| соединения растений. Растит. организмы, особенно низшие микроорганизмы, морской фитопланктон, благодаря исключительной скорости размно-
Табл.1. - Время, достаточное для полного оборота вещества
Вещество
Время (голы)
Углекислый газ атмосферы (через фотосинтез)
ок. 300
Кислород атмосферы (через фотосинтез)
ок. 2000
Вода океана (путём испарения)
ок. 106
Азот атмосферы (путём окисления электрическими разрядами, фотохимическим путём и биологической фиксацией)
ок. 106
Вещество континентов (путём денудации - выветривания)
ок. 108
жения продуцируют в год ок. 1,5*1011т углерода в виде органич. массы, что соответствует 5,86*1020 дж (1,4-1020кал) энергии. Растения частично поедаются животными (при этом образуются б. или м. сложные пищевые цепи). В конечном счёте органич. вещество в результате дыхания организмов, разложения их трупов, процессов брожения, гниения и горения превращается в углекислый газ или отлагается в виде сапропеля, гумуса, торфа, к-рые, в свою очередь, дают начало мн. др. каустобиолитам - каменным углям, нефти, горючим газам (рис. 2).
Рис. 2. Схема круговорота углерода. Содержание углерода дано в г/см2 поверхности Земли. Обмен углерода дан в y (1-10-6 г) на 1 см2 поверхности Земли в год.
В процессах распада органич. веществ, их минерализации огромную роль играют бактерии (напр., гнилостные), а также мн. грибы (напр., плесневые).
В активном круговороте углерода участвует очень небольшая часть всей его массы (табл. 2). Огромное кол-во угольной к-ты законсервировано в виде ископаемых известняков и др. пород. Между углекислым газом атмосферы и водой океана, в свою очередь, существует подвижное равновесие.
Многие водные организмы поглощают углекислый кальций, создают свои скелеты, а затем из них образуются пласты известняков. Из атмосферы было извлечено и захоронено в десятки тысяч раз больше углекислого газа, чем в ней находится в данный момент. Атмосфера пополняется углекислым газом благодаря процессам разложения органич. вещества, карбонатов и др., а также, всё в большей мере, в результате индустриальной деятельности человека. Особенно мощным источником являются вулканы, газы к-рых состоят гл. обр. из углекислого газа и паров воды. Нек-рая часть углекислого газа и воды, извергаемых вулканами, возрождается из осадочных пород, в частности известняков, при контакте магмы с ними и их ассимиляции магмой. В процессе круговорота углерода происходит неоднократное фракционирование его по изотопному составу (12С - 13С), особенно в магматогенном процессе (образование СО2 , алмазов, карбонатов), при биогенном образовании органич. вещества (угля, нефти, тканей организмов и др.).
Табл. 2. - Содержание углеродана поверхности Земли и в земной коре (16 км мощности)
В т
В г на 1 см2 поверхности Земли
Животные
5*109
0,0015
Растения
5*1011
0,1
Атмосфера
6,4*1011
0,125
Океан
3,8*1013
7,5
Массивные кристаллические породы: базальты и др. основные породы
1,7*1014
33,0
граниты, гранодио-риты
2, 9*1015
567
Угли, нефти и другие каустобиоли-ты
6,4*1015
663
Кристаллические сланцы
1*1016
2000
Карбонаты
1,3*1016
2500
Всего
3,2*1016
5770
Источником азота на Земле был вулканогенный NH3, окисленный О2 (процесс окисления азота сопровождается нарушением его изотопного состава-14N - 15N). Основная масса азота на поверхности Земли находится в виде газа (N2) в атмосфере. Известны два пути его вовлечения в биогенный круговорот (рис. 3): 1) процессы электрического (в тихом разряде) и фотохимич. окисления азота воздуха, дающие разные окислы азота (NO2, NO3 и др.), к-рые растворяются в дождевой воде и. вносятся т. о. в почвы, воду океана; 2) биологич. фиксация N2 клубеньковыми бактериями, свободными азотфиксаторами и др. микроорганизмами (см. Азотфиксация). Первый путь даёт ок. 30 мг МО3 на 1 м2 поверхности Земли в год, второй-ок. 100 мг NO3 на 1 м2 в год. Значение азота в обмене веществ организмов общеизвестно. Он входит в состав белков и их разнообразных производных. Остатки организмов на поверхности Земли или погребённые в толще пород подвергаются разрушению при участии многочисл. микроорганизмов. В этих процессах органический азот подвергается различным превращениям. В результате процесса денитрификации при участии бактерий образуется элементарный азот, возвращающийся непосредственно в атмосферу. Так, напр., наблюдаются подземные газовые струи, состоящие почти из чистого N2. Биогенный характер этих струй доказывается отсутствием в их составе аргона (40Аг), обычного в атмосфере. При разложении белков образуются также аммиак и его производные, попадающие затем в воздух и в воду океана. В биосфере в результате нитрификации - окисления аммиака и др. азотсодержащих органич. соединенийпри участии бактерии Nitrosomonas и нитробактерий - образуются различные окислы азота (N2O, NO, N2O3 и N2O5). Азотная к-та с металлами даёт соли. Калийная селитра образуется на поверхности Земли в кислородной атмосфере в условиях жаркого и сухого климата в местах отложений остатков водорослей. Скопления селитры можно наблюдать в пустынях на дне ниш выдувания. В результате деятельности денитрифицирующих бактерий соли азотной к-ты могут восстанавливаться до азотистой к-ты и далее до свободного азота.
Источник фосфора в биосфере - гл. обр. апатит, встречающийся во всех магматич. породах. В превращениях фосфора (рис. 4) большую роль играет живое вещество. Организмы извлекают фосфор из почв, водных растворов. Фосфор входит в состав белков, нуклеиновых к-т, лецитинов, фитина и др. органич. соединений; особенно много фосфора в костях животных. С гибелью организмов фосфор возвращается в почву и в донные отложения. Он концентрируется в виде мор. фосфатных конкреций, отложений костей рыб, гуано, что создаёт условия для образования богатых фосфором пород, к-рые, в свою очередь, служат источниками фосфора в биогенном цикле.
Круговорот серы также тесно связан с живым веществом. Сера в виде трёх-окиси (SO3), двуокиси (SO2), сероводорода (H2S) и гл. обр. элементарной серы выбрасывается вулканами. Кроме того, в природе имеются в большом кол-ве различные сульфиды металлов: железа, свинца, цинка и др. Сульфидная сера окисляется в биосфере при участии многочисл. микроорганизмов до сульфатной серы (SO4") почв и водоёмов. Сульфаты поглощаются растениями. В организмах сера входит в состав аминокислот и белков, а у растений, кроме того,- в состав эфирных масел и т. д. Процессы разрушения остатков организмов в почвах и в илах морей сопровождаются очень сложными превращениями серы. При разрушении белков с участием микроорганизмов образуется сероводород, к-рый далее окисляется либо до элементарной серы, либо до сульфатов. В этом процессе участвуют разнообразные микроорганизмы, создающие многочисл. промежуточные соединения серы. Известны месторождения серы биогенного происхождения. Сероводород может вновь образовать "вторичные" сульфиды, а сульфатная сера - залежи гипса. В свою очередь, сульфиды и гипс вновь подвергаются разрушению, и сера возобновляет свою миграцию. В целом всё вещество литосферы интенсивно подвергается превращениям, участвуя в т. н. малом и большом К. в. Под влиянием лучей Солнца, кислорода, углекислого газа, воды, живоговещества происходит разрушение вещества поверхности Земли. Продукты разрушения уносятся ветром или, будучи растворены в воде, сбрасываются в моря и океаны, где они осаждаются, откладываются на дне, уплотняются, цементируются, образуют слоистые осадочные породы, а затем под влиянием давления превращаются в кристаллич. сланцы. Так, ежегодно выносится реками ок. 2,7*109 т вещества. Этот К. в. на Земле называют малым (см. рис. 5).
В большом К. в. участвуют кристаллич. сланцы и др. породы, образующиеся в процессе малого К. в. В результате дальнейшего погружения они попадают в магматич. область Земли, подвергаются действию давления и высокой темп-ры, переплавляются и в виде извер-женных магматич. пород могут быть вновь вынесены на поверхность Земли. Изучение К. в. на Земле имеет не только позна-ват. значение, но и представляет глубокий практич. интерес. Воздействие человека на природные процессы становится всё значительнее. Последствия этого воздействия стали сравнимы с результатами геологич. процессов: в биосфере возникают новые пути миграции веществ и энергии, появляются мн. тысячи химич. соединений, прежде ей не свойственных. Создаются новые водные бассейны; тем самым меняется круговорот воды. В руках человека концентрируются огромные запасы металлов, фосфатов, серы, синтезируются колоссальные кол-ваазотсодержащих веществ для удобрения полей и т. д. Меняется обычный ход гео-химич. процессов. Глубокое изучение всех природных превращений веществ на Земле - необходимое условие рационального воздействия человека на среду его обитания и изменения природных условий в желаемом для него направлении (см. Охрана природы, Природопользование).
Лит.: Вернадский В. И., Очерки геохимии, 4 изд., М.- Свердловск, 1934; Ферсман А. Е., Геохимия, т. 1-4, Л., 1933 - 39; Виноградов А. П., Геохимия редких и рассеянных химических элементов в почвах, М., 1950; е г о же, Введение в геохимию океана, М.,1967;ВильямсВ.Р., Собр. соч., т. 6, М.. 1951; В о г с h е г t H., Zur Geochemie des Kohlenstoffs, "Geochimi-ca et Cosmochimica acta", 1951, v. 2, № 1; RankamaK., Sanama Th. G., Geochemistry, Chi., 1950. А. П. Виноградов.
КРУГОВОРОТ ВОДЫ на Земле, непрерывное перемещение воды на Земле (в её атмосфере, гидросфере и земной коре), сопровождающееся её фазовыми превращениями и имеющее более или менее выраженный циклич. характер. К. в. состоит из испарения воды с подстилающей поверхности, переноса её с местаиспарения воздушными течениями, конденсации водяного пара и выпадения осадков и перемещения вод в водоёмах, по поверхности суши и внутри земной коры (подробнее см. Влагооборот). Осн. масса воды испаряется с поверхности Мирового океана и на неё же выпадает, меньше переносится воздушными течениями с океана на сушу. Вынос влаги, испарившейся с поверхности суши, воздушными массами в океан незначителен. Количественно К. в. характеризуется водным балансом. В зависимости от места испарения воды и выпадения осадков, а также от путей её переноса различают малый круговорот: море (океан)->атмо-сфера -> море (океан) и большой круговорот: океан -> атмосфера -> суша -> океан. На континентах влага многократно испаряется, переносится в атмосфере, конденсируется, вновь выпадает в виде осадков и вновь испаряется. Этот комплекс процессов наз. внутриматериковым круговоротом. Для замкнутых межгорных котловин характерен внутр. круговорот влаги. К. в. на Земле - часть общего комплекса процессов круговорота веществ на Земле. К. Г. Тихоцкий.
КРУГОВЫЕ ФУНКЦИИ, аркфункции, то же, что обратные тригонометрические функции.
"КРУГОЗОР", ежемесячный общественно-политич. и литературно-муз. иллюстрированный журнал, издание Гос. комитета Совета Министров СССР по телевидению и радиовещанию. Выходит в Москве с 1964. Документально-хроникальные и художеств. звукозаписи, осуществляемые и используемые "К.", воспроизводят выступления гос., обществ. деятелей, мастеров иск-в, лучшие образцы классич. и совр. иск-ва, нар. творчества, новинки лит-ры, музыки, театра, эстрады. Периодически выходят тема-тич. и спец. выпуски "К." на рус., англ., нем., япон. и др. языках. На основе публикаций "К." при участии Ин-та марксизма-ленинизма при ЦК КПСС к 100-летию со дня рождения В. И. Ленина издана "Звуковая книга о Ленине" (первая в СССР звуковая книга). Выпуск "К." осуществляется изд-вом "Правда" и Всесоюзной студией грамзаписи. Тираж (1973) 450 тыс. экз. С 1968 выходит детское приложение к "К." - "Колобок". Е. С. Велтистов.
КРУГООБОРОТ КАПИТАЛА, движение самовозрастающей стоимости в сфере произ-ва и об |
