1. Терригенные биокомпоненты

На суше господствует растительность — деревья лесов и трава сте­пей. О подавляющей биомассе леса свидетельствует и геохимическая особенность, подмеченная А.П. Виноградовым еще в 1933 г.: химический элементарный состав живого вещества отвечает таковому леса. Масса травяной растительности не больше 20% массы леса. На третьем месте находится живой мир почв, на четвертом — остальной животный мир. Большинство трав, зерновые культуры (злаки и др.), а также бамбук от­личаются высоким содержанием кремния, а меньшая часть концентри­рует кальций. Концентрированная форма биокомпонентов суши — тор­фяники, горючие сланцы, сапропель, преобразующиеся далее в камен­ные угли, нефть и газ. Еще большая часть этих компонентов находится в рассеянной форме, определяя геохимию в каждой точке осадка. ОВ под­кисляет среду и снижает окислительный потенциал, создавая восстано­вительный ее характер. Особенно низкие значения pH (до 5-6 и ниже) и Eh (до -100 мВ и меньше) в торфяниках, кислых почвах и болотных илах, что выражается каолинитом, пиритом, сидеритом, вивианитом и др. Огромна механическая работа дождевых червей и многих роющих животных, а также расклинивающая деятельность корней растений.

Итак, различаются автохтонные (накапливающиеся на месте: авто­хтонные угли, планктонные сланцы и др.) и аллохтонные (перемещен­ные в другие места и условия) биокомпоненты: растительный детрит, ко­сти животных, раковины наземных моллюсков и т.д. Биодетрит разно­сится по законам механической седиментации, но из-за большой плаву­чести растительные компоненты достигают удаленных участков морей и океанов. Но концентрируются они у берегов.

Минеральные биокомпоненты на суше уступают первенство органи­ческим, но иногда образуют и концентрированные накопления: озерные, пресноводные или доломитовые строматолиты и озерные диатомиты, на­пример плиоценовые на Малом Кавказе (Кисатиби, Джерманис и др.).

2. Мариногенные биокомпоненты

Биокомпоненты в морях и океанах также продуцируются растения­ми, водорослями и животными. Выделяются две пленки жизни — верх­няя, планктонная, и нижняя, донная, или бентосная. У берега они сли­ваются, и здесь наибольшая биопродуцированность. Значительно мень­шая биомасса принадлежит нектону — свободно и активно передвигаю­щимся в толще воды организмам. Как и на суше, организмы в морях тес­но связаны друг с другом прежде всего пищевыми, или трофическими, цепями: эвтрофы, или автотрофы, — растения, водоросли и некоторые другие организмы, питающиеся неорганическими веществами (СО2, N и др.), — находятся в начале цепи, а гетеротрофы — животные и некото­рые другие организмы — в конце (они питаются автотрофами или синте­зированными ими органическими веществами).

Распределение в пленках жизни организмов и биомассы крайне не­равномерное. Можно говорить, как и на суше, об оазисах и пустынях жизни. Если на суше главным фактором географической зональности жизни и биопродуктивности являются температура и влажность клима­та (прямая зависимость), то в морях и океанах — прежде всего свет, га­зовый режим, наличие питательных веществ и температура. Оазисами жизни становятся прежде всего зоны апвеллинга, т.е. места подъема глу­бинных вод, выносящих к зоне фотосинтеза огромное количество раство­ренных в глубинных холодных и находящихся под большим давлением водах СО2, N, Р, Са и других необходимых элементов. Горизонтальные течения, хотя и в меньшей степени, также перемешивают воды и способ­ствуют обогащению верхних слоев питательными компонентами и поэ­тому отмечаются большой биопродуктивностью и высокими скоростями биогенной седиментации.

В холодных водах лучше растворяются СОг и другие газы, поэтому Баренцево и другие северные или приантарктические моря не намного отстают по биопродуктивности от тропических вод. А океанические пус­тыни располагаются в субтропических зонах антициклональных круго­воротов воды с их нисходящими перемещениями вод, поэтому быстро ис­тощающимися по питательным веществам — это области халистаз. Они не случайно широтно продолжают пустыни континентов и немного за­хватывают соседние зоны пассат. Это две широтные зоны примерно между 15-40° с. и ю. ш. Более высокие широты, примерно до 50°, отли­чаются высокой биопродуктивностью, связанной с зимними разрушени­ями сезонного термоклина и возникающим благодаря этому глубоким конвективным перемешиванием вод, а также связанной с подъемом глу­бинных вод, что является частью общей циркуляции над главным термо­клином и уравновешивает нисходящее перемещение холодных вод в его центральных областях. Далее к полярным областям биопродуктивность снова падает — из-за низких температур, малого поступления света (Солнце низко над горизонтом) и ледового покрова.

Максимальная биопродуктивность (Лисицын, 1974, 1977, 1978; Био­логическая ..., 1977; Типы ..., 1975) по многим причинам приходится на шельфовые и другие мелководные зоны: воды здесь максимально осве­щены, прогреты и перемешаны, питательные компоненты поступают как с суши, так и из океана, а нередко и из гидротерм; обитаемы почти все уровни воды, и планктонное и донное сгущение жизни практически соединяются нектоном, а трофические цепи наиболее протяженны за счет объединения всех их уровней и звеньев — от простейшего наноп- ланктонного сообщества автотрофов до высших млекопитающих.

Автохтонные биокомпоненты — прикрепленный бентос: кораллы, водоросли, мшанки, губки, моллюски, криноидеи, фораминиферы, чер­ви, членистоногие — создают на месте крупные и гигантские карбонат­ные (известковые, отчасти и доломитовые) постройки типа барьерных рифов, меняющие географические, экологические, геохимические и ли­тологические условия обширных зон морей и океанов и управляющие 236 хемогенным и механогенным осадконакоплением. Нередко они создают эвапоритовые условия, и за рифами формируются мощные толщи солей, которые без биогенного фактора не могут образовываться. На месте про­израстания бурых и зеленых водорослей — подводных лугов — накапли­ваются горючие сланцы, а в мангровой зоне за счет высшей растительно­сти — угли. Максимум автохтонного осадко- и породообразования тя­готеет к теплым тропическим морям, особенно это относится к рифо- строителям.

Помимо карбонатных и органических к автохтонному бентосу мож­но отнести и кремневые спикуловые (губковые) концентрации, хотя они нередко испытывают небольшое местное перемещение. Они обитают преимущественно на глубинах от 50 до 400 м, т.е. в нижней части шель­фа и в верхней части континентального склона.

Бентос существует в водах с нормальным газовым режимом, но в по­следние 10 лет обнаружен совсем необычный бентос, основу которого со­ставляют трубкообразные организмы — вестиминтиферы, жизнедея­тельность которых основана на хемосинтезе (использовании симбиоти- чески связанными с ними бактериями энергии превращения серных сое­динений): на дне океана в условиях повышенных температур у выхода горячих гидротермальных источников, выносящих сульфиды в зонах спрединга, например в Калифорнийском заливе и подводном хребте Ху- ан-де-Фука, и строящих гигантские (до 0,5 км) конусы — “курильщи­ки”. Литологическое влияние этого бентоса и продуцируемых им компо­нентов предстоит изучить. Но и сейчас можно сказать, что это большая движущая сила в трансформации минерального вещества в зоне осадко­образования.

Аллохтонные биокомпоненты бассейнового происхождения, квали­фицированные несколько условно, многочисленны, разнообразны и ог­ромны по объему. Это прежде всего биодетрит, образующийся при вол­новой переработке скелетов и раковин, при их биодетритизации (поеда­нии крабами и другими беспозвоночными), которые перемещаются да­лее на океаническое дно в виде турбидных потоков. Формально его мож­но отнести к эдафогенному материалу. Но он более специфичен как био­генный, а нередко и содержит активные органические компоненты.

Планктоногенные компоненты — карбонатные, кремневые, органи­ческие — по существу аутигенные, но испытывающие внутреннюю ал- лохтонию, — разносятся течениями нередко на сотни километров. Но и компоненты, опустившиеся на дно там, где они обитали, создают резко неравновесный осадок, хотя бы потому, что органическое вещество и одевающая его раковина несовместимы химически. Поэтому не только при концентрированном, но и при рассеянном накоплении они служат мощным движущим фактором преобразования осадков и генерации уже других типов компонентов.

Продукты жизнедеятельности — копролиты, ихнитолиты, или би­оту рбиты, — важнейшая группа биогенных компонентов, хотя их био- генность в основном только формальная (Лисицын, 1974, 1978; и др.). Но все же биотурбированный, т.е. поеденный, пропущенный через ки­шечник червя, моллюска, рака, краба или другого илоеда осадок иной как по сЬставу, так и по строению (он становится изотропным, например

писчий мел), и в дальнейших преобразованиях ведет себя иначе: писчий мел до настоящего времени остается нелитифицированным, как будто это свежий осадок. Копролиты планктона и нектона — агрегаты от деся­тых долей миллиметра до сантиметра и более — для мельчайших (в ты­сячные доли миллиметра и мельче) частиц (кокколитов, силикофлагел- лят и т.д.) — часто единственный способ достичь дна, не растворившись. На геологические масштабы этой биофильтрации и биоседиментации в последнее время обращает наше внимание А.П. Лисицын (1974, 1977, 1978).

Биокомпоненты — не только их главные элементы: среди них много малых и микроэлементов, которые накапливаются в телах организмов или в их скелетах: фосфор, дающий начало фосфоритам, азот, ванадий, медь, железо, марганец, хром, а также адсорбированные в послежизнен- ном цикле превращений, например уран.

Биогенные вещества буквально пронизывают все осадки и породы и играют в них часто определяющую роль (Биогеохимия ..., 1976; Биохи­мия ..., 1983; Кузнецов и др., 1962). Кроме литологической роли они всегда выполняют и геологическую — биостратиграфическую как носи­теля информации о палеотемпературах, времени и т.д.