История развития геохимии ландшафтов

Содержание

Развитие геохимии окружающей среды
2 История развития гос
2.1 Предпосылки возникновения геохимии окружающей среды
2.2 Развитие геохимии окружающей среды
Повышение оригинальности
Результат поиска

Развитие геохимии окружающей среды

Возникновение геохимия окружающей среды стало возможным только благодаря успехам в развитии таких наук, как геохимия ландшафтов, биогеохимия, экология, а также работам по изучению вторичных геохимтеских ореолов рассеяния месторождений полезных ископаемых. Чрезвычайно большое влияние на ее становление оказали работы наших талантливейших современников Марии Альфредовны Глазовской, Всеволода Всеволодовича Добровольского, Александра Ильича Перельмана.

Своими корнями геохимия ландшафта уходит в замечательные направления русской научной мысли, зародившиеся на рубеже ХХ столетия. Один из ее источников — наука о ландшафтах связана с трудами великого Василия Васильевича Докучаева (1846—1903), с его системным подходом к природе земной поверхности, стремлением изучать связи между живой и неживой природой.

Среди учеников Докучаева в Петербургском университете был и будущий основоположник геохимии В.И. Вернадский (1863—1945). Таким образом, и геохимия, и наука о ландшафтах в России родились в одной научной Докучаевской школе. Ученик Вернадского, заложивший вместе с ним фундамент геохимии, А. Е. Ферсман (1883—1945) вплотную подошел к геохимии ландшафта.

Двадцатые и более ранние годы относятся к предистории геохимии ландшафта. В собственной истории геохимии ландшафта можно выделить четыре этапа, первый из которых связан с деятельностью ее основателя — Бориса Борисовича Полынова (1877—1953).

Полыновский этап. Это время становления геохимии ландшафта — конец 20-х — начало 50-х годов. Почва является “зеркалом ландшафта”, в ней осуществляется связь между “живой” и “мертвой” природой, и как природная система она родственна ландшафту. Детальное химическое изучение почвенных процессов всегда составляло одну из важных задач почвоведения, поэтому оно ближе всего стоит к геохимии ландшафта.

Методологию геохимии ландшафта Полынов построил на сочетании докучаевского учения о зонах природы (ландшафтов) с учением В.И. Вернадского о геохимической роли живого вещества и представлениями А.Е. Ферсмана и В.М. Гольдшмидта о законах физико-химической миграции элементов в земной коре.

Геохимия ландшафта в 50-е годы.В 1951 г. на географическом факультете МГУ А.И. Перельман впервые прочитал курс “Геохимия ландшафта”, в 1955 г. была опубликована его монография, в которой систематически излагались основы этого научного направления (“Очерки геохимии ландшафта”). В 1959 г. на факультете была создана кафедра, ныне носящая название “Геохимии ландшафтов и географии почв” (зав. кафедрой — профессор М.А. Глазовская, с 1989 г. — профессор Н.С. Касимов). В эти же годы началось практическое использование геохимии ландшафта при геохимических поисках рудных месторождений.

Геохимия ландшафта в 60-е и 70-е годы. С начала 60-х годов начался быстрый рост геохимии ландшафта, использование теории и методов этой науки в практике, особенно при геохимических поисках рудных месторождений. Теоретические исследования проводились в Академии наук СССР и республиканских академиях наук, университетах и других научных организациях. В университетах и институтах, где преподавалась геохимия ландшафта, создаются кафедры и проблемные лаборатории.

Геохимия ландшафта стала одной из теоретических основ геохимических методов поисков месторождений полезных ископаемых. За рубежом исследования в области геохимии ландшафта в этот период не получили значительного распространения.

Современный этап. С середины 70-х годов быстрый рост геохимии ландшафта в СССР и России связан с появлением новой области практического ее применения — решением проблем охраны окружающей среды. Важно отметить, что теоретические и методические принципы, используемые при поисках руд, создали основу для быстрого внедрения ландшафтно-геохимических методов в науку об окружающей среде. Развитие геохимии ландшафта в это время происходит по пяти основным направлениям.

1. Развитие теории и методологии науки, совершенствование понятийного аппарата и классификации ландшафтов.

Особое значение имели представления М.А. Глазовской о технобиогеомах — территориях, обладающих сходной ответной реакцией на техногенное воздействие, а также о каскадных ландшафтно-геохимических системах. Было введено понятие о геохимических барьерах и технофильности (А.И. Перельман).

2. Геохимия отдельных типов природных ландшафтов. Для осуществления фонового мониторинга природной среды необходимо знать закономерности естественных процессов миграции и концентрации химических элементов в природных ландшафтах, находящихся вне сферы локального техногенного воздействия, в том числе заповедных территорий. С этой целью были разработаны ландшафтно-геохимические основы фонового мониторинга природной среды, получены новые данные о геохимической структуре ландшафтов.

Кроме традиционного для геохимии ландшафта изучения микроэлементов начаты исследования закономерностей распределения в ландшафтах токсичных органических соединений, таких как полициклические ароматические углеводороды.

3. Историческая геохимия и палеогеохимия ландшафтов. Это направление связано с реконструкцией геохимических особенностей ландшафтов былых геологических эпох. Разработаны методология и методика исследований, палеоландшафтно-геохимическое картографирование.

4. Геохимические поиски полезных ископаемых. Исследования в области поисковой геохимии позволили разработать принципы районирования территории по условиям проведения геохимических поисков, установить основные закономерности формирования вторичных ореолов рассеяния рудных месторождений в различных природных зонах, палеогеографических и палеогеохимических обстановках, разработать теорию геохимических барьеров, предложить критерии и методы оценки выявляемых при поисках руд геохимических аномалий, разработать принципы ландшафтно-геохимического картографирования и ряд других вопросов.

Нам важно ваше мнение! Был ли полезен опубликованный материал? Да | Нет

Источник статьи: http://studopedia.su/10_37821_razvitie-geohimii-okruzhayushchey-sredi.html

2 История развития гос

2.1 Предпосылки возникновения геохимии окружающей среды

ГОС является одним из научных направлений геохимии. Время рождения геохимии можно назвать и более точно – это 1908 – 1911 гг. Местом ее рождения считается Московский университет, его кафедра минералогии, которой в те годы руководил Владимир Иванович Вернадский. В числе основоположников геохимии нельзя не назвать аспиранта В. И. Вернадского, а впоследствии академика Александра Евгеньевича Ферсмана и норвежского ученого В. М. Гольдшмидта.

Оформлению геохимии как самостоятельной науки способствовали работы многих ученых, которых сначала называли натуралистами. Из их числа вышли многие геологи, экологи, физики, химики и математики. Исследования, проведенные ими, и создали тот научный фундамент, на котором начала строиться геохимия.

Непосредственному возникновению геохимии предшествовало заложение немецкими учеными Г.Р.Кирхгофом и Р.В.Бунзеном (1859) основ спектрального анализа. Именно этот метод на многие годы стал основным при геохимических исследованиях и таким образом способствовал развитию геохимии. Развитие геохимии было бы невозможным без выдающегося открытия Д.И.Менделеевым периодического закона (1869) и без целой серии открытий, позволивших представить строение атомов и ионов. Среди этих открытий важными вехами являются следующие: 1896 г. — открытие А.А. Беккерелем радиоактивности; 1897 г.— открытие Дж. Д. Томсоном электрона; 1898 г. — открытие сильно радиоактивных элементов (радия и полония) П.Кюри и М.Кюри-Склодовской; 1911 г.— открытие Э. Резерфордом атомного ядра и создание модели атома.

Формированию геохимии как самостоятельной науки предшествовали работы, которые можно считать даже первыми собственно геохимическими исследованиями. Так, в 1815 г. английский минералог В. Филлипс начал определять среднее содержание в земной коре десяти элементов. В определенной мере эти работы были продолжены французами Эли де Бемоном и А Добрэ. Однако все перечисленные исследования еще не являлись формированием новой науки. Позже, в 1889 г., руководителем химической службы геологического комитета США Франком Уиглсуортом Кларком на основании почти тысячи точных анализов систематически отобранных горных пород была составлена первая сводная таблица среднего химического состава земной коры. Работы по уточнению этих данных проводились Ф. У. Кларком долгие годы, полученные им цифры для большинства распространенных элементов сохранили свое значение до настоящего времени. В знак признательности его вклада в развитие геохимии А. Е. Ферсман предложил величины, характеризующие среднее содержание химических элементов называть «кларком».

2.2 Развитие геохимии окружающей среды

Полыновский этап.Это время становления геохимии ландшафта — конец 20-х — начало 50-х годов. Почва является “зеркалом ландшафта”, в ней осуществляется связь между “живой” и “мертвой” природой, и как природная система она родственна ландшафту. Детальное химическое изучение почвенных процессов всегда составляло одну из важных задач почвоведения, поэтому оно ближе всего стоит к геохимии ландшафта.

Геохимия ландшафта в 50-е годы. В 1951 г. на географическом факультете МГУ А.И. Перельман впервые прочитал курс “Геохимия ландшафта”, в 1955 г. была опубликована его монография, в которой систематически излагались основы этого научного направления (“Очерки геохимии ландшафта”). В 1959 г. на факультете была создана кафедра, ныне носящая название “Геохимии ландшафтов и географии почв” (зав. кафедрой — профессор М.А. Глазовская, с 1989 г. — профессор Н.С. Касимов). В эти же годы началось практическое использование геохимии ландшафта при геохимических поисках рудных месторождений.

Геохимия ландшафта в 60-е и 70-е годы.С начала 60-х годов начался быстрый рост геохимии ландшафта, использование теории и методов этой науки в практике, особенно при геохимических поисках рудных месторождений. Теоретические исследования проводились в Академии наук СССР и республиканских академиях наук, университетах и других научных организациях. В университетах и институтах, где преподавалась геохимия ландшафта, создаются кафедры и проблемные лаборатории.

Современный этап.С середины 70-х годов быстрый рост геохимии ландшафта в СССР и России связан с появлением новой области практического ее применения — решением проблем охраны окружающей среды. Важно отметить, что теоретические и методические принципы, используемые при поисках руд, создали основу для быстрого внедрения ландшафтно-геохимических методов в науку об окружающей среде. Развитие геохимии ландшафта в это время происходит по пяти основным направлениям.

1. Развитие теории и методологии науки, совершенствование понятийного аппарата и классификации ландшафтов.

2. Геохимия отдельных типов природных ландшафтов.Для осуществления фонового мониторинга природной среды необходимо знать закономерности естественных процессов миграции и концентрации химических элементов в природных ландшафтах, находящихся вне сферы локального техногенного воздействия, в том числе заповедных территорий. С этой целью были разработаны ландшафтно-геохимические основы фонового мониторинга природной среды, получены новые данные о геохимической структуре ландшафтов.

3. Историческая геохимия и палеогеохимия ландшафтов.Это направление связано с реконструкцией геохимических особенностей ландшафтов былых геологических эпох. Разработаны методология и методика исследований, палеоландшафтно-геохимическое картографирование.

4. Геохимические поиски полезных ископаемых.Исследования в области поисковой геохимии позволили разработать принципы районирования территории по условиям проведения геохимических поисков, установить основные закономерности формирования вторичных ореолов рассеяния рудных месторождений в различных природных зонах, палеогеографических и палеогеохимических обстановках, разработать теорию геохимических барьеров, предложить критерии и методы оценки выявляемых при поисках руд геохимических аномалий, разработать принципы ландшафтно-геохимического картографирования и ряд других вопросов.

Источник статьи: http://studfile.net/preview/1730942/page:2/

Повышение оригинальности

Предлагаем нашим посетителям воспользоваться бесплатным программным обеспечением «StudentHelp», которое позволит вам всего за несколько минут, выполнить повышение оригинальности любого файла в формате MS Word. После такого повышения оригинальности, ваша работа легко пройдете проверку в системах антиплагиат вуз, antiplagiat.ru, РУКОНТЕКСТ, etxt.ru. Программа «StudentHelp» работает по уникальной технологии так, что на внешний вид, файл с повышенной оригинальностью не отличается от исходного.

Результат поиска

Наименование:

реферат История развития геохимии

Информация:

Тип работы: реферат. Добавлен: 26.03.13. Год: 2012. Страниц: 18. Уникальность по antiplagiat.ru:

Описание (план):

?Содержание

Введение………………………………………………………… ……3
1. Первые геохимические исследования……………………………4
2. Геохимия наука XX века…………………………………………11
3. Возникновение Российской школы геохимиков.
Развитие геохимии зарубежом…………………………………. 14
4. Вклад отечественных ученых в геохимию ландшафта………. 16
5. Современный этап истории геохимии среды…………………. 18
Список литературы…………………………………………………. 21

Весь окружающий нас мир – это мир химических элементов и их соединений в самых разных формах и фазовых состояниях. Буквально слово геохимия означает химия Земли. На самом деле объекты геохимии более разнообразные от атома до Вселенной. Мир един и лишь человек в силу своих ограниченных возможностей и поступательного характера развития знаний делит его на части, в зависимости под каким углом смотрит на этот мир. Геохимия одна из фундаментальных наук, она, прежде всего мировоззренческая. Эволюцию жизни на Земле нельзя отрицать, хотя есть и ортодоксы, кто упрямо твердит об одноактном ее творении. Развитие ее как показывают данные геохронологии идет по экспоненте т.е с ускорением, точно также как развитие самого человечества. Геохимия является корневой фундаментальной наукой, имеющей свой конкретный предмет изучения — химические элементы, но имеются и различные ее ветви, имеющие определенную специализацию и более прикладной характер: экологическая, поисковая, геохимия ландшафтов, геохимия рудных месторождений и др.

1. Первые геохимические исследования

Геохимия – одна из наиболее перспективных отраслей современной
геологической науки, ее по праву можно назвать наукой XXI века. Однако
корни геохимии уходят в далекое прошлое естествознания.
Уже в античное время существовали некоторые представления об
естественной истории атомов, но они неизбежно носили натурфилософский
характер.
Первые опытные данные по химии древние народы Вавилона, Египта,
Индии и Китая получали при производстве стекла, выплавлении металлов из
руд, изготовлении красителей и т. д. Сведения о химическом составе
природных соединений были унаследованы последующими поколениями
и дошли до эпохи средневековья.
В Западной Европе в эпоху средневековья познание химического состава
природных тел происходило стихийно и было связано, в первую очередь,
с трудами алхимиков и их последователей. Наиболее яркая фигура конца этой эпохи – Теофраст Парацельс (1493–1541), утвердивший химию в медицине и высказавший ряд идей, близких к геохимии, о круговороте веществ в природе.
Его современник Агрикола (1494–1555) изучал рудные месторождения
Центральной Европы и в своих работах дал первую для того времени сводку
знаний по металлургии, минералогии и горному делу. В его работах мы
встречаем некоторые геохимические идеи, связанные с генезисом минералов.
Первостепенное значение в истории химии имело введение понятия
о химическом элементе как последней инстанции делимости вещества,
составной части всех природных образований. Понятие о химическом элементе было введено в науку английским врачом и химиком Робертом Бойлем (1627–1691). Бойль интересовался также химией океана и атмосферы. Он выполнил первые анализы морской воды и указал на сложный состав атмосферного воздуха. Исследования Р. Бойля совпали со значительными успехами горнорудного дела в Центральной Европе и развитием механики.
В 1676 г. Христиан Гюйгенс (1629–1695) впервые выдвинул идею
о единстве химического состава космоса. В труде «Kosmotheoros» (1704),
который он завершил за несколько недель до смерти, Гюйгенс высказал
сокровенные мысли о строении мира. В нем отчетливо выражены два принципа огромной важности: тождество материального состава и физических сил в космосе и понятие о жизни, как о явлении космическом и принципиально отличном от косной материи.
Вопросы химии Земли в планетарных масштабах были затронуты
в работах Э. Галлея (1656–1742) и Л. Бюффона (1707–1788). Э. Галлею
принадлежит первая попытка определения возраста океана по количеству
накопленных в нем солей, приносимых реками с поверхности суши. Л. Бюффон в «Эпохах природы» (1780) нарисовал первую картину истории Земли, начиная от ее огненно-жидкого состояния. Несколько ранее Г.В. Лейбниц (1646–1716) выступил с утверждением об огненно-жидком начале Земли, с которым, по его мнению, связана ее шаровидная форма.
К середине XVII столетия было собрано и описано много минералов
и горных пород, значительно расширились сведения об их химическом составе. Появились предпосылки для возникновения научной минералогии,
кристаллографии и геологии. В Центральной Европе горнорудное дело
и металлургия достигают значительного развития в связи с возросшей
потребностью в металлах. В России расширяется эксплуатация минеральных
богатств. На этот период приходится деятельность выдающегося русского
ученого-энциклопедиста М.В. Ломоносова (1711–1765).
Михаил Васильевич Ломоносов был убежденным атомистом. Он
рассматривал Землю как сферическое тело, подчиняющееся в своем развитии
законам физики, химии и механики, одним из первых выдвинул кинетическую теорию строения вещества, сформулировал и обосновал закон сохранения вещества – фундаментальный закон всего естествознания. Ломоносовым впервые были описаны некоторые геохимические свойства металлов. Происхождение рудных жил он связывал с процессом осаждения химических соединений из воды, проходящей по трещинам горных пород. В работах М. Ломоносова мы встречаем первые идеи о «сонахождении» минералов – парагенезисе, который окончательно утвердился в минералогии в середине XIX в. Геометрическую форму кристаллов М.В. Ломоносов рассматривал как отражение соответствующего правильного расположения шарообразных частиц, а не молекул, и таким образом предвосхитил учение об эффективных ионных радиусах современной кристаллохимии. Он допускал возможность органического происхождения угля путем обугливания растительных остатков без доступа воздуха при повышенных давлениях и температурах. Органическое происхождение приписывалось им также некоторым черным сланцам, асфальту и нефти.
Из сказанного следует, что во многих вопросах М. Ломоносов намного
опередил науку своего времени. Однако по причине слабых научных связей
между странами и ограниченности научной информации в целом идеи
М.В. Ломоносова не нашли последователей за пределами России.
Во второй половине XVIII в. в дискуссиях между нептунистами
(А.Г. Вернер) и плутонистами (Дж. Хеттон) зарождается научная геология.
Возникает научная космогония благодаря трудам Э. Канта, а затем
П. Лапласа.
Дж. Пристли (1733–1804) и А. Лавуазье (1743–1794) окончательно
устанавливают химический состав воздуха. Открываются новые химические
элементы. Г.Дэви (1778–1829) исследует рудничные газы, газы вулканов,
открывает с помощью электролиза щелочные металлы – натрий и калий.
В 1794 г. в Риге выходит книга Э.Ф. Хладного (1756-1827), члена-
корреспондента Российской Академии наук, в которой доказывается
космическое происхождение метеоритов. Ранее они считались земными
образованиями. В 1802 г. В. Говардом в Англии и в 1804 г. Т.Е. Ловицем
в России были выполнены первые химические анализы метеоритов, при этом
обнаружено их минералогическое отличие от горных пород Земли. Эти
открытия предопределили появленииние космохимии.
В 1807 г. профессор Харьковского университета А. Стойкович
предположил, что метеориты – продукты распада одной из планет Солнечной
системы, поскольку в метеоритах были обнаружены те же химические
элементы, что и на Земле. Этот факт подтверждал идею единства химического состава мироздания.
С точки зрения геохимии несомненный интерес представляет книга
горного деятеля и технолога академика И.Ф. Германна (1755–1815)
«Естественная история меди», изданная в Петербурге в 1789 г. В ней описана
технология извлечения отдельных химических элементов, основанная на
изучении химических и физических свойств элементов и их нахождения
в природе. Другой русский академик, В.М. Севергин (1765–1826), в книге
«Первые основания минералогии или естественной истории ископаемых тел»
в 1798 г. формулирует понятие о естественных ассоциациях минералов, об их
парагенезисе, обозначив это понятие термином «смежность минералов».
В 1815 г. английский минералог В. Филлипс (1773–1828) впервые
предпринял попытку выяснить средний химический элементарный состав
земной коры. Он дал оценку распространенности десяти химическим
элементам и в общем правильно определил порядок их распространения,
выделив при этом количественное преобладание четырех элементов – О, Si, А1, Fе, подобное преобладанию четырех элементов в живых организмах – О, Н, С, N.
В изучении химического состава отдельных минералов земной коры
большая заслуга принадлежит шведскому химику И.Я. Берцелиусу (1779-
1848), открывшему Ce, Se, Th, Та и получившему Si в чистом виде. Его
исследования подводили прочный фундамент под здание будущей геохимии.
Минералогию он определял как химию земной коры.
Один из видных натуралистов XIX в. – Александр Гумбольдт (1769-1859)
чрезвычайно близко подходит к пониманию геохимической роли растений,
закладывает основы биогеографии. В ранних работах он отмечает влияние
организмов на окружающую среду. Совместно с французским химиком
Ж.Л. Гей-Люссаком Гумбольдт доказывает однородность химического состава атмосферы на разных высотах, определяет состав воды в единицах объема кислорода и водорода.
Польский химик и врач А. Снядецкий (1768–1836) установил правило,
в соответствии с которым рост массы и геохимическое действие живого
вещества, обусловленные питанием и дыханием, при смене поколений
происходят обратно пропорционально массе организма. Он первый высказал
мысль о закономерном круговороте всех химических элементов земной коры.
Ж.Б. Дюма (1800–1884) и Ж. Буссенго (1802–1887) во Франции,
К. Шпренгель (1787–1859) и Ю. Либих (1803–1873) в Германии и их
последователи закладывают основы агрохимии и устанавливают геохимическое значение зеленых растений как ведущего фактора в газовом балансе нашей планеты. Ю. Либих и К. Шпренгель выясняют роль «зольных элементов» в жизни растений, в повышении плодородия почвы.
Карл Бишоф (1732–1870) в 1847 г. выпустил объемную монографию по
химической и физической геологии, в которой представил большое количество геохимических данных, обосновал ведущую роль воды в химических процессах поверхности Земли, ярко описал историю развития многих химических элементов, доказал, что их развитие представляет собой круговые процессы.
Французский геолог Ж. Эли-де-Бомон (1798–1874), связывал историю
химических элементов с магматическими и вулканическими процессами.
В своих работах он описал ведущую роль воды в геохимических процессах,
ввел понятие о вулканических эманациях, развил идею о связи химических
элементов с геологическими процессами. Ж. Эли-де-Бомон впервые определил концентрацию элементов в горных породах и коре выветривания, указав, что наибольшее количество элементов концентрируется в гранитах, к которым приурочена концентрация Sn, W, Мо, Nb, Та, U, Th, редкоземельных элементов. Одновременно он отметил, что указанные элементы сосредоточиваются преимущественно в краевых частях гранитных интрузий. По Ж. Эли-де- Бомону, большинство химических элементов проникло в земную кору в первичные эпохи истории земного шара и в последующие геологические эпохи происходило лишь их перемещение.
Применение палеонтологического метода позволило в 1830–1840 гг.
создать стратиграфическую колонку. В этот период в истории геологии
появляется термин «геохимия». Он был введен швейцарским химиком X.
Шенбейном (1791–1867) в 1838 г. В 1842 г. Шенбейн писал: «Уже несколько
лет тому назад я публично высказал свое убеждение, что мы должны иметь
геохимию, прежде чем речь может идти о настоящей геологической науке,
которая, ясно, должна обращать внимание на химическую природу масс,
составляющих наш земной шар, и на их происхождение, по крайней мере,
столько же, сколько и на относительную древность этих образований и в них
погребенных остатков допотопных растений и животных».
Однако для возникновения геохимии понадобилось еще некоторое время.
Это время наступило после утверждения атомно-молекулярной теории
в физике и химии, после выяснения основных особенностей строения атома на основании периодического закона Д.И. Менделеева, после накопления
большого количества эмпирических данных по распространению химических
элементов в минералах и горных породах, после установления среднего
химического состава земной коры в целом.
Как известно, идеи новой атомистики XIX столетия победили не сразу.
Английский врач Уильям Проут в 1815 г. допускал, что атомы всех элементов
сложены из протила, т. е. легчайшего атома водорода. Идеи о составе атомов из электрически заряженных частиц были выдвинуты примерно в то же время профессором минералогии и сельского хозяйства Московского университета М.Г. Павловым (1793–1840), правда, они носили умозрительный характер. Основателем научного атомизма следует считать Дж. Дальтона (1766–1844),
затем И. Берцелиуса (1779–1848).
Можно заключить, что два выдающихся события во второй половине XIX
в. подготовили фундамент для возникновения геохимии. Это изобретение
в 1859 г. Р. Бунзеном и Г. Кирхгофом спектрального анализа и откpытие
в 1869 г. периодического закона химических элементов Д.И. Менделеевым.
Открытие спектрального анализа неограниченно расширило возможности
получения информации о химическом составе далеких звездных миров
и подтвердило тождественность химических элементов Земли и космоса.
Благодаря спектральному анализу стало возможным выявление химического
состава горных пород и минералов, определение содержания в них редких
и рассеянных элементов.
В I860 г. Р. Бунзен и Г. Кирхгоф, исследуя спектр минерала лепидолита,
обнаружили в нем неизвестные красные и голубые линии. Оказалось, что они
относятся к новым элементам – рубидию и цезию. В том же году Р. Бунзен
выделил эти элементы из лепидолита и минеральных вод. В 1868 г. с помощью спектрального анализа Ж. Жансен и Н. Локьер выявили присутствие на Солнце неизвестного элемента, названного ими гелием. И только 27 лет спустя В. Рамзай обнаружил гелий в составе норвежского клевеита (разновидность уранинита, обогащенная Th).

2. Геохимия наука XX века

Геохимия — наука 20го века., ее называют еще «Химией Земли». определение которой по В.И.Вернадскому звучит так: «Геохимия научно изучает химические элементы: т.е. атомы земной коры, и, насколько возможно, всей планеты. Она изучает их историю, их распределение и движение в пространстве-времени, их генетические на нашей планете соотношения»
В.М. Гольдшмидт – один из представителей норвежской школы
минералогов, связанной с именами И.Г. Фогта (1858–1932) и В. Брегера
(1851–1940), использовал ионные радиусы для объяснения формы кристаллов и форм нахождения элементов в минералах. На основании данных о строении атомов и их нахождении в природных телах он в 1924 г. предложил стройную геохимическую классификацию элементов, получившую широкую известность.
В.М. Гольдшмидт сформулировал цели и задачи геохимии как науки
о распределении химических элементов в пределах Земли. Он изучал
распространение элементов в разных природные телах, включая метеориты, дал одну из первых сводок космического распространения элементов и их
изотопов, разработал теорию дифференциации элементов в процессе
магматической кристаллизации. Наиболее крупная сводная работа по геохимии В.М. Гольдшмидта вышла в уже 1954 г., после его смерти.
Исключительно глубокое содержание приобретает геохимия в работах
В.И. Вернадского, которые относятся к началу ХХ века. Интенсивные темпы
роста индустриализации страны резко повысили спрос на все виды
минерального сырья, включая редкие и рассеянные элементы. Это объективно создавало благоприятные условия для развития геохимии в СССР, в том числе прикладной, направленной на поиск новых месторождений.
Работы В.И. Вернадского охватывают едва ли не все разделы геохимии,
начиная от состава силикатов и заканчивая составом живых организмов
и природных вод. На основе атомно-молекулярной теории В.И. Вернадский по- новому освещает геохимию алюминия, кремния, марганца и углерода, а также геохимию радиоактивных элементов. Благодаря работам ученого выясняется исключительно важная роль живого вещества – мощного концентратора космической энергии Солнца – в миграции химических элементов и в термодинамике нашей планеты в целом. В.И. Вернадский одним из первых всесторонне оценил значение радиоактивности для всех наук о Земле, показал тее тесную связь с геотермикой, геотектоникой, вековым изменением химического и изотопного состава нашей планеты. С деятельностью В.И. Вернадского связано начало дифференциации геохимической науки, начало новых направлений в науке о Земле – создание радиогеологии, или ядерной геологии, и биогеохимии.
Идеи В.И. Вернадского имели огромное значение для развития геохимии
в России. Вокруг него сформировалась новая геохимическая школа
с многочисленными учениками и последователями, из которых наиболее
известными вскоре стали А.Е . Ферсман, А.П. Виноградов и многие другие.
А.Е. Ферсман (1883–1945) – один из основателей современной геохимии,
в 1912 г прочел первый курс геохимии. С тех пор его внимание к вопросам
геохимии не ослабевало. После серии классических работ по геохимии России, полезным ископаемым и пегматитам в 1933–1939 гг. выходит его
фундаментальный четырехтомный труд «Геохимия», в котором он дал ряд
блестящих обобщений, всесторонне осветил проблему распространенности
элементов, связав ее с последними достижениями астрофизики и атомной
физики.
Многочисленные работы А.Е. Ферсмана посвящены изучению миграции
химических элементов в земной коре в зависимости от строения их атомов
и общих физико-химических свойств. Он выделил факторы миграции
химических элементов и дал классификацию геохимических процессов.
Разрабатывая геоэнергетическую теорию, Ферсман выявил последовательность выделения минералов из растворов и расплавов по мере понижения температуры в зависимости от величины энергии кристаллической решетки. С энергетических позиций он рассмотрел процессы миграции элементов в магматических, пегматитовых, гидротермальных и гипергенных процессах.
А.Е.Ферсман – основатель геохимических методов поисков полезных
ископаемых, блестящий популяризатор новых идей в геохимии и организатор коллективных геохимических исследований. Он оставил после себя обширный круг учеников и последователей, из которых следует отметить: В.В. Щербину, углубившего наше понимание миграции элементов в зависимости от окислительно-восстановительных условий среды; А.А. Саукова (1902–1964), изучавшего геохимию ртути, разработавшего теоретические основы геохимических методов поисков полезных ископаемых и наметившего направление исторической геохимии; К.А. Власова (1905–1964), продолжившего изучение геохимии и минералогии пегматитов, организовавшего Институт геохимии, минералогии и кристаллохимии редких элементов;
Следует отметить, что в развитии геохимии приняли непосредственное
участие те геологи, петрографы и почвоведы, которые при изучении
формирования горных пород и почв неизбежно сталкивались с геохимическими вопросами.

2. Возникновение Российской школы геохимиков.
Развитие геохимии за рубежом.

На рубеже XIX и XX столетий возникает геохимическое направление
науки в России. Его развитие связано с именем выдающегося натуралиста,
академика В.И. Вернадского (1863–1945), в то время профессора Московского университета. Как отмечал В.И. Вернадский, «представление о геохимии как науке об истории земных атомов возникло на фоне новой атомистики, новой химии и физики в тесной связи с тем представлением о минералогии, которое проводилось в Московском университете в 1890-1911 гг.». Исторический подход к изучению химических процессов земной коры на основании успехов атомистики явился оригинальной чертой развития геохимии в России.
Новая атомистика оказывает все возрастающее влияние на понимание
истории химических элементов в природе. В первой трети XX в. наступает
необычайно резкое расширение границ познания вещества. Атом для науки
становится реальной осязаемой частицей определенных размеров, с известными физическими свойствами и особой структурой. Быстрый прогресс атомистики ознаменовался следующими открытиями: 1896 г. – открытие радиоактивности, 1897 г. – открытие электрона Дж.Дж. Томсоном, 1898 г. – открытие сильно радиоактивных элементов – радия и полония Пьером Кюри и Марией Кюри- Склодовской, 1911 г. – открытие атомного ядра Э. Резерфордом, создание первой модели атома.
В 1912 г. М. Лауэ совместно с В. Фридрихом и П. Книппингом
открывают дифракцию рентгеновских лучей в кристаллах и экспериментально доказывают атомное строение кристаллического вещества. Последовавшие затем работы русского физика Ю.В. Вульфа и английских У.Г. и У.Л. Брэггов (1913) расшифровывают внутреннюю структуру простых кристаллов, а затем все более сложных. В 1913 г. установлен закон Мозли, в соответствии с которым химический порядковый номер элемента в таблице Д.И. Менделеева равен заряду атомного ядра. В том же году Н. Бор на основе квантовой теории разработал орбитальную модель атома. В 1925–1927 гг. Л. де Бройль, Э. Шредингер, В. Гейзенберг закладывают основы квантовой механики. В 1932 г. устанавливается нейтронно-протонная модель атомного ядра.
В создании современной геохимии на основе атомной теории ведущая роль принадлежит В.М. Гольдшмидту (1888-1947), В.И. Вернадскому и
А.Е. Ферсману (1883-1945), которые наряду с Ф. Кларком по праву считаются классиками геохимии.

4. Вклад отечественных ученых в геохимию ландшафта

П.Н. Чирвинскому принадлежит одна из первых попыток оценить
средний химический состав Земли. Кроме того, он проводил петрографические и химические исследования метеоритов, которые и сейчас представляются значимыми для выяснения условий их образования.
Д.С. Коржинскому принадлежат оригинальные работы по физико-
химическому анализу процессов минералообразования при метаморфических
и метасоматических процессах.
Нельзя не отметить оригинальные исследования Т. Барта в Швеции,
посвященные изучению геохимического круговорота элементов в верхних
горизонтах планеты при формировании осадочных, метаморфических
и магматических пород и их взаимных переходах. Барт развил идеи
И.Д. Лукашевича (1863–1928) и Ч. Ван-Хайза (1857–1918) о большом
круговороте вещества земной коры в разных термодинамических условиях.
В развитии геохимии осадкообразования непосредственное участие
принимали многие геологи и литологи. В этом отношении следует отметить
работы Л.В. Пустовалова, утвердившего понятие об осадочных
геохимических фациях, Н.М. Страхова по общей теории литогенеза, в которой вопросы распределения ряда элементов в осадочных породах рассмотрены весьма подробно, В. Крамбейна и Р. Гареллса по анализу физико-химических условий седиментации в водоемах и минеральных равновесий в зоне гипергенеза.
Почвовед Б.Б. Полынов (1877–1952) разработал учение о коре
выветривания и положил начало новому направлению в науке – геохимии
природных ландшафтов, которое в дальнейшем стало успешно развиваться
благодаря трудам В.А. Ковды, А.И. Перельмана, М.А. Глазовской.
В развитии геохимии в СССР большую роль сыграли исследования
В.Г. Хлопина, Э.К. Герлинга, В. В. Чердынцева по геохимии радиоактивных
и радиогенных изотопов, а также обобщающие труды В.И. Лебедева по
энергетическому анализу геохимических процессов и А.А. Беуса по геохимии магматических процессов и распределению элементов в литосфере.
И, наконец, следует назвать А.А. Саукова, В.В. Щербину,
А.И. Тугаринова, Г.В. Войткевича и В.В. Закруткина, В.Ф. Барабанова,
А.И. Перельмана, авторов учебников по курсу «Геохимия»..
Российские геологов-геохимиков, исследователей докембрия, посвятивших многие годы изучению проблем геохимической реконструкции метаморфических пород – О.М. Розена, А.Н. Неелова, В.И. Фельдмана.

5. Современный этап истории геохимии среды
Современная геохимия — комплекс наук, объединяемых единой методологией и конкретными методами исследований. С одной стороны, геохимия широко использует достижения физики и химии, новейшие методы анализа и представления о строении вещества, с другой — огромный материал, накопленный геологическими науками, в частности минералогией, петрографией, наукой о рудных месторождениях и другими. Являясь наиболее актуальной фундаментально-прикладной наукой, геохимия является наукой о процессах миграции — концентрации и рассеивания химических элементов в разных геологических объектах — оболочки Земли, породы, осадки, почва, поверхностные и подземные воды. В различной степени практически все труды исследователей в области геологии и минералогии XX и тем более XXI века связаны с геохимией. В России действуют целые институты и научные лаборатории, занимающиеся проблемами геохимии и ее направлений. Среди важнейших отметим Институт геохимии и аналитической химии им. В.И. Вернадского РАН, Институт геологии рудных месторождений, петрографии, минералогии и геохимии РАН, Геологический факультет МГУ им. М.В. Ломоносова, Геологический факультет СПбГУ, Институт геохимии им. А.П.Виноградова Сибирского отделения РАН, Инстит геологии и минералогии Сибирского отделения РАН и др.; много геохимических центров находится в специализированных институтах и университетах США, Германии, Японии, Франции и др. странах. К важнейшим задачам современной геохимии относятся:
? определение и уточнение относительной и абсолютной распространённости элементов и изотопов в Земле и на её поверхности в связи с появлением новых объектов и совершенствовании аналитических методов;
? изучение с привлечением методов физико-химического и математического моделирования миграции элементов в различных частях Земли (коре, мантии, гидросфере и т.д.) для выяснения причин и механизмов неравномерного распределения элементов;
? анализ распределения элементов и изотопов в космосе и на планетах Солнечной системы (космохимия);
? изучение и конкретизация вклада живых организмов в перераспределение и концентрирование химических элементов в геологических процессах (решение проблем биогеохимии и создание количественной модели биосферы).
Фактическим основанием геохимии служат количественные данные о содержании и распределении химических элементов и их изотопов в различных объектах (минералах, рудах, горных породах, водах и газах, живых организмах, структурных зонах земной коры, земной коре, мантии и Земле в целом, в разнообразных космических объектах и т.п.), а также данные о формах нахождения и состояния элементов в природном веществе (собственно минералы, примеси в минералах, различные формы рассеянного состояния; сведения о степени ионизации, характере химических связей элементов в фазах и т.п.). Получение этих данных опирается на геологическую характеристику объектов, современные физические и физико-химические методы определения содержания и состояния элементов в минеральном, жидком, газообразном и живом веществе (химические, спектральные, рентгено- спектральные, масс-спектральные, радиографии, активационные методы анализа, локальные, резонансные, спектроскопические методы определения состояния элементов в минералах, горных пород, жидкостях и т.п.), математические методы обработки данных. Теоретическая база современной геохимии — физические и химические законы поведения вещества в различных термодинамических условиях (законы механики, термодинамики, физической химии, химии водных растворов и газов, кристаллохимии, физики твёрдого тела и т.п.). Для современной геохимии характерен комплексный, системный и эволюционный подход к стоящим перед нею проблемам. Общими методологическими принципами разработки теории геохимии являются создание математических и физических моделей природных процессов, экспериментальное воспроизведение разделения химических элементов в различных условиях и определение фазовых равновесий и термодинамических свойств минералов и соединений элементов в расплавах и растворах, необходимых для расчёта равновесий в природных системах. Геохимия выработала собственные методы исследования: метод глобальных и локальных геохимических констант (кларков) элементов; изучение механизма формирования и химической эволюции земной коры на основе представлений о едином круговороте вещества (геохимическом цикле) при учёте принципиальной роли живого вещества биосферы; геохимическое картирование и районирование, датирование абсолютной геохронологии; методы физико-химического анализа парагенезисов минералов.

1. Алексеенко В.А. Экологическая геохимия. М., Логос, 2000. 230 с.
2. Барабанов, В.Ф. Геохимия / В.Ф. Барабанов. – Л. : Недра, 1985. –

3. Беус А.А., Грабовская Л.И., Тихонова Н.В. Геохимия окружающей среды. М., Недра, 1976.

4. Перельман А.И. Геохимия. М., Высшая школа, 1979. 258 с.

Источник статьи: http://www.webkursovik.ru/kartgotrab.asp?id=-127135