Биогеохимические циклы

Круговороты химических элементов в биосфере, трассирующихся из внешней среды в живые организмы и растения и обратно во внешнюю среду, называются биогеохимическими циклами. "Био" указывает на отношение к жизни, живым организмам, а "гео" - к земной коре, к земному шару, воздуху и воде. Термин биогеохимия был впервые предложен В.И.Вернадским и окончательно закреплен в науке после публикации Дж.Хатчинсона в 40-х годах (1943-1950 гг.). Биогеохимия изучает обмен веществ между живыми и костными составляющими биосферы. Движение необходимых для жизни элементов и неорганических соединений называют круговоротом элементов питания, который в биосфере можно подразделить на два основных типа: круговорот газообразных веществ с резервным фондом в атмосфере или гидросфере и осадочный цикл - в земной коре.

В биогеохимических циклах участвуют различные элементы, среди которых такие, как углерод, водород, кислород и азот, потребляются организмами в больших количествах. Человек уникален не только тем, что из более чем 90 элементов, известных в природе, его организм нуждается в 40 различных элементах, но и тем, что в своей жизнедеятельности он так или иначе использует почти все другие элементы природы. Более того, человек включает в циклический процесс все больше и больше искусственных элементов, создаваемых им, нисколько не проявляя заботы об экологических последствиях такого "содействия" природе. Возникает дисбаланс веществ (в частности, локальные избытки или дефицит), круговорот начинает деформироваться, терять цикличность (иначе говоря, процессы становятся несовершенными), нарушается процесс возвращения в круговорот. Известно, что там, где по тем или иным причинам круговорот жизненно важных элементов снижается или уменьшается, наступает биологическая катастрофа, в результате которой гибнут огромные количества рыбы, водоплавающих птиц и других животных. Одной из известных биологических катастроф является Эль-Ниньо, происходящая в зоне Перу в Южной Америке. Из-за "водяного парникового эффекта", когда по не известным еще причинам проникающие с севера теплые течения покрывают глубинные холодные воды, обогащенные биогенными веществами, существенное уменьшение фитопланктона приводит к голоду, гибнут десятки миллионов тонн рыб, птицы, гнездящиеся на побережье, покидают зону катастрофы.

Одним из главных направлений усилия по охране природы общества должно стать сохранение цикличности процессов и восстановление равновесия фондов химических элементов в круговоротах. Биологические катастрофы во многом связаны с движением и круговоротом воды, с их непрерывной изменчивостью. В своей природоохранной деятельности мы должны постигнуть методы восстановления и поддержания круговорота воды, углерода, кислорода и других элементов, а также мониторинга - контроля динамики элементов питания в этих средах - это одна из важных ступеней нерешенных проблем в экологии.