Классификация океанических и внутриматериковых поверхностных вод по Еh, температуре
Окислительный ряд. Относится большинство поверхностных вод, содержащих растворённый кислород, поступающий из атмосферы и за счёт фотосинтеза водных растений.
Глеевый ряд. Относятся некоторые зимние озёрные и речные воды тундровой и таёжной зон.
Сероводородный ряд. Воды некоторых морей и заливов, где затруднён водообмен (Чёрное море с глубин более 200 м).
Температурный режим оказывает влияние на растворимость газов и скорость химических реакций. Выделяют холодные, умеренные и тёплые геохимические типы поверхностных вод в соответствии с термическими поясами. Например, в арктическом поясе растворимость кислорода выше, чем в тропиках, но скорость окисления медленнее.
Классы поверхностных вод по pH
1. Сильнокислые воды с рН<3 в районах сульфидных, угольных месторождений, вулканических районах.
2. Слабокислые воды 3<pH<6,5 многих рек и озёр районов влажного климата и равнинного рельефа – тундры, заболоченной тайги. Формируются в кислых почвах при разложении растительных остатков c М<0,1 г/л, Са2+- HCO3- .
3. Нейтральные и слабощелочные воды с 6,5<pH<8,5 океанов, морей, озёр сильноминерализованные. Богатые РОВ воды таёжной и тундровой зон с М>0,1 г/л, Са2+- HCO3- . Бедные РОВ воды лесостепной, степной, горной зон с М=0,1 г/л, Са2+- HCO3- .
4. Сильнощелочные воды с рН>8,5 субаридных районов, а также в некоторых пустынях. Содовые озёра Барабинской низменности, Калифорнии, восточной Африки.
Виды миграции в гидросфере
Физико-химическая миграция обусловлена изменением внешних параметров среды миграции. Например, участки подъёма глубинных холодных вод (апвеллинг).
В плёнке воды 0,1-1 мм на границе воздух-вода происходит резкое изменение физико-химической обстановки, развиваются явления сорбции и десорбции, которые приводят к проявлению сорбционного барьера и образованию взвесей, обогащённых Fe, Mn, Ni, Pb и др.
Механическая миграция связана с морскими и океаническими течениями, течениями рек, волноприбойной деятельностью. В результате мигрирует обломочный материал дифференциация которого происходит на гидродинамическом барьере. В качестве барьерной зоны фигурирует береговая полоса – граница суша-море (океан).
Биогенная миграция обусловлена биологическим круговоротом вещества. В верхних горизонтах водоёмов за счёт водорослей и проникновения солнечного света развивается фотосинтез и одновременно происходит разложение органического вещества бактериями. В слое воды, где развиваются явления фотосинтеза проявляются зоогенный и фитогенный геохимические барьеры.
Тема 8.3. Геохимия ландшафтной оболочки Содержание работы с преподавателем. Теоретический блок
Ландшафт – это природные комплексы – горные породы, воды, почвы, растительность, животный мир – особенно тесно взаимосвязанные между собой.
С позиции геохимии ландшафт представляет часть земной поверхности, в которой за счёт солнечной энергии осуществляется миграция химических элементов атмосферы, гидросферы и литосферы.
Каждый ландшафт по Б.Б. Полынову состоит из элементарных ландшафтов. Элементарный ландшафт – это определённый элемент рельефа, сложенный одной породой или наносом и покрытый в каждый момент своего существования определённым растительным сообществом.
Верхняя граница ландшафта находится в тропосфере и определяется зоной распространения пыли земного происхождения, обитания птиц и насекомых.
Нижней границей ландшафта в ряде случаев является первый от поверхности водоносный горизонт (включительно).
В результате миграции химических элементов элементарный ландшафт приобретает неоднородность в вертикальном направлении , расчленяясь на ряд природных тел:
1) надземная часть ландшафта (растительный покров и животный мир), 2) почва, 3) кора выветривания, 4) водоносный горизонт (рис. 1).
Рис. 1. Строение элементарного ландшафта
Не все эти природные тела имеются в каждом элементарном ландшафте – местами водоносный горизонт отсутствует (т. е. находится за пределами ландшафта, например, в некоторых пустынях), в других совмещён с почвой (поймы, некоторые болота), в третьих, кора выветривания совмещена с почвой.
Каждое природное тело отличается от другого химическим составом. Нередко в верхних горизонтах преобладает кислая реакция, а в нижних – щелочная, в верхних горизонтах – окислительная среда, а в нижних – восстановительная.
По условиям миграции химических элементов формируются следующие типы геохимически сопряжённых элементарных ландшафтов:
1. Элювиальный тип – это поверхности плоских водоразделов с глубоким залеганием грунтовых вод. Вещество и энергия поступают в ландшафт из атмосферы и через атмосферу. Происходит вмывание на некоторую глубину растворимых веществ и образование иллювиальных горизонтов почв. Если процессы выноса протекают длительно, то формируется мощная кора выветривания под почвой. С поверхности водораздела происходит некоторый смыв почв (рис. 2).
2. Супераквальный тип – поверхности, отличающиеся близким залеганием грунтовых вод. С грунтовыми водами в ландшафт поступают различные вещества, вымытые из коры выветривания и почв водоразделов. Возможны значительные аккумуляции элементов, вынесенных из коры выветривания.
3. Субаквальный тип – поверхности, находящиеся под водой. Характерен принос материала с жидким и твёрдым боковым стоком. Речной, озёрный осадок, ил растёт снизу вверх. В водоёмы поступают химические элементы и соединения, слагающие окружающие водораздельные пространства.
Рис. 2. Основные типы элементарных ландшафтов (по Б.Б. Полынову с дополнениями М.А. Глазовской): 1 - поступление веществ в ландшафт (из атмосферы, грунтовых вод); 2 – удаление веществ из ландшафта в атмосферу, грунтовые и поверхностные воды
Геохимическое сопряжение проявляется в обмене веществ и энергии между типами ландшафта через миграцию элементов (рис. 3).
В ландшафте преобладают те же элементы, что и в земной коре. Они имеют высокие кларки, и составляют основную массу горных пород, почв, вод и организмов, определяют геохимические особенности ландшафта и условия миграции других элементов.