ИСТИНА

1) На основе системного подхода установлена форма структурно-функциональной организации биосферы и ее абиотического окружения, т.е. архитектура пространственно-временного сопряжения составных элементов и связывающих их элементарных физических, химических и биологических процессов. Показано, что трехуровневая иерархия геосистем и системообразующих процессов (биотический, климатический и большой геологический круговороты) с латеральным делением на материковый и океанический сектора представляет собой максимально упрощенную и далее не упрощаемую схему структурно-функциональной организации геохимической миграции вещества внешних оболочек Земли. 2) Выполнен анализ процессов, ответственных за формирование термодинамической неравновесности биосферы, которая возникает благодаря пространственному разделению продуктов реакции фотосинтеза: органического вещества и молекулярного кислорода. Показано, что геохимический механизм формирования термодинамической неравновесности биосферы заключается в определенной форме пространственного сопряжения процесса фотосинтеза, идущего на поверхности суши и в верхних слоях гидросферы, и осадкообразования, локализующегося на нижней границе гидросферы. Отмечено, что наблюдаемое в течение геологического времени увеличение термодинамической неравновесности биосферы связано с синхронным увеличением скорости осадкообразования. 3) Проанализированы существующие взгляды на природу информации и сделан вывод, что исходный смысл информации как сведений предполагает ее использование для целенаправленной деятельности, т.е. понятие информации неразрывно связано с информационным взаимодействием, которое имеет целеполагание. Предложен объективный критерий целенаправленного поведения объектов любой природы, согласно которому движение в направлении достижения цели проявляется в нарушении равной вероятности перехода к новому состоянию (с учетом действия внешних сил). 4) Рассмотрены геохимические механизмы функционирования биоты и абиотического окружения биосферы как центров управления и эволюционного развития внешних оболочек Земли. Выполнен критический анализ представлений о наличии у биоты Земли функции управления состоянием биосферы. Показано, что с точки зрения общей теории управления биота не является управляющей подсистемой, а представляет собой исполнительный орган, воспринимающий, запоминающий и хранящий информацию о состоянии биосферы, преобразующий эту информацию в физические воздействия, изменяющие текущее состояние биосферы. Широко распространенное мнение об управляющем действии биоты основано на ошибочном восприятии силовой стороны биогеохимических процессов как явлений информационного характера. Так же нельзя причислить к управляющим воздействиям геодинамические (тектономагматические) глубинные процессы, влияющие на состояние биосферы. 5) Выяснена роль механизмов сопряжения геохимических процессов в материковом и океаническом секторах ландшафтной оболочки в формировании устойчивости (гомеостаза) биосферы. Гомеостаз биосферы обеспечивается комплексным сопряжением геохимических и биогеохимических процессов, организованных в форме квазизамкнутых циклов. Часто встречающееся представление о том, что гомеостаз биосферы контролируется балансом продукции–деструкции органического вещества, является недопустимым упрощением. Один из не учитываемых процессов, который влияет на содержание СО2 в атмосфере, – внутрипочвенное выветривание силикатов. При выветривании силикатов происходит поглощение атмосферного СО2, который вытесняет кремнезем и связывается в форме карбонатов щелочных и щелочноземельных элементов. Половина абсорбированного атмосферного СО2 возвращается в атмосферу, другая половина связывается необратимо. На основе расчета масс генетических фракций растворенных форм материкового стока количество атмосферного СО2, ежегодно связывающегося при выветривании силикатов, составляет 533 млн т СО2, или 145 млн т С. Но это, по-видимому, минимальная величина, поскольку в силу высоких концентраций СО2 в почвенном воздухе, в сотни и тысячи раз превышающих его содержание в атмосфере, значительная, а, может быть, и основная часть абсорбированного при выветривании силикатов СО2 накапливается в почвогрунтах в форме труднорастворимых карбонатов щелочноземельных элементов. Важно, что в отличие от связывания углерода в биомассе растений описанный процесс абсорбции атмосферного СО2 не прекращается при достижении наземными экосистемами климаксных состояний. 6) С использованием установленных эмпирических закономерностей, связывающих интенсивность осаждения аэрозольного материала с их концентрацией в атмосфере и количеством атмосферных осадков, сделана количественная оценка поступления терригенного аэрозоля в Мировой океан (1170 млн т/год). 7) На основании обобщения литературных данных, опубликованных в последние 20 лет, сделана оценка соотношения масс аэрозолей, поступающих в атмосферу из разных источников. Систематизированы и обобщены данные по составу терригенных аэрозолей фоновых и урбанизированных территорий, для которых рассчитаны средние концентрации 54 химических элементов. 8) Отмечено важное значение атмосферного переноса растворимых форм химических элементов с терригенным аэрозолем для биогеохимических процессов в океане. По данным экспериментального моделирования фракционирования химических элементов в разных гранулометрических фракциях почв засушливых областей показано, что обогащение тонкой фракции аэрозолей дает следующие ряды: Na > K > Mg > Ca и SO4 > HCO3 > Cl. В поле составов растворимой фракции почв располагается точка, соответствующая морской воде, что ставит под сомнение возможность применения для выделения морских солей широко распространенного метода хлоридных отношений. Предложен модифицированный метод хлоридных отношений, в котором используются “конечные члены” рядов концентраций, отнесенных к массам нерастворимых веществ (i/m). 9) Выявлена сильная изменчивость доли водорастворимой фракции металлов в составе аэрозолей и подтвержден факт резкого увеличения количества растворенных форм при низких концентрациях аэрозолей в воздухе. Дано объяснение последнему эффекту, которое ранее отсутствовало. С понижением концентрации минеральных аэрозолей в воздухе возрастает доля тонких фракций. Поскольку генерация растворимых форм происходит при взаимодействии кислотных компонентов с поверхностью частиц аэрозолей, а вклад растворимых форм определяется в массовых долях, пропорциональных объему, то относительное содержание растворимых металлов должно быть обратно пропорционально диаметру частиц (S/V=1/d), что наблюдается в действительности. 10) Проведены эксперименты по моделированию взаимодействия терригенного аэрозоля с морской водой. Установлено, что при их взаимодействии происходит снижение концентраций натрия и магния и увеличение концентраций калия и особенно кальция в морской воде. Небольшое изменение концентраций анионов указывает на преимущественно ионообменный механизм трансформации состава морской воды. 11) Систематизированы и обобщены данные натурных наблюдений и экспериментальных исследований по изучению состава поглощенного комплекса речного стока твердых веществ и его трансформации в морской среде. Показано, что состав поглощенного комплекса взвешенных наносов рек, а также донных отложений рек и водоемов суши принципиально отличается от состава поглощенного комплекса донных отложений океанов и морей: в первом случае количественно преобладает кальций, во втором – натрий. При поступлении терригенного материала речного стока в океаны и моря происходит ионообменная трансформация состава поглощенного комплекса, выражающаяся в замещении около 80% обменного кальция в основном на натрий, а также калий и магний морской воды. За счет ионообменной трансформации состава поглощенного комплекса привносимого с суши терригенного материала в океан ежегодно поступает 45.5 млн т растворенного кальция и удаляется соответственно 37.3, 12.8 и 3.9 млн т натрия, калия и магния. В относительных величинах это составляет +7.5, –12.3, –22.4 и –2.6% поступления кальция, натрия, калия и магния в океан с речным стоком. 12) Экспериментально изучено выщелачивание главных катионов (Na, K, Mg, Ca), щелочных и щелочноземельных микроэлементов (Li, Rb, Cs, Be, Sr, Ba), тяжелых металлов (Mn, Fe, Co, Ni, Cu, Zn, Cd, Tl, Pb), элементов-гидролизатов (Y, р.з.э., Ti, Th, U) и анионогенных элементов (F, Si, P, V) из горных пород разной кислотности дистиллированной водой и многокомпонентным раствором органических кислот, в котором распределение констант диссоциации соответствовало природному растворенному органическому веществу. Показано, что карбоновые кислоты, входящие в состав растворенного органического вещества поверхностных вод, вызывают резкое усиление мобилизации из силикатных пород как главных катионов, так и микроэлементов. При этом различия в химических свойствах элементов имеют второстепенное значение, о чем свидетельствует наличие общей зависимости между параметром, характеризующим подвижность элементов на начальном этапе процесса выщелачивания, и их содержанием в породах.