ИСТОРИЯ ГЕОХИМИИ ЛАНДШАФТА

Смотрите также:

История атомов и география - Перельман

Геохимия - химия земли

Геология

Основы геологии

Геолог Ферсман

Гидрогеохимия. Химия воды

Минералогия

Почва и почвообразование

Почвоведение. Типы почв

Химия почвы

Круговорот атомов в природе

Книги Докучаева

Происхождение жизни

Вернадский. Биосфера

Биология

Эволюция биосферы

Геоботаника

 Биографии геологов, почвоведов

Эволюция

Василий Васильевич Докучаев (1846—1903)

Своими корнями геохимия ландшафта уходит в замечательные направления русской научной мысли, зародившиеся на рубеже XX столетия. Один из ее источников — наука о ландшафтах связана с трудами великого В.В. Докучаева (1846—1903), с его системным подходом к природе земной поверхности, стремлением изучать связи между живой и неживой природой. Хотя необходимость изучения связей между отдельными частями географической среды возникла несколько тысяч лет назад, особая наука об этих связях могла сформироваться только в конце XIX в., когда развились геология, ботаника, зоология, гидрология и другие науки, изучающие отдельные части географической среды.

Основы этой науки и были разработаны в конце XIX столетия В.В. Докучаевым в виде учения о зонах природы, в нашу эпоху превратившегося в науку о ландшафтах (ландшаф- товедение). Эта наука создавалась представителями различных отраслей естествознания, но как бы ни складывалась их научная судьба, с какой бы отраслью науки они официально ни были связаны в начале своего творчества, в дальнейшем разными путями они приходили к выводу о необходимости изучения связей между отдельными явлениями природы и земной поверхности как единого целого. Подобная эволюция взглядов характерна и для самого В.В. Докучаева — геолога и почвоведа, почвоведов Б.Б. Полынова и Г.Н. Высоцкого, географа Л.С. Берга, геоботаника В.Н. Сукачева. Это явилось результатом не только субъективных способностей к научному обобщению, но и следствием объективной необходимости возникновения науки о ландшафтах, подготовленного всем предшествующим развитием естествознания, а также практической потребностью в этой науке.

Среди учеников Докучаева в Петербургском университете был и будущий основоположник геохимии В.И. Вернадский (1863—1945). Таким образом, и геохимия, и наука о ландшафтах в России родились в одной научной Докучаевской школе. Отсюда понятен интерес к ландшафтам у самого Вернадского, у его учеников и последователей. Ученик Вернадского, заложивший вместе с ним фундамент геохимии, А.Е. Ферсман (1883 —1945) вплотную подошел к геохимии ландшафта. В работах 20—30-х годов он дал геохимическую характеристику пустынь, полярных областей, геохимическое объяснение окраски ландшафта. Однако эти работы не сопровождались разработкой единой методологии, новых методов исследования и не привели к созданию самостоятельного научного направления. Поэтому 20-е и более ранние годы относятся к предистории геохимии ландшафта.

В собственной истории геохимии ландшафта можно выделить четыре этапа, первый из которых связан с деятельностью ее основателя — Бориса Борисовича Полынова (1877— 1953).

Полыновский этап

Это время становления геохимии ландшафта — конец 20-х — начало 50-х годов. Почва является "зеркалом ландшафта", в ней осуществляется связь между "живой" и "мертвой" природой, и как природная система она родственна ландшафту. Детальное химическое изучение почвенных процессов всегда составляло одну из важных задач почвоведения, поэтому оно ближе всего стоит к геохимии ландшафта. Как и многие ученые, Б.Б. Полынов пришел к изучению ландшафтов от докучаевского почвоведения. В начале это были почвенно- географические исследования, которые, однако, скоро перестали удовлетворять ученого. Он стал искать новые пути в изучении ландшафтов и нашел их в геохимии. В 30-х годах Полынов приступил к разработке учения о ландшафтах на геохимической основе. Им установлено понятие "геохимический ландшафт" (1944—1946), дана геохимическая характеристика влажных субтропиков, зоны смешанных лесов, черноземных степей и, что самое главное, разработана методология нового научного направления, сформулированы его задачи, намечены оригинальные методы исследования.

Методологию геохимии ландшафта Полынов построил на сочетании докучаевского учения о зонах природы (ландшафтов) с учением В.И. Вернадского о геохимической роли живого вещества и представлениями А.Е. Ферсмана и В.М. Гольд- шмидта о законах физико-химической миграции элементов в земной коре. Научным центром, где развивались полыновские идеи, был Почвенный институт им. В.В. Докучаева в Москве, в котором работал Б.Б. Полынов и его сотрудники (Е.И. Парфенова, Е.А. Ярилова, М.А. Бобрицкая, А.И. Троицкий и др.). Б.Б. Полынов руководил также исследованиями его учеников в Академии наук Казахстана (М.А. Глазовская) и Институте геологических наук АН СССР в Москве (А.И. Перельман). В это время геохимия ландшафта еще не получила признания в качестве особого научного направления и исследования проводились под флагом почвоведения, географии и геохимии.

Геохимия ландшафта в 50-е годы. В 1951 г. на географическом факультете МГУ А.И. Перельман впервые прочитал курс "Геохимия ландшафта", в 1955 г. была опубликована его монография, в которой систематически излагались основы этого научного направления ("Очерки геохимии ландшафта"). В 1959 г. на факультете была создана кафедра, ныне носящая название "Геохимии ландшафтов и географии почв" (зав. кафедрой — профессор М.А. Глазовская, с 1989 г. — профессор Н.С. Касимов). В московском филиале Географического общества СССР в 1961 г. была организована "Комиссия геохимии ландшафта", которая ежегодно в марте проводит "Полыновские чтения". В эти же годы началось практическое использование геохимии ландшафта при геохимических поисках рудных месторождений (М.А. Глазовская, В.В. Добровольский, М.М. Ермолаев, А.И. Перельман, Ю.В. Шарков и др.).Все же в 50-е годы фронт работ по геохимии ландшафта был мал, исследования проводились преимущественно в Москве и Ленинграде.

Геохимия ландшафта в 60-е и 70-е годы

С начала 60-х годов начался быстрый рост геохимии ландшафта, использование теории и методов этой науки в практике, особенно при геохимических поисках рудных месторождений. Появляются новые научные и методические обобщения М.А. Глазовской, А.И. Перельма- на, В.В. Добровольского. Если в 50-х годах имелось лишь несколько научных центров, где проводились исследования в данном направлении, то в 70-е годы работы по геохимии ландшафта уже велись десятками научных и производственных организаций во многих городах СССР.

Теоретические исследования проводились в Академии наук СССР и республиканских академиях наук, университетах и других научных организациях. Центрами исследований были Институт геологии рудных месторождений, петрографии, минералогии и геохимии (ИГЕМ) АН СССР (А.И. Перельман, С.Г. Батулин, Е.Н. Борисенко), Институт географии АН СССР (В.О. Таргульян), Институт минералогии, геохимии и кристаллохимии редких элементов (ИМГРЭ) АН СССР и Министерства геологии СССР (Ю.Е. Сает, И.А. Морозова, Р.С. Смирнова, Е.П. Сорокина), Научно-исследовательский институт геологии Арктики (A.M. Иванова), лаборатория геохимии ландшафта Хабаровского комплексного научно- исследовательского института АН СССР (П.В. Ивашов), Институт геохимии и геофизики АН БССР в Минске (К.И. Лукашев, В.А. Генералова, А.Л. Жуховицкая, В.А. Ковалев, В.А. Кузнецов, В.К. Лукашев, А.А. Хомич и др.), Институт геохимии и физики минералов АН УССР (Б.Ф. Мицкевич), ИГН АН Армении (П.М. Капланян, Г.А. Григорян), Институт геологии и географии АН Литвы (Г.Б. Пау- люкявичюс), Институт географии Сибири и Дальнего Востока в Иркутске (В.А. Снытко), Почвенный институт им. В.В. Докучаева (Н.И. Базилевич, Б.А. Зимовец, Ф.И. Козловский, И.А. Соколов), Тихоокеанский институт географии (П.В. Ел- патьевский) и др.

В университетах и институтах, где преподавалась геохимия ландшафта, создаются кафедры и проблемные лаборатории. На географическом факультете Московского университета исследования велись на кафедрах геохимии ландшафтов и географии почв (М.А. Глазовская, А.И. Перельман, Т.М. Белякова, И.П. Гаврило- ва, Н.С. Касимов, Е.М. Никифорова, И.Г. Побединцева, Н.П. Солнцева, Р.С. Смирнова и др.) и физической географии СССР (А.А. Макунина, И.А. Авессало- мова и др.). На географическом факультете Московского государственного педагогического института (ныне университета) была создана кафедра геологии и геохимии ландшафта (В.В. Добровольский) и при ней специальная лаборатория геохимии ландшафта (Л.В. Алещукин, М.В. Ржаксинская). В Ленинградском университете также была создана лаборатория геохимии ландшафта (М.М. Ермолаев, А.А. Тарновский и др.).

Геохимия ландшафта стала одной из теоретических основ геохимических методов поисков месторождений полезных ископаемых.

 Научные опытно- методические и производственные работы в этом направлении стали проводиться во многих геологических организациях. Известное значение приобрела в эти годы геохимия ландшафта и в решении проблем здравоохранения (Т.М. Белякова, В.М. Мещенко и др.).

За рубежом исследования в области геохимии ландшафта в этот период не получили значительного распространения, но, судя по переводам трудов советских ученых в США, Польше, ГДР, Вьетнаме, Венгрии, Румынии и других странах, она привлекала внимание. В Канаде в Университете провинции Онтарио в 1971 г. под редакцией проф. Дж. Фортескью стал выходить специальный бюллетень, посвященный геохимии ландшафта.

Современный этап

С середины 70-х годов быстрый рост геохимии ландшафта в СССР и России связан с появлением новой области практического ее применения — решением проблем охраны окружающей среды. Важно отметить, что теоретические и методические принципы, используемые при поисках руд, создали основу для быстрого внедрения ландшафтно-геохимических методов в науку об окружающей среде. Развитие геохимии ландшафта в это время происходит по пяти основным направлениям.

1.         Развитие теории и методологии науки, совершенствование понятийного аппарата и классификации ландшафтов. Особое значение имели представления М.А. Глазовской о технобиогеомах — территориях, обладающих сходной ответной реакцией на техногенное воздействие, а также о каскадных ландшафтно- геохимических системах. Было введено понятие о геохимических барьерах и технофильности (А.И. Перельман). Ряд показателей техногенной миграции элементов предложен Н.Ф. Глазовским. Н.П. Солнцева ввела понятие о геохимической совместимости природных систем и техногенных воздействий. Развиты представления о глобальном рассеянии микроэлементов (В.В. Добровольский), латерально-миграционной сопряженности ландшафтно-геохимических катен и дана их классификация (Н.С. Касимов), разработаны принципы геохимической систематики техногенных ландшафтов (В.А. Алексеенко, Н.С. Касимов, А.И. Перельман), выполнено экспериментальное и математическое моделирование процессов в ландшафтно-геохимических системах (В.А. Снытко, В.В. Сысуев и ДР-)-

2.         Геохимия отдельных типов природных ландшафтов. Для осуществления фонового мониторинга природной среды необходимо знать закономерности естественных процессов миграции и концентрации химических элементов в природных ландшафтах, находящихся вне сферы локального техногенного воздействия, в том числе заповедных территорий. С этой целью были разработаны ландшафтно- геохимические основы фонового мониторинга природной среды, получены новые данные о геохимической структуре ландшафтов центральных районов России (Е.М. Никифорова, И.Г. Побединцева, В.П. Учватов), Белоруссии (В.К. и К.И. Лукашевы, В.А. Кузнецов, В.А. Генералова, А.Л. Жуховицкая, А.А. Хомич и др.), Казахстана и Средней Азии (А.И. Перельман, Н.С. Касимов, Н.Ф. Глазовский), Украины (Б.Ф. Мицкевич, Ю.Я. Сущик, Л.Л. Малышева), юга России (В.А. Алексеенко), таежных районов Сибири (Е.Г. Нечаева, А.И. Щетников), Забайкалья (В.А. Снытко, Ю.М. Семенов, Т.Т. Тайсаев), Карелии и Кольского полуострова (В.В. Добровольский, Л.В. Алешукин), севера Евразии (А.В. Евсеев, A.M. Иванова и др.), Монголии (Н.С. Касимов, В.В. Добровольский, А.К. Евдокимова, М.Ю. Лычагин), а также ряда биосферных заповедников — Приокско-Террасного (В.П. Учватов), Бадхызского (М.А. Глазовская, Н.С. Касимов, В.В. Батоян), Башкирского (И.П. Гаврилова, И.Г. Побединцева), Березинского (К.И. и В.К. Лукашевы, В.А. Кузнецов и др.), Репетекского (М.А. Глазовская, Н.С. Касимов), Сихотэ- Алинского (B.C. Аржанова, П.В. Елпатьевский), Тигровая балка (Н.С. Касимов, М.Ю. Лычагин, В.В. Сысуев), Астраханского (Н.С. Касимов, М.Ю. Лычагин, А.Н. Геннадиев). Как особое направление разрабатывается геохимия аквальных ландшафтов (В.В. Батоян, А.Д. Хованский, Е.П. Янин).

Кроме традиционного для геохимии ландшафта изучения микроэлементов начаты исследования закономерностей распределения в ландшафтах токсичных органических соединений, таких как полициклические ароматические углеводороды (А.Н. Геннадиев, И.С. Козин, Ю.И. Пиковский, Т.А. Теплицкая).

3.         Историческая геохимия и палеогеохимия ландшафтов. Это направление связано с реконструкцией геохимических особенностей ландшафтов былых геологических эпох. Разработаны методология и методика исследований, палеоланд- шафтно-геохимическое картографирование, изучена палеогеохимия ландшафтов Казахстана, Средней Азии, Белоруссии, Витимского плоскогорья и других регионов в кайнозое (А.И. Перельман, В.К. и К.И. Лукашевы, В.В. Добровольский, Н.С. Касимов, Т.Т. Тайсаев и др.). Эти исследования находят применение при геохимических поисках полезных ископаемых, палеогеографических реконструкциях, в литологии.

4.         Геохимические поиски полезных ископаемых. Исследования в области поисковой геохимии позволили разработать принципы районирования территории по условиям проведения геохимических поисков, установить основные закономерности формирования вторичных ореолов рассеяния рудных месторождений в различных природных зонах, палеогеографических и палеогеохимических обстанов- ках, разработать теорию геохимических барьеров, предложить критерии и методы оценки выявляемых при поисках руд геохимических аномалий, разработать принципы ландшафтно-геохимического картографирования и ряд других вопросов. Ландшафтно-геохимические исследования при поисках руд и разработанные при этом теоретические и методические вопросы показали их важное прикладное значение и выдвинули геохимию ландшафта в качестве одной из теоретических основ геохимических методов поисков полезных ископаемых, что зафиксировано в ряде инструктивных документов. Работы по применению методов геохимии ландшафтов в поисковой геохимии выполняются в настоящее время научными организациями и вузами, а также многими производственными геологическими объединениями и экспедициями (А.И. Перельман, В.В. Добровольский, Т.Т. Тайсаев, Б.Ф. Мицкевич, Н.С. Касимов, Г.С. Макунина, И.А. Морозова, Б.А. Судов и ДР-)-

5. Геохимия техногенных ландшафтов. Это направление получило особенно широкое развитие. Были разработаны методологические принципы изучения и систематики техногенных ландшафтов (М.А. Глазовская, А.И. Перельман, В.В. Добровольский, Н.С. Касимов, Н.Ф. Мырлян, Н.П. Солнцева). Получены новые данные о поведении многих химических элементов и соединений в сфере влияния различных техногенных источников, особенно при добыче нефти и угля (М.А. Глазовская, Н.П. Солнцева, Е.М. Никифорова, Ю.И. Пиковский), в производстве цветных и черных металлов (В.В. Добровольский, J1.B. Алещукин, Т.М. Белякова, B.C. Аржанова, П.В. Елпатьевский, Ю.П. Баденков), теплоэнергетики (Н.Д. Давыдова, Ю.М. Семенов), начаты геохимические оценки экологического состояния городов (Ю.Е. Сает, Р.С. Смирнова, Е.П. Сорокина, Т.М. Белякова, Н.С. Касимов, В.К. Лукашев, Н.Ф. Мырлян, Е.М. Никифорова, Е.П. Янин и др.), разработаны принципы прогнозного ландшафтно-геохимического районирования (М.А. Глазовская), оценки состояния ландшафтов в сфере радиоактивного воздействия (А.И. Перельман, Е.Н. Борисенко, А.Е. Самонов, Е.М. Коробова, Н.Я. Минеева, Ю.А. Панков), основы геохимии агроландшафтов (В.А. Алексеенко, А.И. Ачкасов, В.Н.Башкин, Ф.И. Козловский, Н.Ф. Мырлян, Н.К. Чертко), формируется ландшафтно- геохимическая информатика — на геохимической основе создаются географические информационные системы (ГИС) городов (О.В. Моисеенков) и биосферных заповедников (ГИС Астраханского заповедника — Н.С. Касимов, М.Ю. Лычагин). Исследования ведутся совместно с экологами, геохимиками, почвоведами, гигиенистами и другими специалистами в области наук об окружающей среде.

За рубежом следует в первую очередь отметить труды канадского профессора

Д. Фортескью, книга которого "Геохимия окружающей среды" была переведена в СССР. Исследования по геохимии ландшафта проводятся также в Китае (Ван Минь Юань), Корейской Народно-Демократической республике, Монголии, Вьетнаме (Нгуен Ба-Линь, Транг-Куанг-Нгай), Болгарии (В. Беликов, Р. Пенин).

К содержанию книги: А.И. Перельман, Н.С. Касимов - Геохимия ландшафтов