Разложение органических веществ.

При разложении органических веществ большая та часть минера­лизуется, т.е. окисляется до простых минеральных соединений – СО₂, H₂O, минеральных солей. Минерализация протекает и в растениях, которые в процессе дыхания окисляют органические соединения. Од­нако фотосинтез создаёт значительно больше органических веществ, чем их разрушается при дыхании. В целом растения – накопители органических веществ. Животные также минерализуют органические ве­щества при дыхании и других физиологических процессах, но наибо­лее велико значение микроорганизмов. Последние существуют в воз­духе, почве, коре выветривания, илах, поверхностных и подземных водах.

Минерализация органических соединений противоположна фотосин­тезу, она сопровождается освобождением энергии, поглощённой при фотосинтезе. Энергия освобождается не только в тепловой, но и хи­мической форме, носителями которой служат природные воды: обога­щаясь СО₂, H₂S и другими продуктами минерализации, воды становят­ся химически высокоактивными.

Разложение органических веществ – это процесс энтропийный, количество химической информации резко уменьшается, т.к. всё ог­ромное разнообразие органических соединений живых организмов прев­ращается в небольшое число простых минеральных соединений – СО₂, H₂O, NH₃ и т. д. Хотя при этом образуются и сложные органичес­кие соединения гумусового типа. Ещё важнее, что при разложении органических веществ уничтожается более сложный вид информации – биологическая информация.

Разложение протекает в глубоких частях литосферы и гидросфе­ры (в отличие от процесса образования живого вещества), которые являются зоной активной геохимической деятельности микроорганиз­мов, разрушающих органические вещества пород и вод.

С разложением органических веществ связаны различные биогеохимические функции живого вещества:

а) Углекислотная функция, не зависящая от кислородной. Все рас­тения, животные микроорганизмы дышат, выделяют CO₂. Биогенный CO₂, растворяясь в водах, оказывает большое влияние на pH вод, образо­вание растворимых комплексов металлов и другие параметры, определяющие миграцию большинства химических элементов.

б) Углеводородная функция живого вещества реализуется в почвах, илах и особенно в подземных водах. В бескислородной среде микро­биологическое разложение органических остатков часто приводит к образованию метана и других углеводородов. Углеводороды, возникающие на глубинах в сотни и тысячи метров, мигрируют и накапли­ваются в различных «ловушках», в форме газовых залежей.

в) Сероводородная функция сульфатредуцирующих бактерий состоит в разложении органических веществ и сульфатов с выделением CO₂ и H₂S. Отнимая кислород у сульфатов, бактерии окисляют им органи­ческие вещества, например, по схеме:

3Na₂SO₄ + С₆H₁₂О₆ → 3Na₂CO₃ + 3H₂O + 3CO₂ + 3H₂S + Q кДж.

Для бактерий эта реакция играет роль дыхательного акта. Выделяю­щаяся энергия используется микробами для жизненных процессов. Гео­химическое значение сероводородной фикции живого вещества огромно, т.к. с ней связано образование пирита и других сульфидов, в том числе образование сульфидных рудных месторождений.

г) Водородная функция живого вещества связана с выделением H₂ в анаэробной среде при разложении органических веществ. H₂ обнару­жен во многих подземных водах, является исключительно активным геохимическим агентом.

д) Азотная функция связана с различными микробиологическими процессами, она заключается N₂ в накоплении атмосфере и гидро­сфере.

e) Окислительно-восстановительные функции живого вещества так­же проявляются при разложении органических веществ. Окислитель­ная функция состоит в окислении свободным кислородом органичес­ких веществ, пирита, серы и т. д. Восстановительная функция осу­ществляется различными микроорганизмами и заключается в восста­новлении Fe³⁺, Mn⁴⁺ и Mn³⁺, Cu²⁺ и других элементов.

 

3.2 Геохимия ископаемых органических веществ,

биологичес­кие системы