IV. Поверхностные воды как биокосные системы

Считается, что живые организмы играют важную роль не только в эволюции вод мирового океана, но и других природных вод. Так, с появлением растительности увеличилось разнообразие ионного состава континентальных вод, произошло их обогащение органическим веществом и соединениями СО₂, Н₂S, NH₃, NO₃.

Биокосная природа поверхностных вод в значительной степени связана со средообразующей функцией живого вещества. Так, например:

1. В лесостепях, степях, саваннах встречаются содовые озера. Одним из возможных механизмов образования соды считается деятельность сульфатредуцирующих микроорганизмов. В присутствии сульфатов натрия окисление органики сопровождается образованием сероводорода и карбоната натрия.

2. Воды низинных болот содержат очень много растворенных органических веществ, которые определяют желтовато-бурый, коричневый цвета. В них присутствуют гумусовые вещества и летучие фенолы, которые образуются в результате перегнивания растительности.

3. К водоемам, насыщенным органическим веществом, относятся многие реки и озера районов влажного климата с равнинным рельефом – зона тундры, заболоченные участки тайги, влажные тропические леса. Здесь в результате разложения органических остатков формируются кислые воды, а в них повышается растворимость соединений фосфора

Ручьи с сильно кислыми водами известны в районах сульфидных месторождений, они обогащены солями металлов.

V. Водоносные горизонты как биокосная система

К водоносному горизонту относятся не только породы с движущейся водой, но и прилегающие части водоупоров. Особенности водоносных горизонтов литосферы во многом связаны с деятельностью бактерий.

На протяжении геологической истории в осадочных породах накапливалось органическое вещество, разложение которого обогащало подземные воды СО₂, СН₄, Н₂S и другими активными соединениями. В результате усилилась геохимическая деятельность вод, для которых характерны две группы противоположных явлений:

- с одной стороны, она связана с изменением газового состава подземных вод и выражается в развитии восстановительных и окислительных процессов

- с другой стороны, она выражается в изменении минерализации и кислотности подземных вод.

Александр Ильич Перельман (1977, 7989) выделяет несколько классов водоносных горизонтов:

1. Водоносные горизонты окисленного класса – имеют обычно желтый или рыжий цвет, обусловленный пленками гидроксидов железа, покрывающими частицы породы. Кислородный состав вод определяет возможность существования аэробных бактерий, энергично окисляющих органические вещества.

2. Водоносные горизонты сильнокислого класса – установлены в пиритизированных песчаниках. Окисление энергично развивается при тектонических поднятиях, когда поверхностные кислородные воды проникают в глубь земной коры. В окислении сульфидов важная роль принадлежит бактериям. В результате образуется серная кислота, рН снижается до единицы, что повышает количество растворенных форм железа, алюминия, свинца, меди, золота и т.д.

3. Водоносные горизонты содового ряда – содержат гидрокарбонатно-натриевые воды. Сода образуется в процессе сульфатредукции микроорганизмами. В содовых водах легко растворяются и мигрируют молибден, ванадий, селен, берилий и др.

4. Водоносные горизонты глеевого ряда – широко распространены на равнинах тундры, тайги, влажных тропиков. Органические вещества являются причиной, вызывающей в них анаэробную обстановку. В результате разложения органических веществ бактериями воды обогащаются углекислотой и органическими кислотами.

5. Водоносные горизонты сероводородного ряда – формируются в результате микробиологического восстановления сульфатов.

6. Выделяются также белые водные горизонты – участки литосферы, ныне лишенные подземных вод, но содержавшие их в прошлом. Следы биогенных процессов выражены в них в виде линейно вытянутых зон с оглеением, огипсованием, окремнением и т.д.