ГЕОХИМИЯ

ГЕОХИМИЯ — наука, изучающая химическое строение и химическую эволюцию Земли, закономерности распространенности и естественной миграции распределения, рассеяния и концентрирования химических элементов и их соединений в ее геосферах (оболочках). С точки зрения биологии и медицины Г.— наука о естественной и техногенной хим. среде жизни. Г. служит источником сведений о миграции, рассеянии и концентрировании биогенных хим. элементов и природных биогенных форм их соединений.

Термин «геохимия» был введен в 1838 г. Шенбейном (Ch. F. Schonbein, 1799—1868), работавшим в Швейцарии, хотя уже ранее идеи Г. разрабатывались на основе геологии и минералогии нем. геологом Бишоффом (С. A. Bischoff, 1792— 1870) и др. Первые обобщения количественных данных о распространении хим. элементов в природе сделал в 1882 г. амер. геохимик Кларк (F. W. Clarke, 1847—1931), основные же задачи Г. были сформулированы советскими учеными В. И. Вернадским в кн. «Очерки геохимии» (1927) и А. Е. Ферсманом (1883— 1945) в его четырехтомной «Геохимии», вышедшей в 1933—1939 гг., а также норвежек, геохимиком Гольдшмидтом (V. М. Goldschmidt, 1888—1947) — создателем первого крупного научного центра геохим. исследований.

Основная задача Г.— выяснение зависимости между строением атомов хим. элементов и их поведением при различных термодинамических и физ.-хим. условиях геосфер Земли, установление единства эволюции жизни и геохим. среды, хим. состава земной коры.

В Г. для изучения элементарного состава и форм соединений объектов геосфер применяются физ. и химические исследования, а также математические методы и методы моделирования природных процессов (напр., действие высоких и сверхвысоких температур и давлений на хим. процессы, происходящие в геосферах).

Г. представляет собой комплексную науку, тесно связанную с целым рядом смежных дисциплин: с геологией, с ее разделами — минералогией и петрографией, физ. химией и химией р-ров, атомной физикой, астрофизикой, географией, а также с биол, науками, раскрывающими новые пути изучения живого вещества, роли биогенных процессов в миграции хим. элементов и их биогенных соединений и др.

В Г. могут быть выделены проблемы и разделы, которые вырастают в отдельные геохим. дисциплины: Г. магматизма (образование первичных кристаллических пород, экспериментальная Г. глубинных процессов); Г. осадкообразования (осаждение силикатов, карбонатов, глин, соединений железа, марганца и пр.); Г. гиперкинеза (выветривание горных пород и образование почв); Г. метаморфизма (хим. изменения горных пород под влиянием воды, температуры, давления, сопровождающиеся перекристаллизацией без расплавления); Г. отдельных хим. элементов и их геохим. циклы; региональная Г. и геохим. провинций; Г. атмосферы (хим. состав атмосферы, его эволюция, подземные атмосферы почв, пористых пород); Г. гидросферы (Г. океана и континентальных вод); биогеохимия (см.) и Г. органического вещества (изучение жизни как геохим. фактора и влияние условий геохим. среды на эволюцию жизни); космохимия (изучение распространенности и распределения хим. элементов в космическом пространстве, метеоритах, планетах, звездах; хим. эволюция Солнечной системы, галактик); Г. эволюции Земли (происхождение земных оболочек, эволюция биосферы); Г. энергетических ресурсов Земли; Г. изотопов; Г. рудообразования и геохим. методы поисков полезных ископаемых; кристаллохимия и изоморфизм; физ.-хим. механизмы миграции элементов и др.

Была установлена хим. мозаичность распространения в биосфере почвообразующих пород, почв, вод, кормовых и пищевых растений с различным хим. элементарным составом, что дало основание для районирования биосферы (см. Биогеохимические провинции) с недостатком или избытком определенных хим. элементов. На таких территориях открыты эндемические заболевания растений, животных и человека, вызываемые недостатком или избытком Си, Со, Zn, Мо, Sr, Ni, Cd, Cr, Mn, Pb, Li, B, I, F, Se и других элементов.

B связи с изучением реакций организмов на концентрацию хим. элементов в окружающей среде в Г. развилось новое направление — геохимическая экология (см.). Установлено, что влияние на организмы определенных биогенных хим. элементов может быть связано с наличием и концентрацией в среде других, сопутствующих им элементов. Так, напр., распространение эндемического зоба зависит от концентрации в среде Co, Mn, Cu и других элементов, влияющих на обмен йода. Геохим. экология приобрела практическое значение, т. к. ее методами выявляются потенциально опасные в эндемическом отношении территории.

Значительный интерес представляет проблема возможного влияния минерального и микроэлементного состава геохим. среды на течение неэндемических заболеваний, при которых в организме нарушается обмен этих элементов.

Данные Г. приобрели также прикладное значение для разработки проблем химизаций народного хозяйства — применение минеральных и микроэлементных удобрений и подкормок микроэлементами с.-х. животных в условиях различных геохим. сред.

Г. не может не участвовать также в активном разрешении проблем, возникающих в связи с загрязнением окружающей среды и ее охраной.

В СССР в 1927 г. В. И. Вернадским был создан крупный научный центр — Биогеохимическая лаборатория АН СССР (Ленинград, Москва). С 1947 г. центром геохим. исследований в СССР является Ин-т геохимии и аналитической химии им. В. И. Вернадского АН СССР (Москва), созданный советским геохимиком акад. А. П. Виноградовым. Биогеохимическая лаборатория сохранилась в составе этого ин-та.

На основе работ В. И. Вернадского и А. Е. Ферсмана в СССР возникла школа советских геохимиков и биогеохимиков.

Основное международное периодическое издание по Г.— журнал «Geochimica et Cosmochimica Acta», издаваемый с 1950 г. (Oxford — New York), в СССР — журнал «Геохимия» — с 1956 г. (Москва).

Библиография: Вернадский В. И. Очерки геохимии, Л., 1927; Виноградов А. П. Геохимия редких и рассеянных химических элементов в почвах, М., 1957, библиогр.; Ковальский В. В. Геохимическая экология, М., 1974, библиогр.; Мейсон Б. Основы геохимии, пер. с англ., М., 1970; Тугаринов А. И. Общая геохимия, М., 1973; Ферсман А. Е. Геохимия, т. 1—4, Л., 1933— 1939.

В. В. Ковальский.