|
|
|
|
|
|
|
|
ПРИМОРСКОГО КРАЯ ЧТО МЫ ЗНАЕМ ОБ УГЛЕ УГЛЕНОСНОСТЬ ПРИМОРСКОГО КРАЯ
|
Неотъемлемой частью всякого болота является вода.
Представление о том, что вода в болоте застойного характера, недостаточно.
Необходимо знать, как и откуда она поступает в торфяник, какие минеральные
соединения туда приносит, каковы ее динамика и геохимические свойства в
болоте.
Питание торфяников осуществляется за счет атмосферных, поверхностных, грунтовых и морских вод. Участие их неодинаково и зависит от многих природных факторов: климата, рельефа, геологического строения территории и пр. Наибольшим количеством атмосферных осадков, как известно, характеризуется экваториальный пояс, где годовое их количество достигает 3000-5000 мм. В аридных зонах, расположенных по обе стороны от экваториального пояса, оно составляет 10-250 мм. В умеренных поясах колеблется в пределах 500-2000 мм. Атмосферные воды слабоминерализованы, кислые (рН?4). Поверхностные воды также тесно связаны с климатом. В экваториальной гумидной зоне годовая сумма стока поверхностных вод составляет в среднем 100-200 см/год, в умеренных южной и северной гумидных зонах - 20-100 см/год, в пустынях - 1-5 см/год. Наименее минерализованные воды (менее 0,2 г/л) распространены в районах влажного климата, сильно минерализованные (более 3 г/л) - в степях, пустынях и сухих саваннах. Поверхностные воды переносят значительное количество минеральных веществ во взвешенном состоянии. Более всего их в реках пустынных областей. Например, в Аму-Дарье в каждом кубометре воды их содержится 3600 г, в то время как в Днепре - всего лишь 45 г. Содержание же органического материала в поверхностных водах максимальное во влажном экваториальном поясе. Например, количество органического материала в твердых веществах р. Амазонки составляет 70%, а в Дунае всего лишь 3,2%. Грунтовые воды образуются, главным образом, за счет инфильтрации атмосферных осадков, а также вод рек и озер. Чаще всего они распространены в аллювиальных отложениях речных долин, в конусах выноса предгорных областей, а также в неглубоко залегающих коренных трещеноватых породах. Величина стока грунтовых вод сильно зависит от количества атмосферных осадков. В условиях влажного климата за счет интенсивного выщелачивания почв и горных пород формируются пресные грунтовые воды, в засушливых областях преобладают соленые. Питание торфяников в мангровых болотах осуществляется за счет морских вод и атмосферных осадков. В лесных болотах экваториального пояса на океанических побережьях (острова Океании) и внутриконтинентальных низменных равнин (бассейн р. Конго) большую роль в питании торфяников играют атмосферные осадки. В тропическом и субтропическом поясах основное участие в обводнени торфяников принимают поверхностные и атмосферные воды. В умеренном поясе питание верховых торфяников осуществляется в основном атмосферными осадками, низинных, - преимущественно поверхностными и атмосферными водами. Грунтовые воды преобладают в питании торфяников на песчаных и гравийных грунтах в межгорных впадинах. Температурные условия в деятельном слое торфяников разнообразны. Средняя температура в умеренном климатическом поясе составляет около 120С. В более теплых областях она значительно выше, достигая на отдельных участках под солнцем 50-700С. Геохимическую среду торфонакопления характеризуют кислотно-щелочные (рН) и окислительно-восстановительные (Еh) условия. Водородный показатель (рН) характеризует содержание водородных ионов в среде. Например, у дистиллированной воды рН=7, томатного сока - 4, столового уксуса - 3, лимонного сока - 2. Природные воды с рН равным 7 считаются нейтральными, ниже - кислыми, выше - щелочными. Морская вода имеет рН?8, озерная - 5-6. Многие природные системы, в том числе и торфонакопительная, обладает внутренней самоорганизацией. Смещение среды в сторону щелочной или сильнокислой вызывает к действию внутренние силы, обеспечивающие необходимое кислотно-щелочное равновесие. Если система не в состоянии этого сделать, она разрушается. Например, при выращивании сельскохозяйственных культур в таком случае требуется вмешательство человека. При повышенной кислотности почв их известкуют. Окислительно-восстановительный потенциал среды (Еh) служит мерой ее способности к окислительно-восстановительным реакциям, измеряется в милливольтах или вольтах. При положительных значениях Еh среда является окислительной, при отрицательных - восстановительной. Применительно к геохимии болотных ландшафтов выделяют окислительную обстановку, восстановительную без H2S (глеевую) и восстановительную с H2S (сероводородную). Первая из них характеризуется присутствием в воде свободного кислорода, поступающего из воздуха за счет естественной растворимости или фотосинтеза водных растений. Микробиологическое окисление органических веществ здесь происходит до углекислого газа и воды. Восстановительная глеевая обстановка создается в пресных водах, не содержащих свободного кислорода. Для нее характерно большое количество органических веществ. Восстановительная сероводородная обстановка создается в безкислородных водах, богатых SO4, где микробиологическое окисление органических веществ происходит за счет восстановления сульфатов. Это приводит к осаждению металлов и образованию нерастворимых сульфидов, например, пирита (H2S). Важнейшими восстановителями являются органические вещества, газообразный водород и двухвалентное железо. По окислительно-восстановительным условиям торфонакопительная система также способна к самоорганизации. Как это происходит? Началу торфонакопления, когда болото только зарождается, чаще всего отвечает окислительная среда в деятельном слое. Высокая насыщенность болотных вод кислородом благоприятствует здесь развитию как растений, так и микроорганизмов. При микробиологическом разложении растений выделяются органические соединения, являющиеся сильными восстановителями, т. е. активная деятельность микробов, в конечном итоге, смещает среду торфонакопления в сторону восстановительной. Но такая среда не благоприятна для дальнейшего их развития. Получается, что микробы сами ухудшают среду своего обитания. Однако самоубийственная работа их на этом не прекращается. При дальнейшем разрушении растительного опада в среду дополнительно выделяются фенолы, содержащие дубители, которые также тормозят развитие микробов. Такие условия в неизменном виде привели бы в конечном итоге к гибели всех микроорганизмов и массовому накоплению растительного материала. Но этого не происходит, потому что на смену аэробным бактериям приходят анаэробные, в частности, сульфатвосстанавливающие и метанообразующие. Первые из них, выделяя сероводород, а вторые - метан, приводят к ухудшению условий обитания болотных растений. Их росту не благоприятствует и малое количество растворенного в воде кислорода. В конечном итоге растительного опада в болоте становится меньше. В связи с этим аэробные бактерии, ухудшив еще до этого условия своего обитания, теперь лишаются и достаточного количества растительной пищи. Наступает период их массовой гибели, что приводит к сокращению выделений в среду сильных восстановителей - органических соединений. Среда вновь возвращается в свое первоначальное состояние, т. е. становится окислительной. Аэробы вновь обретают силу и цикл повторяется. Регулярное повторение таких циклов приводит торфонакопительную систему в квазистационарное равновесие. Рассмотренный путь развития торфяника является идеальным, т. к. вся система представлена замкнутой только на растительный и микробный миры. Если бы это было так, то система быстро бы прекратила свое существование. Не происходит это потому, что торфонакопительная система окружена безграничным пространством с неисчерпаемым запасом энергии и прежде всего солнечной, с которой связан фотосинтез растений. Наблюдается достаточно тесная связь геохимии торфонакопления с главнейшими типами ландшафта. Кислая окислительная среда характерна для болот таежной зоны. Низкие значения рН в этих болотах связаны с малым содержанием в золе растительного опада сильных оснований (Ca, Mg, Na, K),. высокие же значения Eh - с большим количеством в среде кислорода и слабым развитием процессов образования органических соединений. В лесных болотах влажных тропиков среда кислая. Это связано с тем, что здесь в питании торфяников большое участие принимают кислые атмосферные воды. Широко распространены также бактерии, окисляющие восстановленные соединения серы до сульфатов. В торфяниках широколиственных лесов из-за высокого содержания в золе растительного опада сильных оснований (Ca, Mg, Na, K), среда нейтральная или слабокислая. Как и в лесных болотах влажных тропиков, здесь среда по Eh восстановительная. Это обусловлено глубоким разложением растительного материала и, как следствие, образованием большого количества органических соединений. В манграх, под влиянием морских вод, среда торфонакопления нейтральная и слабощелочная восстановительная сероводородная. К локальным факторам, определяющим среду торфонакопления, относятся состав пород в области сноса обломочного материала, рельеф местности, вулканические процессы и пр. Если в породах области сноса достаточно водорастворимых соединений кальция, то среда торфонакопления может смещаться в сторону щелочной. В условиях расчлененного рельефа, из-за большой проточности вод, богатых кислородом, среда смещается в сторону окислительной. В районах широкого развития вулканической деятельности среда торфонакопления кислая, что связано с выделением в атмосферу углекислого и сернистого газа, аэрозолей соляной кислоты и растворением их в поверхностных водах. Из вышесказанного видно, что болота - это очень сложный и сбалансированный мир. Растительность, микроорганизмы и среда их обитания не разобщены друг от друга, а тесно переплетены тысячами невидимых связей. В недрах болот идет не только разрушительная работа, но, прежде всего, созидательная, что обязано способности болот к самоорганизации. Познание жизни болот поможет человеку в решении современных экологических проблем, связанных с нашим технологическим экстремизмом. Хорошо об этом сказал академик АН Украины К. Сытник: ”Мы не так уж давно осознали роль болот в экологическом равновесии... Однако проблема не сводится к сохранению той или иной болотистой местности. Болота, словно гигантская губка, впитывают атмосферную влагу, а вместе с ней пыль, копоть, окислы серы, азота, углерода, различные углекислоты, которые в большом количестве производит наша промышленность. Впитывают болота загрязненную влагу, выпускают чистую. Самые величавые реки мира вытекают из болот. Теряя болота в результате не всегда разумной нашей деятельности, мы навсегда ломаем их специфический микроклимат и не всегда с пользой меняем гидрологический режим местности”. |
Апрель 2000 г.
ФАНДЮШКИН Геннадий Алексеевич, к.г. - м.н., с.н.с. лаборатории седиментологии Дальневосточного геологического института ДВО РАН
Тел.: (7-4232) 32-12-49
Е-mail: fegi@online.marine.su
Смотрите также на нашем сервере:
Схема
размещения угольных месторождений
Таблица
месторождений угля Приморского края
а также
Приложение2.
Краткая
характеристика месторождений угля Приморского края
электронного издания монографии ДВГИ ДВО РАН:
"ГЕОЛОГИЯ
И ПОЛЕЗНЫЕ ИСКОПАЕМЫЕ ПРИМОРСКОГО КРАЯ"
Copyright ©1998- 2000 Лаборатория компьютерных технологий
ДВГИ ДВО РАН
webmaster@fegi.ru