Лекции по природоведческой микробиологии - Заварзин Г.А.
ISBN 5-02006454-8
Скачать (прямая ссылка):
Компонент Концентрация, ммоль/кг Время пребывания, годы
Na+ 468,0 4,8 • 107
Mg2+ 53,2 О о -о
Ca2+ 10,2 "о О 00
K+ 10,2 5,9 • 106
CP 545,0 7,3 • 107
1 О </> 28,2 7,9 • 106
1 о и я 2,4 О о оо
В г 0,84 1,0 • ю8
РО^" "0,01 * 7 • 104
го океана вдет, главным образом, в виде СаСОэ, меньшую, но качественно
важную роль в балансе играет осаждение гипса CaS04 • 2Н20, ангидрита
CaS04 и доломита CaMg(C03)2. Практически весь СаСОэ осаждается
биологически в поверхностных водах эу-кариотными организмами. Осадки
докембрия представлены преимущественно доломитом. Принимается, что состав
воды океана не менялся существенно в течение 0,9 млрд лет, судя по
составу эвапо-ритов1. Однако концентрация солей в воде может варьировать
в пределах 2-3 раз, не влияя на порядок образования солей.
Водоемы резко различаются по своей гидрохимии. Морские водоемы и
производные от них талассофилъные отличаются постоянством состава и
доминированием хлорида натрия и сульфата магния как основных
составляющих. Они представляют собой океаническую воду разной степени
концентрации вплоть до эвапоритовых бассейнов, состав воды которых
обусловливает химическую садку солей и отложение из рассолов
водорастворимых минералов. Ата-лассофильные водоемы не связаны по своему
минеральному составу ни с нынешней морской водой, ни с погребенными
отложениями морских солей. Разнообразие гидрохимии таких озер приводит к
развитию в них своеобразных микробных сообществ.
Континентальные воды очень разнообразны по своему составу: от пресных вод
горных потоков, вытекающих из-под ледников, до минерализованных озер
аридного климата. Гидрохимия и классифи-
1 Borchert Н., Muir R.O. Salt deposits: The origin metamorphism, and
deformation of evaporites; N.Y., Van Nostrand, 1984; ZharkovM.A. History
of Paleozoic salt accumulation. N.Y.: Springer, 1984.
153
кация континентальных вод изложена в монографии О.А. Алехина и Ю.И.
Ляхина (1984).
Континентальные воды представляют малые резервуары с небольшим временем
пребывания воды в них. Химический состав их варьирует в широких пределах
в зависимости от времени контакта с твердой минеральной фазой, промывного
режима, и поэтому средние значения имеют мало смысла. Следует отметить,
что континентальные воды содержат мало NaCl, если только они не
образовались путем размывания древних морских осадков, как соленые озера,
вроде Мертвого моря или ряда озер к северу от Каспия. Микроорганизмы
пресных вод чувствительны к 3,5% NaCl, что служит тестом на морское или
пресноводное происхождение. В пресных водах доминирует бикарбонат-ион,
поступающий из атмосферы и из почвенных вод области водосбора. В
формировании ионного состава пресных вод главную роль играет процесс
химического выветривания как изверженных пород, так и осадочных,
вынесенных на поверхность в результате тектонических процессов. Плащ
осадочных пород образовался уже на ранних этапах развития Земли, и
поэтому повторное выщелачивание их играет большую роль в круговороте
минеральных веществ. Остаточным продуктом выщелачивания служит кора
выветривания. В современных условиях на формирование состава
континентальных вод большое влияние оказывают почвенные воды района
водосбора, находящиеся под влиянием растительного покрова. В прошлом, до
силура, растительный покров отсутствовал.
Критическим фактором в формировании состава континентальных вод является
время их контакта с твердой фазой. Подобно тому как на формирование
состава атмосферы влияют биогенные факторы почвенного воздуха и аэротопа,
так на формирование состава вод влияют интерстициальные (находящиеся
между твердыми частицами) воды, одним из примеров которых может быть
почвенная влага и грунтовые воды. В равновесие с минералами вмещающих
пород могут прийти только подземные воды при очень больших временах
пребывания.
Интересной моделью конечного результата химического выветривания горных
пород на площади водосбора могут служить минерализованные бессточные
озера, представляющие своего рода лизиметры. Они очень разнообразны по
гидрохимии, особенно в условиях подземного питания. Состав их вод нужно
корректировать на осаждение минералов в пределах водосбора.
5.2. ВОДОЕМ КАК МОДЕЛЬ ЭКОСИСТЕМЫ
В экологии водоем является моделью экосистемы с геохимическим
круговоротом веществ. Баланс веществ в водоеме поддается более легкому
определению, чем в иных экосистемах. Приток и вынос можно оценить по
речному стоку. Растворенные вещества более или менее равномерно
распределяются в объеме воды, и для них существуют хорошо разработанные и
унифицированные методы
154
"мокрой химии". Это связано с решающим значением воды в жизни
человечества и всего живого мира. Особенно удобны в качестве моделей
экосистем озера. Роль микроорганизмов в них была подробно изучена у нас в
стране школой С.И. Кузнецова, которым был разработан подход к выяснению
микробиологических процессов, послуживший неким шаблоном в течение уже
полустолетия. Работы этой школы опубликованы в серии монографий
