СОДЕРЖАНИЕ

СКОЛЬКО ЕЩЕ МЕТАЛЛОВ МОЖЕТ ПОСТУПИТЬ В БИОСФЕРУ ?

Действительно, прежде всего надо выяснить этот вопрос, для чего необходимо знать мировые запасы руд различных металлов и минерального топлива.

Все эти цифры можно найти в статистических ежегодниках ООН. В частности, мировые запасы каменного угля на 1978 г. составляли 8134,4 млрд. т, бурого — 2628 млрд., нефти — 74,6 млрд., торфа — около 100 млрд. т.

Поскольку сведения о среднем содержании микроэлементов в различных видах ископаемого топлива известны, то не представляет особого труда определить окончательную величину их поступления в окружающую среду в случае полного исчерпания имеющихся запасов топлива и руды на суше.

Все металлы, рассеиваемые в результате производственной деятельности человечества, поступают главным образом и прежде всего на поверхность почвенного покрова, в гумусосферу. Из почвы они усваиваются растениями, с растительной пищей и воздухом могут переходить в организмы животных. Поэтому в качестве мерила масштабов техногенных влияний очень наглядным будет отношение ожидаемого суммарного техногенного выброса того или иного металла к его современному содержанию в почве и живом веществе (которое, впрочем, включает техногенную составляющую).

Сделанные подсчеты показали, что такое отношение наиболее велико для мышьяка — 470,2. Затем следуют сурьма (387,5), висмут (381,3), уран (297,5), кадмий (50,6), а далее располагаются в порядке убывания кобальт, серебро, олово, свинец, ртуть, никель и др.

Схема биогенной аккумуляции микроэлементов в гумусовом горизонте почвы (по В. Р. Вильямсу и В. М. Гольдшмидту)

Итак, предстоящее поступление микроэлементов в биосферу, которое произойдет в случае полного исчерпания известных на сегодняшний день запасов полезных ископаемых, в десятки и сотни раз превзойдет их содержание в почвах и живом веществе.

Есть все основания считать, что предсказываемый «ливень» микроэлементов, который в предстоящие десятилетия и столетия хлынет на гумусовую оболочку, преуменьшен. Ведь по-прежнему будет происходить их поступление в силу естественных причин.

Будет продолжаться биогенное накопление

Например, в гумусовых горизонтах некоторых лесных почв возможна аккумуляция бериллия, кобальта, никеля, цинка, германия, мышьяка, свинца, золота, серебра и других металлов. Эти элементы могут поглощаться из материнской породы, куда проникают самые тонкие корни деревьев (корни сосны достигают 4—4,5 м, а длина корней дуба нередко превышает 10 м), а затем вместе с опавшими листьями и ветками переходить в гумус (рис. 9).

В вулканических районах микроэлементы продолжают интенсивно поступать в почву через атмосферу при выбросах пепла и в парообразном состоянии. Так, Этна, будучи в активном состоянии, выбрасывает в течение года 130 т свинца, 10 т кадмия, 365 т меди, 1100 т цинка, 3 т серебра. Всего в мире насчитывается 609 вулканов, относимых к действующим; все они извергались на глазах человека. В XX в. (до 1977 г. включительно) на земном шаре произошло 1380 вулканических извержений; таким образом, ежегодно пробуждается 15—20 вулканов. 37 наиболее крупных извержений нашего столетия выбросили в атмосферу 57 куб. км пепла.

Летучие элементы, такие, как ртуть, мышьяк, сурьма и др., адсорбируются пепловыми частицами субмикронного размера, которые при катастрофических вулканических взрывах могут оказаться в стратосфере на высоте 20—22 км. В итоге происходит рассеивание микроэлементов по всей поверхности земного шара.

Другой источник микроэлементов, поступающих через атмосферу, — Мировой океан. Во время штормов ветер срывает гребни волн, поднимает вверх тонкую водяную пыль — происходит «механическое испарение» (термин советского океанолога Н. Н. Зубова). После испарения воды в воздухе остаются мельчайшие кристаллики солей, так что «соленый воздух моря» — реальность, а не просто ходячее выражение у авторов морских рассказов. Воздушные течения переносят затем эти соли на материки. Твердые частицы играют роль ядер конденсации, и осадки, выпадающие над сушей, всегда содержат какую-то примесь солей морского происхождения. Но особенно богаты ими, конечно, осадки, выпадающие в приморских районах.

Еще один источник естественного поступления металлов на поверхность почвы — космос. Метеориты — темные, тяжелые, оплавленные камни, внушающие чувство какого-то особенного любопытства и уводящие нас в мыслях невероятно далеко от Земли,— составляют ничтожную часть от общего прихода космического вещества. Его подавляющая масса представлена пылеобразной материей; по выражению американского популяризатора астрономии У. Салливана, «на уровне микроскопических размеров имеется постоянный дождь вещества». К тому же любой метеорит весом более 100 т врезается в земную поверхность с такой силой, что почти весь испаряется под действием образующегося при ударе тепла.

Вместе с метеоритной пылью приносятся никель, железо, хром, кобальт. Мельчайшие шарики сплава космического железа и никеля рассеяны в почве вокруг Аризонского кратера и в районе тунгусской катастрофы, где установлено также аномально высокое содержание мышьяка, йода брома, теллура, цинка. В таежных условиях эти микроэлементы ускоряют прирост растений.

О необычном явлении в Саянских горах после падения крупного метеорита в начале декабря 1920 г. сообщил, со слов очевидцев, профессор Л. А. Кулик: «В течение следующих... 4—5 дней падала при совершенно тихой погоде рыжевато-бурая сажа; она была видна на снегу до самого снеготаяния... Кроме того, в течение тех первых 4—5 дней солнечный свет имел красноватый оттенок... Радиус площади, охваченной этим явлением, свидетели определяли не менее чем в 300 верст».

Величина среднегодового поступления внеземного вещества колеблется, согласно оценкам разных авторов, от 0,01 до 80 млн. т. Материки получают около 29 % от этого количества, остальное попадает в океан.