6, Фактические темпы денудации суши

Занятою» темпн денудации суш заметно вьке. сукмзршд вклад эрозионного материалз в озеряо-рэчну» систему достапзэт 40205,7- 10й т/год (табл. 2), с учетом абразш берегов - 49473-1СЛ т/год. Штока, связанные с тарорзботкой океанических борегоз, .-о-довоа зкззрадаэа ч с подгокным водным стоком в океан, мину« рем., дают дошенэтэльно 2860,7-10® т/год, а золовка вынос в огсзан. сс-лота и в районы континентального оледзненпя - 1780,2-Ю6 г/го".

. Из них только 4,1% выносится за пределы геоюрлозотбских •:

1

коктинонтов и аккумулируется на океанических госструктурах. Круговорот продуктов денудации суш оказывается пространственно ограниченным и практически замкнутым на континентальных блоках.

Таблица 2

Вклад геологических образованна континентов в зрозианныа . речное сток Мира

Геологические образования Вклад в речной сток, 10б т/год % от общаг массы Полный модуль эрозионного стока» т/кмг-год

1 г- 3 4 •

Почвы, рыхлые наносы 17944,12 44,53 186,95

Латериты 3920,87 9,73 770,76

Осадочные города: 12028,57 29,85 1176,39

платформ Глины геосинклиналей платформ П&ски геосинклиналей 1889,92 4239,21 991,30 1930,21 4,69 10,52 2,46 4,79

платформ Карбонаты геосинклиналей 838,17 2002,75 2,03 4,97

платформ Эаапотагга геосинклиналей 100,74 36,27 0,25 0,09

Эффузивные порода: 310,28 0,77 167,18

Траппы, платобазальты платформ 4,03 0,01

Баззльты континентальной цзлочно-оливиновой формации 12,09 0,03

Базальтн- геосинклиналей 185,36 0,46

дрдазнгы геосинклиналей 76,56 0,19

Липароты гессишскиналаг 32,24 0,08

>

Продолжение таблицы 2

1 2 3 4

Интрузивные порода: 3026,28 7,51 1449,37

Гранты, гранодаопеты, гранитогненсы 2925,54 7,26

Габбро 92,68 , 0,23

Дуайты, перидотиты 4,03 0,01

Сиениты,, нефелиновые сиениты 4,03 0,01

Метаморфические порода: 3066,58 7,61 777,53

¡¿етапесчэнкки 1.93,42 0,48

Парагнейса, кристаллические слайда 2268,71 5,63

Кзрбонаткыэ порода 88,65 0,22

Еелэзистые породы 36,27 0,09

Амфиболиты, кетанорфизо-ваявыз основные сффузизы 314,31 0,78

Метэксрфизоваккые кислые зффузивы 165,22 ' 0,41

Итого : 40296,7 100,0 338,11

5. УГЛЕРОДНЫЙ РЕЗЕРВУАР ПЩДОЕРЫ

5.1. Краткая характеристика педосфвры

Почти половина осадочного материала, переметаемого на суео, проходит предварительно цикл педогенеза. Последний рассматривается как результат приспособления процессов образования коры выветривания к потребностям биосферы (Успенский, 1955). Пространственная взаимосвязь мезду почвами и почвоматеркнскини породами предопределяет присутствие в пэ до сфере древних реликтовых фракция углерода в вида кзрбонатов, бикарбонатов и сложных кислородных зро-матических соединения, обгедкняемых поняткз!« "керсген". Деятель-

кл-гь у-гш,'* .^гзлкллоз реглакентарувт моздость и направкам по-соломенного углерода в еидэ С0?, СО, углеводородов и орга-с/.вееость. При взаимодействии потоков с миЕзралъныа и ор-. материалом происходит перераспределение разновозраст-

';;..г.аш углерода кезду геохимически?« резорвуарсмх. Еикзрбо-. ...: и магния, образующиеся за счет реликтовых карбона-

: ; ••■¡явятся носителями одной древней к одзой соврзконнои мо- СО,. Бикарбонаты, возникшие за счет карбонатизации s?,- сч^катоз и алюмосиликатов, связывают две соврекеняыо колэ-

• •V ^ д'/окс^гз углерода. Омоложенка гумусовых веществ ко типу .; ; ггк-.- нтзряого присоединения новых углеродсодеряавдх молекул или

• ■• '>.-.о;о-узлекуллрной сорбции (Кэуркчев и др., 1S39) приводит к . ассоциативных групп современных и древних Фракций уг-

; c.¡w. ¿сскулшщкя углерода сопровождается его выносок из подо-;■ в целом состояние углеродного реззрвуара шдосфери опроде-- . соз-жугкостью разнонаправленных процессов. Вывода, получа-->¡rçA умучт-ля отделы»« геохимических потоков, нэ могут быть -пилуты критической оцокке. Только балансовое сопоставление . "-.v,:-/..■'Ч?ск.:>. показателей даэт обгективноэ представление о массо-;-',.-i;iocc apis аедэгенезе.

5.2, Геохзг-ичзский аффект педогенеза

Расчет привноса-ьыноса элемактов в педосфере осуществлялся нулулж* подаюяного окисда-сввдзгадя - 110 (Шрольман,

• •.■•:(. 19Т2). Совета-: химический состав почвенного покрова .принят п: н.А.Успйьскэму О 956} и А.П.Виноградову (1S65). Хйжчзскиа со-■ ; uLn-jüjeii шчзоматоринскоа порода определялся с учетом шюща-

тоспрострзнадмя основных гвнетаческих tubos геологических об; п(.\цстилэ»ешх почвы. Прхвнос-гшос здэ.м»нт0е сденивался ;чете нэ натуральное и боскзрбонатное вещество.

Тра:::сфорг.';.ц..;я исходной почвоизтеринской порода в почву сое. рдеется шприце нлам кассы в пропорции 1:1,2. Средда тейп ••~г.:.э2 срозки шчЕзнно-рзспггелького покрова оказался близким 0,1 •• Ярошсс миграции элементов при почвообразовании носит чшко&орэилзяш» характер. Углерод, кремний и вода концентрару-''•-•R а почьах (С > Si02 > Кг0). Остальные пэтрогекный элементы Tiircf: i'4 профиля яздосферы. В зависимости от скорости их вы-

носа элементы нустрзизаотся з миграш»:гаыя ряд, з котором каждая предыдущий аточ или ere соединение «'.¡хрирует более интенсивно из почв по отношению к последующему: 100 С,аа > (85,65 Са311, 03,02 S, 81,94 Г) > (52,53 СОгкорй. 52,34 Са^б, 52,14 ЧАор6* 52,0 С1) > (39,97 .to,37,28 .%1L) > (26,22 Ка311, 2^,00 Го) > (9,99 ?, 7,68 Al) > 4.0 К > Ti.

С геохимических позади педогенез ость формирование гадрати-роваааоя крегжтсто-углеродаог оболочхи. Структурз ряда подвкхеос-ти злонантоЕ сду.кит наложной кслюстрациея к обгцэтвереткчеекгз! прздстзэлекиг.м о поведения вещества в зона вывотрюзания.

5.3. Пог.аденко углзрода в ф:гго- и подосфорз

Протесы миграция углзрода в фяго- и педосфзрэ характеризуется крайней динамичность». Из 209,90О9 т/год С02, усваиваемого рсстония?а (Бази-ювич, Родан, Розов, 1970, 1971; lei гей, »hitta-ker, 1975; Ефимова, 1976), только 0,43 углерода" захороняетоя в пзчзэх и болотах, 3,3% вовлекается а хиграциэ, 96,33 к.'евсбс:а.-',з-втея вновь в почвенную у. надпочвенную атмосферу.

Потоки С , эдуиего за образовал;» гумуса и торфа, представлены современными фрэздшки элемента. Углэрод, выносимый из подо- v. фитосфоры,неоднороден в возрастном отзгосеаич: 92,53% откосятся к современной Фракции, 7,4756 - к дрешш. Решкличэскка диоксид углерода, высвсбояшаемый при мгздорализашв? органического веаестза, взаимодействует с минеральной составляйся почз. Около '0,7 мзс.% связывается в бикарбонатах, образуемых при вупетривзауи Ca-Mg-аяомоскмкатов и при растворении карбонзтоэ. Это почти в 3 раза йеньше того количества углерода, которое рокхдаот почвенный профиль з составе органических соединений. Доля современною углерода з б!2сарбонзтных потоках на прэвьшзет 57,6%, а в суммарном стоке современно« углородлоа фракции - 18$.

Так, уикз но стадии педогенеза проявляется неравное соперничество двух факторов, определяющих тзш изъятия С0£ из атмосферы-

* Здзсь и даязе содержания и массовые колзггества С приводятся а пересчете на С02.

- бикарбонатизации со свойственной ей ограниченностью возможностей связывания диоксида углерода и генераций органического вещества, наиболее эффективно осуществляющего вывод С0£ из газовой оболочки Земли. Еэдосферз предстает как главный источник первичного органического материала, поставляемого в смежные геохимические резервуары биосферы - озерно-рэчну® систему и в океан.'

б. УГЛЕРОДНЫЙ РЕЗЕРВУАР ОЗЕИЮ-РЕЧНОЙ СИСТЕШ

6.1. Седамеэтация в озерно-речноа системе

Бажне^иим параметром, связанным' функционально с величиной штока углерода в озерно-речную систему, служит скорость седиментации осадочного материала.

Ежегодно через систему проходит 49478,73«1О6 т осадочного вещества. Оно представлено продуктами поверхностной водщоа эрозии и дефляции <8),44%), береговой абразии (14,17%), талзссогениоа, атмофильной. и подземной составляющими (4,39%). 91,48 поступает в твердой фазе и 8,618 - в жздкоа. Более половины наносов отлагается по пути транспортировки в реках, озерах и в водохранилищах (55,67%)', остальная часть выносится в коря и океаны.

Суммарное количество терригенвого, тЗиогегаого и хеногенного материал?, аккумулируемого за год, оценивается в 26687,99»Ю6 т. 50,21% задерживается в искусственных водоемах, 24,72% - в озерах и 25,07% в поймах, руслах и дельтах рек. Ерзэдюченносгь значительной массы осадков к котловинам водохрэнишц - свидетельство ощутимых перемен в структура седиментации на континентах за последние десятилетия. В результате хозяйственной деэтельности человека темп изъятия осадочного вещретва из миграшюшого шкла стал соизмерим с масштабом выноса терригоиноа фракции в окагн.

6.2. Особенности поведения Скар6

В список источников карбонатов а озерно-рачной систше включены эродируемые к абразируемые порода, почва, подземный сток, включая педогенетаческую компоненту. Суммарный темп поступления СаС03 в систему оказался равным 5178,25-106 т/год, «вС03 -1213,21-1 о6 т/год. Доля жидкой фазы составила соответственно 23,0% и 54,з%, твердой - 72,03 и 45,7%. Вьгаос карбоната кальция в

океан в растворённой форме оценивается в 1351-106 т/год (Лисицын, 1978), карбоната магния - в 288,66-106 т/год. Найденное средней содержание СаС03 в твердом стоке рек близко 3,9 вес Л, М.§С03 -1,4 вес.%. Сток СаС03. в океан в.твердой фазе - 731>106 т/год, М8С03 - 245,9-106 т/год.

При определен®! скорости седиментации карбонатов в ахтсзи-' ально-лимничэских отложениях учитывалось взаимодействие карбонатных потоков с обменными резервуарами системы. Ежегодно из оз'ерпо-речного раствора переводится на дно и закрепляется в осадках 89,43;106 т/год СаС03 и 3,99-106 т/год Мф03. При этом в вода>й толщу и в атмосферу выделяется 41,43-106 т/год диоксида углерода. Одновременно 105,4-10° т/год магния переходит из карбонатного в силикатные,- хлоридные и сульфатные геохимические резерзуары. Это роздоет дополнительный поток С02-, мощность которого достигает 388,41-106 т/год. В итоге, в донных отложениях аккумулируется 3086,25-Ю6 т/год СаС03 и 313,34-106 т/год МзС03. Срздаее содержание карбоната-кальция в-аллювии близко 11,2«, карбоната магния -1,1455.

В основу выделения современных и древних фракция С02 в миграционных потоках положены результаты анализа процессов бикарбс-натюзции Са-Мз-силикатов и кзрбонатоз а различных геохимических резервуарах. Доля древнего диоксида углерода в карбонатных стоках на водосборе составляет 65,6% (в ассоциациях с кальцием - 73,3%, с магнием -. 45,5%). Количество современного С02 в аллювиальных карбонатах кальция и магния не превышает 0,68%. Карбонатные потоки в океан включают до 50,8% современной фракции углерода, а газовые выбросы в атмосферу - 80,2%. Три главные особенности характерны для современного карбонатонакопления в озерно-речноа системе: незначительная ассимиляция диоксида углерода из атмосферы, доминирование в аккумулируемых карбонатах рециклическоа компоненты и деградация вновь образованного и древнего МзС03. Совокупность этих процессов обусловливает сокращение количества карбонатного вещества в ходе очередного его рецикла и выделение в атмосферу возрожденного диоксида углерода.

6.3. Поведение Сорг з озерно-речной системе Поток аллохтонного Сорг в озерно-речную систему

5552.01-106 т/г од. На 87,96® об представлен современной фракцаза, выносимой из фито- и шдосферы. Около 12« углерода относится к рециклическоа компоненте, поставляемой в систему с продуктами зрозии коренных пород и частично почв. Скорость поступления атмосферного .углерода п реки, свора и водохранилида - 17079,2-Ю6 т/год. Эта ци;-рз отражает величину чистой продукции пзрЕИЧньа продуцентов. Суммарное количество С0г, проходяадго ежагодко через озорно-речнуа систему. достигает 22631,22 • 106 т/год. Транзитная часть углерода, выводимая из системы в oseas в состава живого, отмершего-и неполностью парализованного фэтсяяанктояа, равна 2238,88 и О6 т/год. Углерод, входгздг в первичные прадаэеты едк-юврезеэниого sanaca рек, озер и водохранилищ, - 140,77-Ю6 т/год.

Взаимодействие ухязродньж потоков в озорно-рзчЕое система находится под слльным вдияго&м продукцконко-дасфугсаионное деятельности гидробнонтов. Отношеки© продукции (А) к деструкции (й) - i ,С8, что соответствует состояния систекы, близкому к звтрофно-í:j. Практически всо ре проецированное ко-зоз вещество подвергается при отмирании минерализации с выделением в атмосферу 15806,83»106 т/год диоксида углэрода. Однако полного равновесия кзжду поставке?. С02 из атмосферы и выводом его из озердо-речаоа системы но существует. Около 20S C0g, проходящего чорез квэтки фогосшгвтй-ков, есть продукт деструкции аллохтонного органнчэского вещества лито- к иедосфэры. Его доля, реупшзируемая .за год гадрсбйзага-ми, достиг ьот 61,52. Итогон всох рассмотренных цроцзееоз КЕЛЙЗТСЯ аККумулЯЦЯЯ В ДОННЫХ отложениях 4444,74 »106 Т/ГОД углзрздэ, ИЗ которых 55,8% относятся к современной фракции*.

Нынешне© состояние озерно-рэчноя скстэкы такова, что дальнейшее ее загрязнение неминуемо повлечет sa собой биогенные выбросы со2 в атмосферу. лллохтогпша материал' ф;гго- и шдосферы служит эффективным механизмом, подщржшащам углэродпыг бзланс в реках, озерах и водохранилищах. Многократно реутааазцруясь пщре-бионтами, он предстает перэд исследователем в ф-оркэ автохтонного взщостаа. Выявленная роль озерно-рэчноя систол: в ассималяции уг-

Массы углерода дань*, в пересчете ко С02.

лерода устраняет проблему ©го дисбаланса в биосфера (В.Bolín, 1979, 1931) и заставляет болеэ пристально рассматривать протека-ктаэ в системе процессы.

Темп аккумуляции современной Фрзкции углерода во всех континентальных геохимических резервуарах близок 5057,7>106 т/год. 0,52% приходится на Скар6 и 99,49% - на Сорг. Найденные соотношения служат веским аргументом в пользу приоритета органического вещества в изъятии СОг из атмосферы.

7. УГЛЕРОДНЫЙ РЕЗЕРВУАР ОКЕАНА

7.1. Геохимические особенности поведения Скарб

. Источником питания океана карбонатным веществом служат рзч-ной и подземный стоки, продукты абразии берегов, ледовой экзарации, головой и вулканической деятельности. В совокупности они выносят с континентов Z&52,2-Ю6 т/год СаСО«, 735,73-106 т/год М£С03 и 1,35>10° т/год SrC03 . 593 карбанатоз кальция, 39,855 карбонатов магния и 100% карбонзтоз стронция поставляется з океан з твердой фаза. В жидкой фазе мигрирует 61 % СаСО, и 60,2% MgCO_. Кроме- того, 72,400° т/год магния и 2,2Ы0° т/год стронция привносятся в растворенной форме, нескомпзнсироваштоа гидрокарбонат-ионом.

Вывод карбонатов из океана на континенты с продуктами испа-решгя водных масс но превыигзт 8,2-106 т/год. В основном это СаС03. Екэгодные потери, связанные с погруженная океанических плит в зонах субдукцим, мизерны по масштабам проявления.

Существенные коррективы в выявленную балансовую структуру вносятся процессами взаимодействия карбонатных потоков и их составляющих с обменными резервуарами б океане. Поток кальция о океанического дна близок 102,8-106 т/год, стронция 30,93-10бт/год. Это вызывает дополнительное приращение в океане 256.99-1Q6 т/год СаС03 т 52,26-1О6 т/год SrC03. Магний, напротив, переходит в силикатный геохимический резервуар. Еиегодаыо его потери составляет 247,33-106 т/год.

Решающая роль в миграции карбонатообрззующих элементов принадлежит орга1Шзмам-носител.ям карбонатных скелетов. Наблюдения за природными системами и серия пополненных экспериментов с мечеными

•

' атомами (45Са) дали неопроввршшэ свидэтольстаа способности моллюсковых сообвеств прямо или косвенно реутклизироватъ тврригешше карбонатные фратшии. На козтадэиталъных окраинах бентосом шрерэ-батьгзаатся 97% терригенного и почти весь планкговогенныа карбонатный материал. Регенерация раковинного карбоната сопровождается . "отторюншл" 184,83>106 т/год магаия к дополнительной ассимиляцией стронция в количестве 30,93*106 т/год. Учет всех источников поступления карбонатной компоненты, путей ее вывода и перераспре--делания в океане позволил, принять массу карбонатов, в годовом слое осадков равной 3045,69-106 т. Из них около 35% приходится на пе-лагиаль и 65% на подводную континентальную окраину.

Ряд выводов следует из анализа полученных данных: переработ- : ка терригенного карбонатного вещества ■ пщробкоятзш приводит к появления в не^ новых признаков, своаствеяая биогенным карбонатом ; процесс переработки сопрововд^ется виводзй в раствор магния и ассимиляцией стронция; количество атомов магния, переходящего из водного раствора в силикаты, превышает поток кальция с океанического дна; в современном ойеайэ, так пв как и в озерго-речвоа системе, имеет место деструкция магнезиальной молекула; следствие ем обменных процессов яздя&тся умэвьшониэ во времени Кз/Са- к увеличение Бг/Са-отЕошёния в океанических-карбонатах.

Детали поведения карбонатного углерода в ■ океане выявляются при анализе балансовой структура распределения разновозрастных фракций элемента в миграционных потоках и. в резервуарах.'. Массы . современного'и древнего С0г, поставляемого с контикеетов, ? равны соответственно 1244,78*106 и 1220,32*10® т/год. Процент современной Фракщш С02 в аккумулируемых'карбонатах нэ .кровыазэт 9,03. Б отличие от озерно-речной системы, где разрушение магнезиальной молекулы сопровождается ваЗросагли С0г в'.аткэсфзру, в оиэзне про- • исходит лишь шрераспрэддааниз высвобоздаэмого дшкевда углерода между Бг м Св, поставляемых с окэаштасюто дна. В ш^оа участие океанических карбонатов в св&ыванар атмосферного С02 остается незначительным. Во всех совремешых седимеятадаоввых бассейнах доминирует древняя ревдзиическая фракция карбонатов.

7.2.Поведение Ссрг в океаяё

Суммарный сток Сорг в окаак - 223765,13*106т/год в пересчете

на COg 1,7-S приходится на аллохтснную составляющую, 9Э,3 7. - на автохтонную, генетически связанную с первичной продукцией оке .ни-ческих гидробшнтов. Из указанного колотества 924,09 105 СО^/гсл воэврапдется на сушу, 222001,6 10б СОг/год выделяется а воду и з атмосферу при полной мшеразрэации органического вещества. В годовом слое донных отложений эахорснпется 832,34 Юбт С0г.56,7 7. аккумулируется з аваятдедьтах и астузриях, 33,3 % - в осздкач шельфа, континентальных склонов, их подножий, прико!тга?нталькых глубоководных желобов, йнутриматериковых и краавых морей. На ока-¿шикесхоы zum консервируется 5 кзо.Х углерода, из которых 1,4 % приходится на icoiiyca выноса рек-гигантов, 3,6 % - на остальную площадь п-элагкали.

В миграционных потоках Сорг доминирует современная фракция. Ее доля в аллохтокщ$ компоненте составляет 97 %, в суммарном стоке Сорг з океан - 93,95 Z в органическом веществе осадкоз 86 7.. Темп связывания атмосферного СОорг органическим материалом донных отложений з 6.3 раза превышает скорость ассимиляции диоксида углерода карбснатами.

Характерной особенность!) взаимодействия потоков Сорг в скелет з является доминирование процессов деструкции органического вещества (В) над его репродуцированием (Р). Отношение Р/В равно 0,99. Здесь идет интенсивное."сгорание"аллохтоннсго органического материала, ассишикровзаоего углерод при континентальном фотосинтезе. Из 2725 10°т СОг/год современного органического ветества, поставляемого с суш, 78,8 Z подвергается полкой минерализации с выделением СОа, 13-22 X перерабатывается океаническими гидробион-тами и захсроняется а осадках в форме автохтонной фракции, 4,2-13,2 % - аккумулируется на дне в виде алло;стоннсго материала. Кроме того, в доннао отложения переходит 117,12 10бт СО^/год древнего адлохтонного органического ведзства. Налицо огрзнкчгннач роль океанического резервуара з выводе современного углерода из биогеохимического цикла. В результате .репродукционной деятельности океанических организмов "сгорание" современной аллохтонной фракции компенсируется лша на 12,8-19,8-%. 3 итоге океан предстает как деструктор континентального органического вещества и поглотитель кислорода. •

В настоящее время ассимиляция атмосферного СОа океаном осуществляется • на 56% через аллохтониый,органический и карбонатный каналы стока (3112,5 10бтС0г/год) и на 44Z t.2431,5 10бт СОг/гсд) через диффузный.

8. ЦИКЛ УГЛёгрДА В СОВРЕМЕННОЙ БИООФЕРЕ

Наиболее жаркие дискуссш развернулись вокруг вопроса природной поставки С02 в биосферу и величин биогенных его выбросов из фито- и тадосферц (Будыко, 1984; Ронов, 1980; Холлэнд, 1989; Сидоренко, Розен, Гиммолъфарб, 1969; Сидорэнко, 1970 ц др.). Анализ поведения углерода в.доиндустриальных плиоценовых геохимических резервуарах позволил оценить участие элемента в разномасштабных процессах и охарактеризовать структуру его баланса (табл. 3).

Ежегодная поставка С02 в биосферу, существовав -да 2-9 млн. лет назад, достигала 5560-106 т/год. Около 60.4Й приходилось на бтготшз выброси из годосферы, 38,1% ~ на коровью источники и около 1,5й - на ювенилькые маптианые. Несмотря на то, что приводимые цифры отражают природное поступление С02, они являхггоя аномальными в силу специфики климатических условий рассматриваемого триода. Как известно (Будыко, 1934), плиоцен отличался . чрезвычайно контрастными изменениями климата. Непродолжительное потепление- в начале или в первой половине эп&хи сменилось резким похог. лодэкием. В этих условиях почвенно-растительныа покров должен был превратиться в неравновесную систему, характеризукщуюся бкоцено-тическими перестройками и потерями углерода. Если из расчетов исключить оиогениую эмиссию С0г, то структура его поступлений в • плиоценовую биосферу несколько изменится: 96,1% придется на рз-цкклическую фракцию и 3,9а - ка юзенильную мантийную. При этом вклад континентов в природный диоксицоуглэродный шток составст 86,7%, а океана - 13,3%. Доля мантийного С02 в континентальном газовом потоке - 0,07%, в океаническом - 28,855. .. . '

Сопоставление мощностей диоксидоуглэро^ных поставок в биосферы доиндустриального и индустриального периодов (табл. 4) убеждает в масштабности происшедших' изменений. Современная змис-сия С0£ в 4 раза превысила темп щяфодйого гззоеъщзлзния. Указанное приращение осуществлено за счет вовлечения в биогеохимическиэ круговороты возрожденной фракция диоксида углзрода. Бе доля, в поток© достигла 99,7%. Стихийно,-во многом бессознательно, человеческое общество продемонстрировало свою возможность перевода биосферы на замкнутый цикл использования углэрода. Оно прздвосхитшю естественный ход развития сфзры жизни, дав новый , импульс процессу

Тзблгцз 3

Структура баланса СО, в плиоценовое биосфере

' Положительные статьи Отрицательные статьи

Агенты поставок Теш, 10®т/год Агенты вывода Тещ, 1Обт/год

Биогенные выбросы 3357,72 Атмосфера 2487,05

Норовые потоки. 2116,75 Гидросфера 1493,18

в тон числе: Осадочное Евщостзо, 1580,03

лггафикацкя осадков 1516,59 з том числе:

деградация магнези- 84,05 карбонатное 35,28

альных карбонатоа органическое 1544,80

расконсервация газово-нидаих. включения при выветривании пород 8,92

дегэзадая осадочно-:«)-такорфичвсхоа оболочки -.228,61

наземньш вулканизм 70,07

дегазация окегяическоя коры в зонах Ззвзрзд-кого-Веньофз с03.50

Юзевяльш» источники 85,84

в том числе:

назешьга вулкаагзм 1 ,43

ЛЭГЗЗЗЩ5Я ввнтии океанического сектора 84,41

Всего: 5560,31 Всего: 5560,31

оборачиваемости С02 на поверхности планеты. Так нагывабмыа "со-зрэмэнкыа" углерод, ассимилируемый современном карбонатным и ор-га;.<кческвд веществом из совремэннов атмосферы и гидросферы, оказался почти весь репиклическкм.

Таблица 4'

Структура баланса СО- в современной биосфере

Положительные статьи Отрицательные статьи

Агенты поставок Теш, 1Обт/год Агенты вывода Хеш, «АтТод

Антропогенез,(сжигаемое топливо) 18500,00 Атмосфера* 9260,00

Природные коровые потоки 2116,75 Гидросфера" 5560,00

в том числе: Осадочное вещество, 5882,59

литификацня осадков 1516,59 э том числе:

деградация магнези- 84,06 карбонатное 131,44

альных карбонатов органическое 5751,16

расконсервация газово-жидких включения при выветривании пород 8,92

дегазация осадочно-ме-таморфическоа оболочки 228,61"

наземный вулканизм 70,07

дегззация океанической коры в зонах Зэвзриц-кого-Беньофа 208,50 ....

Ювенильные источники 85,84

в том числе:

наземный вулканизм 1,43

дегазация мантии океанического сектора 84,41

Всего, 20702,59 Всего: 20702,59

" Данные В.ВоИп (1980)

Основным началом стока этого углерода в формирующуюся стратисферу. служит 9рганическоэ вещество. Им связывается 97,8% от массы углерода, захороненного в осадках. Причина диспропорции кроется в присутствии на континентах мощной стратисферы, предохраняющей свежие Са-Мд-силикаты гранитно-метаморфической оболочки от карбонатизацш.

Совместное участие древних и вновь образованных углеродсодер-даилх соединений в поверхностных миграционных и седиментационных потоках обуславливает несоответствие меяду суммарной массой углерода, захорсняемого в бассейнах седиментации, и количеством атмосферного углерода, фиксируемого в осадках.

На современном агап'е формирования стратисферы доля ассимилируемого из атмосферы углерода приближается к 67,2% от общей массы углерода, участвующего, а седшентогенезе.

По-новому раскрывается роль почвенно-растительного покрова в формировании диоксидоуглероднсго реашма биосферы. Система способна не только накапливать и удерживать углерод, но и отдавать его в подвзэдые оболочки, как это имело место в плиоцене. Показательно, что именно з то же время отмечено двукратное уменьшение среднего содержания Сорг в осадках океана по сравнению с современным значением (Романкевкч, 1990). Учитывая прямую зависимость океанического иассонакопления С0рг от продуктивности, а также снмбатный характер распределения углерода в континентальных и океанических комплексах (Романкевич, 1990), нетрудно подметить весьма удовлетворительную согласованность шдедышх и эмпирических данных.

9. ПОВЕДЕНИЕ"УГЛЕРОДА В РЕТРОСПЕКТИВЕ

9.1. Эволюция массопереноса на поверхности континентов

Неразрывная связь углеродокакоплеиия с поверхностным мзссопе-•рёносом заставляет исследовать вопрос наращивания кассы стратисферы во времени. При построении модели формирования стратифицированной части континентальной земной коры использован метод кумулятивных кривых. На оси ординат откладывались величины последовательно суммированных масс вуЛканогенно-осадочных (мао), вулканогенных (Ма) и-осадочных (М0) пород, сохранившихся ьа ко нтн

тах за время от плиоцена до древнего кембрия", на оси абсцисс - '

суммированное время в млн лат (2'). Уравнения регрессии кривых "

имеют вид: • .

Иао = ео.8згу1.0д0> <и)

иа » е-1' 9<5£¥'233, (15)

ио = ео.егг2,1.ою> (1б)

Будучи построенными в бшюгари&мическом масштабе, кривые трансформируются в прямые линии. Переход к линейной зависимости позво- -лил провести экстраполяцию приращения остаточных масс пород в кн- . , тервале времени 0,56-4-,б млрд лет и оценить модальную массу континентальной стратисферы в пересчете на неметаморфизованное вещество. Наибольших разброс значений выявлен для ив. Однако этот параметр связан с 1!во и М0 простым соотношением

К » Ко -Мо> <17>

позволяющим наати более обоснованные величины Ив.

Реконструкция истинных масс, накопленных за интерзсующий интервал времени, осуществлялась путем "возЕрасрЕия" рэциклическоа части пород, сформированных в каждую из последующ эр или эонов, на место пород предшествующих зр и зонов. "Возвращение" выполнялось пропорциональна остаточным массам пород в . коренном залегании. В качестве относительной меры участия в седаментогекезе ре-цшсвгческого и нарешшшческого вещества принято отношение' масс вулканогенных и осадочных комплексов в коренном залегании.

Приращения реконструированных масс вулканогеков находились как среднее из уравнений регрессии:

ив = 6,881 + 0,41? - 0,01 Г2, (18)

ио * 31,319 - 9,209? - 1,247?® - О.Озб?3, (19)

\

дающих близкие, но на абсолютно сходамые результаты. Используя

* Использовались данные А.Б.Ронова (1989), А.Б.Ронова, А.А.Яро-¿овского (1567), М.И.Будьте", А.Б.Ронова, А.Л.Яншина (1985).

уравнения 18 и 19, представилось возможным оценить приращения масс вулканогенного материала для каяплс 100 млн.' лет геологической истории Земли. За нулевую точку отсчета выбрано время формирования планеты - 4,6 глрц лет.

Согласно модели, суммарная масса континентальной стратифицированной оболочки оказалась равной 1481 ЫО15 т, масса сосредоточенного в оболочке осадочного материала - 10380-1015 т, вулканогенного - 4431 • 1015 т в перечете на неметаморфизованное вещество. Около 882 кассы вудканогеноз, пошедших на формирование континентальной стратисферы, было выброшено на поверхность ■ в первь:е 100 млн. лет жизни Земли. Эта первичная протооболочка дважды испытала локальное переплавленке (4,4 и 4,1 млрд лет назад), сопровождавшееся частичным еэ уничтожением. Однако к концу архея касса протострзтисферы достигла 89,6% от современного ее значения, а к концу рифея - 97,3%.

Приращение стратифицированной оболочки осуществлялось на фоне затухания вулканической активности (рис. 1). Тренд затухания осложнялся циклическими изменениями скоростей поставки глубинного вещества. Моделью воспроизведены все известные радаологически датированные циклы тектоно-магматическоа активизации. Предсказаны такие неустановлэнные фазы тектогенеза, повторявшиеся с периодач-ностью 200-300 млн. лет.

Вовлечение глубинного материала в процессы выветривания и поверхностного массопереноса обусловило неуклонное накопление на континентах ре циклической осадочной составляющей. К концу АИ ее доля достигала 69%, в № - 71-7456, в V - 80%, в фанерозое - 8088%. При эрозии и денудации было уничтожено от 29 до 70 мае.* исходных пород архея, 11—15« пород рифея, 8% вендских образованна и 2-485 - фаяврозоаских. В итоге подавляющая масса современного осадочного материала оказалась продуктом многократных преобразований древнейших литолого-петрографичесмя комплексов. Почти все реци-клическое вещество пэлеоконтикентов шло на формирование и расширение сагосс же континентальных блоков. Утечка осадочного материала В области пэлеоокеанических структур оставалась так же, как и теперь, незначительной.

** О V — I* "_N

> Ь Ь Л о

ООП0-1: ^

$ооэ-

£000

' £ « г

3 ч >- г

ё "оЕ I а • * о

-75е

275-

-50

200-

-25

125-

_о

гттт 100 600

-25 50

"I к I I I I ? I I- I I Г И I I А I I I I & I I 600 1000 1500 2000 2500

1.5 1.0

гтттттттт

3000 3500

II II

4000

"ГТТТТ 45004800

О' млрд лет или Л61

АЯ,

ап,

А.Ч

И,

| ву, 1у| ?2 |мг| кг

•Рис.1. Текли абсолютного насооарирапетя хсягпсзнтальной стратисферы (I).нерециклического скарб ^ и суммарного ССрГ Заштрихованная гистограмма запасы днеспилптов в

выявленных шсторождзниях, в относительных единицах."

9.'2. Поведение Скар6 ■

Приращение остаточных масс суммарного Скар6 VJCKapô) в континентальной стратисфера описывается уравнением:

in Un = -6,537 + 2,473 In Т - 0,129<1а Т2). (20) ькар6

Количество накопленного на континентальных блоках зэ

всю геологическую истории, оценивается в 17Ы015 т. Содержания С«сарб 8 разновозрастных стратиграфических комплексах но оставались постоянными. Они закономерно возрастали во времени от 0.92Х в породах древнего архая до £.7-2,9% в мезо-кагноэоясхих осадочных образованиях. Аномальными представляются дкаь содержания с<ар5 3 породах взндэ <1,9%) и пзлзозоя (4,1Х).

По мере эволюции'стратисферы з неа все отчетливее прослеживалась тенденция к-обогащению рецккличвскоа фракцией Скарб. В вулканогонно-осздочных формациях древнего архоя она составляла оксло 35%, з в осадочных комплексах кайнозоя достигла 303.'

Наибольший интерес представляет поведение Еерециклпеског составляющей карбонатного углерода, поскольку именно с ней связывается изъятие С02 ira палзоатмосфер и палеогицросфзр. Массовое приращение зтоя составляющая (У„я ) находилось из уравнения:

карб

= 7,933 - 1,225? + О.ЮбГ2. (21)

харб

Модельный сценария свидетельствует о том, что около 55Ж Скарб- накопленного на континентах за всю геологическую историю, было переведено в протостратисферу в течение перзых 100 шгн лэт существования Земли (рис. 1). Столь мощные процессы карбонатиза-ции глубинного силикатного вещества свидетельствуют о крайней но-' равновесности протоатмосферы и континонтальнса протострзтасферы. Частичное плавление карбонатизировзпных вулканитов 4,4 млрд лет назад привело к выбросу в атмосферу примерно 1/6 часта первоначально связанного С<ар6. Возник поток возрожденного диоксида углерода. Второй всплеск вулканической актизности ' (4,2 млрд лет назад)-не вызвал существенной интенсификации связывания С a

новое плавление вулканогенно-осздочного материала (¿,1 млрд лат назад) не отразилось на иэхенензта накопленного запаса угла рода в

стратисфере. Предполагается. что на протяжении 1,2 млрд лот в дрезкеархейской атмосфере существовал избыток С02> Поставки до-поляютльных порций диоксида углерода при активизации 'вулканической деятельности практически не отражались в этот период на скоростях карбокатообразования.

Первые признаки "очмдания" атмосферы от С02 обозначились около 3600 млн лет назад. Еелозорский тектоно-кагматическиа цикл впорзые интенсифицировал карбонатонакопление. Все последующие всплески ускорения темпов седиментации С^ар6 четко ' коррелироза-лись с эпохами вулканической активизации. Том самым была пред-опрэдалзна скоростная цикличность карбопатообразования, своаст-венная факорозою (Роков, 1530).

Обцна спад вулканической активности от ЛИ к современной эпохе обусловил снижение скоростей седиментации шревдялического С,,арб. Однако модуль отрицательного ускорения вулканической активности существенно превосходил модуль отрицательного ускорения карбонатолзкошония. Отставанио темпов седиггентации норецикличе-ского углерода от тэг,шов снижения вулканической активности кроется в прогрессирующем нарастания скоростей процесса кзрбонаткзации в расчета на единицу массы вулкзногенов.

Эпохи, отмеченные резким спадом скоростей связывания в карбонатах нерециклического углерода (2,2; 0,9; 0,6-0,5; 0,3 и 0,20,00! млрд лет), .совпадают с периодаш! заметного похолодания и развития глобальных оледенений. Модальные данные указывают на возможность обнаружения признаков похолодания около 1,7 млрд. лет тому назад.

В целом скорости седиментации нерециклкческого Скср5 рзгла-ментировзлись совокупностью условий: интенсивностью поставки ше-нильного С0£ и минерального вещоства, способного к карбонатиза-ции, климатическими условиями и состоянием биологических систем, особенно поело приобретения организмами Функции биоминерализации.

9.3. Поведение Соре

Органическое вещество, в отличие от карбонатов, полностью окислялось в ходе очэрэдного денудационного цикла. При этом требовались определенные затраты 02. Повторная реутилизация даокевда углерода биотой более молодых зонов не могла привести к ' абсолют-

л

A3

ному массовому приращению кислорода в биосфере. Мзссовое количество суммарного углерода (ЕСорг), заключенного в том или ином стратиграфическом комплексе, есть интегральный относительньш показатель продукционной активности биоты и Т8?!пз сЕязьшания атмосферного С0г органическим вещзствоа. Массовое количество нереци-1слического углерода, отнесенное к единице времени, характеризует скорость абсолютного приращения кислорода в биосфере.

Количество органического углерода, переведенного в континентальную стратисферу за всю геологическую историю, найдено путем ренения уравнения регрессии прирзщэния остаточных масс суммарного

. 2/уг = -6,228 + 2Т - 0,1121s. (22)

орг

Оно оказалось равным 14,5>1015 т в пересчете на неметаморфизован-ное вещество. Реконструированные содержания 2Сорг и доля рецикли-частого углерода в стратиграфических комплексах заметно возрастали от архея к кайнозою - соответственно 0,091% и 65,5% (АН,) и 0,706% и 87,6% (S2).

Приращения реконструированных касс ЕС ) находились

ор^ ¿оор.

как среднее-при репении уравнения регрессии:

= 13,54 - 3.912Г + 0,3232й, (23)

ops

игс = -131,81 + 53,3? - 7,156Г2 + 0.3252*3. (24)

орг

Тренд тв;.*лоз седиментации 2Сорг характеризует положительное ускорение процесса в отличие от отрицательных ускорений массового прирзкення стрзти^феры и нерециклического С® л (psic. 7). С неизбежностью следует вывод об изменчивости отношений 2Соре/С^ар6 + 2Сорв в хода эволюции биосферы. В течение первых 100 ниш лет отношение не превышало 5%, к палеозою оно достигла -5,6%, в мезозое - 53.33 и кайнозое - 67,9%.

Вплоть до'мезозоя пальма первенства а связывании атмосферного С02 принадлежала карбонатам, только в кесозоо она переала к органическому веществу. Несмотря на это, за парные 100 млн лэт в стратисферу было переведено 5,4.1015 т углерода или 37,2% мзссы.

накопленной га всю историю Ззмли. Появление такого количества Сорг может быть интерпретировано с позиции эффекта Б.Ь.МШег ' (1953), хотя не исключаются другие версии. Частичное плавление протострэтисферы 4,4 млрд лет назад сопровождалось уничтожением 332 генерировангого ранее органического вещества. Его судьба остается загадкой.

Еубея 4,4-4,3 млрд лет стал переломным в геохимической истории углерода. С этого времени обозначился непрекращающийся до настоящего времени массовый прирост элемента в стратисфере. Воз-' никгет соблазн зафиксировать временную точку отсчета зарождения ' жизни, тем более, что это не противоречит современной научной идеологии (Маргелис, 1933; Соколов, 1976; Соколов, Федонкин, 1933; Соколов, Барскоз, 1988). . . '.;•-.

Дальнейшее поведение 2Сорг, в частности, изменение темпов его седиментации, все больше подчиняется факторам биологическим. Эпохи активизации углэродокакопления, датируемые 3,6-2,7, 2,1-!,7, 0,9, 0,4 млрд лет назад, связаны с кардинальными перестройками биологических организация - появлением синезеленых, затем фотосинтетиков неизвестного вида, зукариот, многоклеточных и, на-" коноц, развитого почвенно-растетельного покрова (Соколов, Федон-кин, 1938; Соколов, Барсков, 1988). Связь углеродонакопления с тектоно-магматическиии циклами выражена мэнее ярко, чем у,1 карбонатов. , .

Предложенная.ретроспективная модель достаточно точно Воспроизводит события, имевшие место в геологическом проилом. Поэтому ее можно отнести к разряду имитационных, позаолявдих прогзоззфо-вать геологические процессы-. Прогноз, составленный на ближагше 200 м.ш лет, свидетельствует о некоторой активизации вулканичес-' кой деятельности чороз 100 млн лет и об увеличении скоростей седиментации карбонатного и органического вещества.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ И ВЫВОДУ

■ Приступая к построению балансово-геохимическои модели поведения углерода в биосфере, автор хорошо осознавал, что она,не кочет быть ограничена изученьем изолированных во времени явлений. Лаже весьма тадтельньш подсчет отдельных величин вне временной их связи с = другими величинами дэлает расчеты безответственными; и

»

неподдающимися критическое оценке, Вот почему хорошая согласованность результатов анализа ретроспекта/зноа модели, модели поведения углерода з современной биосфера с фундаментальными, эмпирически установленными, данными вселяот надежду на адекватность теоретических выкладок реально наблюдаемым явлениям.

Геохимическая история углерода неразрывно связана с историей . всего вещества планеты, его массопереносом и обменом мезду резервуарами. Рециклы продуктов разрушения континентов всегда были замкнуты на самих же континентах,и это не могло не отразиться на оссн-знвостях поведения углерода. Основные выводы, вытекающие из ■ анализа полученного материала, сводятся к следующим положениям:

Т - многообвазиз источников поступления С02 характерно для биосфер всех исторических периодов: в ходе эволюции даоксвдоугле-•■■ родных потоков от.древнего архея до современного периода в них непрерывно увеличивалась доля рециклического углерода; в настоящее время он является доминирующим в потоках;

2 эволюционирующая биосфера стремится к состоянию, характеризующемуся использованием углерода по квазизэмкнутому циклу; со' временные дноксидоуглерсдные потоки з биосферу, включая антропогенные, на У9,?Ж представлены продуктами дегазации отмирающих частей биосферы:

3 - приоритет з связывании атмосферного С0£ и в переводе углерода в стратисферу вплоть до мезозоя, принадлежал карбонатам, с мезозоя до настоящего времени - органическому веществу;

, 4 - совместное участие в поверхностном массопереносе и в езда-кентогенезз современных и древних фракций Сорг и Скар6 не позволяет использовать их суммарную массу в осадочном веществе в качестве количественной характеристики стока угларода из атмосферы в стратисферу в -ассматриваемыз момент времени; скорость стока С02 в.осадки зашифровывается в величинах приращения масс нерецик-лического Схарб и суммарного Соре;

5-е конца древнего архея темпы седиментации нерециклического Скар6 и суммарного Сорг .начали подчиняться закономерностям, свойственным фанерогою; они регламентировались режимом тектоно-магматическса активности Земли, дегазации СС2, климатическими условиями и состоянием биологических организаций.

СПИСОК РАБОТ. ОШЪЛИКОВАННЫХ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИЙ

1. Геохимичеагие исследования современных и ископаемых раковин Cardiun edule и Mytilus golloprovinelalis Азовского моря / Галаткяа В.И. // Тез. докл. 1 Всесоюзн. совещания по палеобиогеохимии и палеоэкологии. -баку, 1969..-С. 26-23.

2. Минеральные новообразования в скелетах азовского Cardiun edule / Кизильштейн. Л.Я. // Тез. докл. 1 Всесоюзн. совещания по палеобиогеохимии и палеоэкологии. -Баку, 1969. -С. 8-10. 7

3. Бзриа и стронциа в раковинах азовского Cardiun edule / Еойткевич Г.В., Бронфман A.M. // Геохимия. -1969.-й 7. -С. 903907.

4.. Медь в раковинах азовского кардаума / Войткевич- Г.В. // Иат-лы совещания по к1гаерз.*Ьгии и петрографии Нижнего Дона и Северного Кавказа. -Ростов-на-Дону,-1970. -С. 35-41.

5. Мзжпоцуляциояная изменчивость и пространственное распределение азовского'Cardiuni edule / Спичгк O.K., Кэфанов" А.И. // Океанология. -1970. -Т.10, вып. 3.-0.529-536.

6. о геохимической деятельности модласнов. в мелководных эпи-' контилентальных морях // Тез. докл. между нар. геохимического" конгресс а. -М., 1971. -Г. 2. -С. 926-928.

7. Растворение-биогенного карбоната" кальция в дистиллированной воде при различном парциальном давлении С02 / Драгунова Ф.А.; // Исследования по -минералогии и петрографии на территории Северного Кавказа л Донбасса. -Ростов-на-Дону, 1971. -0.121-185.\ ,

8. Использование балансово-геохимического метода для 'установления интенсивности миграции химических элементов в ландшафтах '// Мзт-лы докл. совещания "Геохимия ландагфггоз при поисках месторождений полезных ископаемых и охране окружающей среда". -Ново-' российск, 1982. -С. 256-257.

9. о коэффициенте водкой миграции как показателе подвижности элементов в ландоафггах // Мат-лы докл. совещания "Геохимия ландшафтов при поисках месторождения полезных ископаемых и охрзне окружающей среда". -Новороссийск, 1982. -С. 256-257.

10. Методика расчета скорости водной эрозии пород и дочв // Изв. СКНЦ ВШ. -1983 -»2. -0.71-74.

11. О.балансе Cops а реках мира / Богомолов А.Х., Вигутова /..я. // ftccm. Ш. Геология. -1934. -сер. 4. -й 2. -0.35-41.

12. Метод расчета, скорости водной"эрозш.пород я по*>п // Литология и полезные ископаемые. -1985. -)» 4. -С.137-141

13. О закономерностях эрозии пород континентов и ее некоторых геохимических следствиях // Геохимия. -1986. -Я 2. -С.219-225.

14. о isacürrsöax сорбционных процессов в водной толще р.Дон. / Влздажфскиа Б.М., Гришин H.H., БлуЕштейн A.M. // Тез. докл. 2 Уральского научно-координационного совещания по охране подземных вод Урала й сопредельных территорий "Еопросы охраны природных вод Урала".• Свердловск, 1986. -С. 21-22.

15. Масштаб сорбции свинца» хадаия и марганца минеральными взвесями р.Дон. / Владимирский Б.iL, Гришин М.Н., Бдувитеан A.M. // ДАН СССР. -1986. -1.288, ■№ 3. -0.707-708.

16. 5Сишческая эволюция Земли./Вояткевэт Г.В./ -М-.: Недра, 1986. -215 с. .

17. К оценке-роли бактериоплашсгона в формовании микроэлэ-ментного состава р. Дон / Анккаяов A.M., Вирцавс Л.Н., Чердынцова Л.hi. // Мат-лы докл. 28 Всесога. геохимического совещания "Изуче-нкэ процессов формирования химического состава природных .вод в условиях антропологического воздействия". -Л., 1987. -С. 9.

. 18. Законогззрносш распределения растворенных фракций углерода в" снеговых, паводковых водах и водах постоянных и временных водостоков / Кузнецов Г.М., Поздееэ В.В. // Тез. докл. 3 Везсо-ща. научнса конференции "Проблемы экологии Байкала". -Иркутск. -1883. -С. 39.

19. О мэсвтгбах и способах реутилизации твердых фаз СаС03 моллосхами Азовского коря / ЧзрныаоЕа И.В. // ДАН СССР. -1938. -Т.259, П 4. -С.974-976.

20. !&тгрзцш тяжелых кзтагдоа в системе "речной водосбор -•конечный водоем стока" // Тез. дскл. 3 Всесовзн. конференции "Проблэкь? экологии Прибайкалья". -Иркутск, 1588. -С.35.

21. Об особенностях гззоеого метаболизма пэдробионтов Цимлянского водохранилища // Тез. докл. 6 Ростовской нэучво-практичаскоя школы-се-гяшзра "Механизм адгптзции животных и рзсте-Еиа- к экстремальным фактора?,! среду". -Ростов-за-Дону, 1S90. -С.22-23.

22. Об" экологических проблемах Азовского моря и путях их ре-

шения И Тез. докл. научно-общественных"чтений, по проблемам экологии и охраны природы Азовского моря. -Мариуполь, 1991. -С.21-23.

23. Кассоперенос осадочного вещества на Нижнем Дону. Физико-географическая характеристика района // Биогеохимический цикл тяжелых металлов в экосистеме Нижнего Дона. -Ростов-на-Дону,, 1991.. -С.4-Ю.

24. Структура твердого, речного стока // Биогеохимический цикл тяжелых металлов в экосистеме Нижнего Дона. -Ростов-на-Дону, 1991. -С.10-14.

25. Тяжелые металлы в абиотических комплексах нижнедонской экосистемы. Вода. // Биогеохимический цикл тяжелых металлов в экосистеме Нижнего Дона. -Ростов-на-Дону, 1991. -С.23-32.-

26. Тяжелые металлы в абиотических комплексах нижнедонской экосистемы. Взвесь. // Биогеохимический цикл тяжелых металлов в . экосистеме Нижнего Дона. -Ростов-на-Дону, 1991. гС.23-32.

27. Тяжелые металлы в абиотических комплексах • нияшедонскоа экосистемы. Грунты. // Биогеохимическия цикл тяжелых металлов в экосистеме Нижнего Дона. -Ростов-на-Дону, 1991. -С.36-43. .

28. Гидрохимическая характеристика Нижнего Дона. Ионный состав. // Биогеохимический цикл тяжелых металлов в экосистеме Нижнего Дона. -Ростов-на-Дону, 1991. -0.17-18. '

29. Гидрохимическая характеристика Нижнего Дона v Азот. // Биогеохимический цикл тяжелых металлов в экосистеме Нижнего Дона. -Ростов-на-Дону, 1991. -0.18-19. :' •

30. Минеральный фосфор. // Биогеохимический цикл тяжелых металлов в экосистеме Нижнего Дона. -Ростов-на-Дону," 1991. -С.19-20.

31. Кремния. // Биогеохишческий цикл тяжелых металлов' в экосистеме Нижнего Дона. -Ростов-на-Дону, 1991. -С.20-21.

32. Растворенное органическое вещество. // Биогеохимический цикл тяжелых металлов в экосистеме tornero Дона. -Ростов-на-Дону, 1991. -0.21-23.

33. Поставка растворенных форм металлов вводщую тоаду. //. Биогеохимический цикл тяжелых металлов в экосистеме Нижнего Дона. -1'остов-на-Дону, 1991. -С.89-91.

34. Скрытые стоки металлов. // Биогеохимический цикл тяжелых

металлов в экосистеме Нижнего Лона. -Ростов-нз-Лону, 1991. -С.Ч1-95. ■

35. Вывод тяжелых, металлов из водаоа толяи. // Bvsorsoxvm-ческия цикл тяжелых металлов в экосистеме Hmsero Дона. -Ростов-на-Дону, 199t. -С.95-93.

36. Баланс тяжелых металлов в экосистеме Нижнего Дона. // Биогеохикическиа цикл тяжелых металлов в экосистеме Нижнего Дона. -Ростов-на-Дону, 1991. -C.98-1QQ.

37. Роль тгжзлд!-металлов в эволюции биосферы. // Еиогоохи-мическиа цикл тяхшых. металлов в экосистеме Нижнего Дона. -Ростов-на-Дону, 1991, -tC. 100-105.

38. Фитопланктон-среда / Троф'имчук O.A. // Биогеохимическия цикл тяжелых металлов в экосистеме Нижнего Дона, -Ростов-на-Дону, 1991. -С.59-64.

39. Формирование. антропогенной . геохимической провинции в Цимлянском регионе / Голубова Н.В. 7/ Тез. докл. 2 Бсесовзн. совещания "Геохимия техноганеза". -Минск, 1991. -0.27-29.

40. Об особенностях формирования литолого-геохимическоя зональности в водохранилищах / Голубова К.З., Казьмина Л.Н. // Тез. докл. 2 Всесоюзв. совещания "Геохимия техЕогшеза". -Минск, 1991. -С.29-30.

41. Биогенные газовые выбросы из водоемов, загрязненных органическим веществом / Кузнецов Г.М. // Тез. докл. 2 Всесоюзн. совещания "Геохимия техногенеза". -Минск, 199V. -С.30-32.

42. Углеродно-азотныа дисбаланс в Цимлянском водохранилище и его биогеохимичэскиэ следствия / Боровлева И.Н., Кузнецов Г.М. // Гидрохимические материалы.- -1994. -X. 113. -С. 60-67.

43. Динамика переформирования берегов Цимлянского водохранилища / Казьмина I Н., Молодкин П.Ф. // Водные ресурсы. -1994. 1.21, » 2. -С. 218-224.

44.Содержание 'радионуклидов з донных отделениях цимлянского водохранилища /Давыдов М.Г., Марескин С.А., Мзла.-зз Т.Ю., Сгра-дом'ская Е.А.// Атомная энергия.*- 1594.-т.77,вып.1 - С.48-51,

45.Нарушение природных циклов углерода, азота и кислорода в эвтрофных водоемах /Боровлева И.Н.// Известия высших учебных заведений. Северо-Кавказский регион. Естественные науки.- 1394.

N 1-2. - С.62-66.