История формирования предмета биогеохимии

Учебные материалы по биологии / Биогеохимия: история и современность / История формирования предмета биогеохимии

Страница 2

Руководствуясь фундаментальными законами физики и идеей изменения, биолог Г. Спенсер, более известного как философ, сформулировал понятие эволюции как «интеграции материи, сопровождаемой рассеянием движения, переводящей материю из неопределённой, бессвязной однородности в определённую, связную разнородность, и производящей параллельно тому преобразование сохраняемого материей движения».

Он считал, что все элементы материального мира имеют общее происхождение, но через наследование черт, приобретённых в процессе адаптации к окружающей среде, происходит их дифференциация. Когда же процесс приспособления заканчивается, то возникает связная, упорядоченная Вселенная /8, 500/.

На стыке XIX и XX столетий начала размываться видимая прежде граница традиционными естественными науками, такими как геология, химия и биология, и многие исследования стали выполняться в пограничных областях, что привело к появлению новых междисциплинарных наук.

В 80-х гг. XIX в. в России возникло генетическое почвоведение. Его основатель - яркий и оригинальный ученый, профессор Петербургского университета В.В. Докучаев рассматривал образование (генезис) почвы как результат взаимодействия многих факторов-почвообразователей: почвообразующей горной породы, растений и животных, климатических условий, форм рельефа, грунтовых вод.

Учение В.В. Докучаева углубило и конкретизировало представления великих химиков о деятельности живых организмов на примере широко распространенного природного образования - почвенного покрова суши. Одновременно впервые было показано неразрывное единство живых организмов с другими компонентами природной системы и невозможность существования этой системы без явлений жизни.

К.А. Тимирязев в своих исследованиях показал разложение под влиянием солнечной энергии атмосферной углекислоты зелёными растениями /3,12/.

Таковы основные вехи развития научной мысли о планетарном значении жизнедеятельности организмов и их тесной взаимосвязи с неживым веществом окружающей среды. Многочисленные, но разрозненные и трудно сопоставимые факты и гипотезы нуждались в обобщении на новой методологической основе. Эту основу предоставила геохимия.

Согласно принципам этой науки, любой объект можно охарактеризовать соотношением образующих его атомов химических элементов. Геохимический подход позволяет сопоставлять и сравнивать самые различные природные тела и процессы. В частности, определив средний суммарный состав живых организмов Земли и сопоставив его со средним составом земной коры, можно оценить направленность геохимической деятельности живого вещества во времени. Определив массы химических элементов, ежегодно захватываемых приростом растительности Мировой суши, и массы этих же элементов, выносимых с годовым стоком всех рек, можно получить представление о значимости каждого из планетарных процессов. Геохимический подход дает возможность объективно, на строго научной основе оценить планетарный эффект деятельности живого вещества или отдельных групп живых организмов /7,10/.

Развитие геохимии в разных странах шло различными путями. В США было положено начало статистическому изучению распределения химических элементов в геологических породах. Химик геологической службы США Ф.У. Кларк с целью установления средних значений концентрации десяти главных химических элементов в основных типах горных пород, природных водах и других объектах в 80-х гг. XIX в. приступил к обобщению имевшихся аналитических данных. С 1889 г. по 1924 г. он несколько раз публиковал все более обоснованные сведения о среднем содержании химических элементов. Книга Ф. Кларка «The Date of Geochemistry» явилась первым объективным обоснованием закономерностей распределения главных химических элементов в земной коре.

В Европе геохимия складывалась на базе минералогии - науки о природных химических соединениях и процессах их образования. По этой причине главное внимание уделялось процессам, определявшим распределение химических элементов.

В Норвегии при университете в Осло сложилась сильная научная школа минералогов и химиков, представители которой изучали распределение и соотношение элементов в связи с физико-химическими процессами рудо- и породообразования. В недрах этой научной школы сформировался как ученый выдающийся геохимик В.М. Гольдшмидт. Он разработал учение о глобальных закономерностях распределения химических элементов в зависимости от строения их атомов и ионов /7,11/.