Слайд 1
Геохимия и геофизика биосферы
Слайд 2ФГОС 2005 г.:
Химический состав литосферы, атмосферы и гидросферы;
миграция веществ в
биосфере, биогеохимические циклы;
геохимия природных и природно-антропогенных ландшафтов;
эколого-геохимические оценки состояния окружающей среды;
типы физических и химических загрязнений; трансформация и миграция загрязнителей в почве, атмосфере и гидросфере, методы обнаружения и количественной оценки загрязнений.
Слайд 3Геохимия -
― наука, изучающая распространение атомов химических элементов в космосе
и на Земле, историю их существования, происхождение, а также поведение в различных природных условиях.
Слайд 4Геофизика -
– наука о строении, физических свойствах и процессах,
происходящих в твердой, жидкой и газообразной оболочках Земли.
Слайд 5Биосфера -
Особая оболочка планеты, объемлющая все формы активной жизни.
В более развернутом плане под биосферой понимается нижняя часть атмосферы, гидросфера и верхняя часть литосферы, включающие совокупность всех живых организмов.
Слайд 7 Геохимия- изучает закономерности концентрации и миграции атомов химических элементов
в зависимости от внешних и внутренних факторов.
Слайд 8Распространенность элементов, т. е. относительные их количества на Земле и в
космосе, определяется устойчивостью ядер их атомов, химические же свойства и перемещение атомов (миграция) находятся в тесной связи с характером внешних электронных орбит атомов.
Слайд 9Задачи геохимии:
1. Определение относительной и абсолютной распространённости элементов и изотопов
в Земле и на её поверхности.
2. Изучение распределения и перемещения элементов в различных частях Земли (коре, мантии, гидросфере и т. д.) для выяснения законов и причин неравномерного распределения элементов.
Слайд 10Задачи геохимии:
3. Анализ распределения элементов и изотопов в космосе и
на планетах Солнечной системы (космохимия).
4. Изучение геологических процессов и веществ, производимых живыми или вымершими организмами
Слайд 11Владимир Иванович Вернадский (1863-1945) — крупнейший русский ученый XX века.
Слайд 12Владимир Иванович Вернадский
В круг его интересов входили геология и
кристаллография, минералогия и геохимия, организаторская деятельность в науке и общественная деятельность, радиогеология и биология, биогеохимия и философия.
Деятельность Вернадского оказала огромное влияние на развитие наук о Земле, на становление и рост Академии наук СССР, на мировоззрение многих людей, познакомившихся с его трудами, насчитывающими более 700 наименований.
Слайд 13Александр Евгеньевич Ферсман (1883-1945)
Слайд 14Александр Евгеньевич Ферсман
- ученик и друг В. И. Вернадского, - неустанный
искатель и исследователь минеральных богатств нашей родины. При его активном участии создавалась отечественная промышленность редких металлов и неметаллических ископаемых. Вместе со своим учителем он был основателем новой науки - геохимии; он разработал новые физико-химические представления о сущности процессов минералообразования и их энергетической основе.
Слайд 16Александр Александрович Сауков
геохимик, член-корреспондент Академии Наук СССР. Занимался вопросами генезиса
ртутных месторождений и предложил метод поиска их на основе изучения "ореолов рассеяния". Изучал проблему миграции химических элементов, геохимические методы поиска месторождений полезных ископаемых. Основные научные работы: "Геохимия ртути", "Геохимия ". В честь А.А. Саукова назван минерал сауковит - разновидность метациннабарита, содержащая цинк- и кадмий.
История развития науки
Геохимия – сравнительно молодая наука, изучающая химический состав Земли и ее оболочек, и протекающие в них химические процессы:
1.миграцию химических элементов;
2.взаимодействия между ними;
3.процессы их концентрации и рассеяния;
4.распределение в различных природных средах;
5.формирование ассоциаций, то есть закономерных сочетаний, химических элементов).
Слайд 18Геохимия в качестве самостоятельного научного направления окончательно сформировалась в начале ХХ
века. Важнейшими предпосылками, обусловившими появление геохимии как самостоятельного научного направления явились величайшие открытия в химии и физике на рубеже XIX-XX и в начале ХХ века, а именно:
появление высокоточных методов спектрального и рентгеноспектрального анализа, позволяющих обнаруживать и определять химические элементы, присутствующие даже в ничтожно малых количествах (в том числе, в минералах, горных подах, природных водах, атмосферном воздухе и живом веществе),
расшифровка сложной структуры атомов
появление рентгеноструктурного анализа, совершившего настоящий переворот в области знаний о структурах кристаллических веществ и жидкостей.
Слайд 19Ф.У. Кларк (1847-1931), начиная с конца XIX в., изучал распределение химических элементов
в литосфере и слагающих ее горных породах. Отобрав 880 наиболее точных химических анализов горных пород, Кларк в 1889 году впервые вычислил в них среднее содержание 10 химических элементов. В связи с чем именно Кларка американцы считают основоположником геохимии. Но он понимал геохимию очень узко, только как науку о химическом составе земной коры, нацеленную на изучение современного состояния, в первую очередь, результата тех или иных процессов, а не самих процессов как таковых.
.
Слайд 20В последние годы интенсивно развивается биогеохимия. Самостоятельными направлениями стали органическая геохимия
(геохимия рассеянного органического вещества, геохимия угля, нефти и газа), палеобиохимия. Большой вклад в развитие различных направлений геохимии биосферы внесли В.В. Добровольский, А.С. Орлов, О.С. Безуглова и др.
Слайд 21Прикладная геохимия подразделяется на следующие направления:
1. Геохимия минералов и ее приложения:
а)
геохимия минералов как важнейшая часть прикладной науки – технологической минералогии;
б) геохимия минералов и металлов как один из важнейших разделов криминологии .
2. Геохимия в вопросах экологии и охраны окружающей среды.
3. Геохимия руд и вмещающих пород как элемент поисковых методов (литологические, гидрогеохимические, атмохимические, биогеохимические методы).
Слайд 224. Геохимия геопроцессов, пород, руд, месторождений как компонент металлогенического анализа и
прогноза месторождений полезных ископаемых.
5. Геохимия изотопов радиоактивных элементов как основа радиогеохронологии.
6. Геохимия как индикатор геологических процессов, то есть как путь к геолого-петрогеохимическому распознаванию первичной природы метаморфитов и режимов формирования протолитов древних комплексов.
Слайд 23Геохимические методы исследования
Общая методология геохимических исследований включает:
1.Геохимическое опробование. Отбор проб вещества
из различных природных объектов для определения их химического состава.
2.Аналитические исследования: определение содержаний химических элементов и форм их нахождения.
3.Математическую обработку результатов аналитических исследований: определение статистических параметров, построение графиков и диаграмм, различные виды математического анализа .
4.Научный анализ и синтез полученных результатов: изучение закономерностей распределения химических элементов в природе, процессов их миграции, концентрации и рассеяния, формирования закономерных ассоциаций (парагенезов), геохимической зональности и т.д.
Слайд 24Системы, изучаемые в геохимии можно разделить на четыре основных типа:
1.Абиогенные системы,
включающие лишь неорганическое вещество
2.Биологические системы – живые организмы и их ассоциации
3.Биокосные системы, для которых характерно тесное взаимопроникновение живых организмов и неорганической («косной» по В.И. Вернадскому) материи.
Самая крупная биокосная система – биосфера.
4.Техногенные системы – промышленные предприятия, города, транспортные артерии и т.д.
Слайд 25Значение Геохимии
Для будущих экологов особенно важно научиться разбираться в сложном
механизме влияния человеческой деятельности на хрупкий организм биосферы, чтобы научиться предвидеть не только непосредственные, но и отдаленные последствия тех или иных действий. Изучая Геохимию, мы учимся понимать процессы развития экосистем на геохимическом уровне, прогнозировать их развитие. При современных масштабах развития техногенеза это чревато слишком серьезными экологическими последствиями.