Біогеохімія, частина геохімії, що вивчає геохімічні процеси, що відбуваються в біосфері за участю організмів. Міграція хімічних елементів на Землі не може зрозуміти без врахування впливу організмів. Віддзеркалення біогеохімічних процесів знаходить місце на геологічних картах. Вперше завдання Б. були сформульовані в СРСР академіком В. І. Вернадським і розроблялися в спеціально створеній біогеохімічній лабораторії (нині інститут геохімії і аналітичної хімії ним. В. І. Вернадського АН(Академія наук) СРСР). Проблеми Б. широко вивчаються в СРСР і за кордоном.
Би. розглядає не окремі особини або види організмів, а всю їх сукупність, т.з. жива речовина, виражена в масі, хімічному складі і енергії, яку воно привносить в біогеохімічних процеси. Жива речовина нерівномірно розподіляється по поверхні Землі. Відомі області його скупчення, або згущування, наприклад планктону в океанах і морях, лісів на суші, гумусу, торф'яника в грунтах; щільність населення нерівномірна і в значній мірі залежить від грунтово-кліматичних зон. Рослинні організми складають головну масу живої речовини (близько 1% падаючої сонячної енергії поглинається рослинами, що еквівалентно 3´10 14 кг вуглецю: це приблизно відповідає масі живої речовини на земній кулі; див.(дивися) фотосинтез ). Одна маса живої речовини не дає правильного уявлення про інтенсивність участі його в біогеохімічних процесах. Величезне значення має швидкість розмноження організмів, тобто загальна продукція органічної речовини, що утворюється за певний час. Особливо це відноситься до нижчих організмів — бактеріям, грибкам, водоростям і ін., що володіють високою швидкістю розмноження. До складу живої речовини входять всі відомі хімічні елементи і їх ізотопи. Але основну масу будь-якого організму складає обмежене число відомих хімічних елементів (див. таблиці.), які в умовах біосфери утворюють легкоподвіжниє і легкорозчинні з'єднання, наприклад гази Co 2 або Nh 3 , H 2 O, іони Н + , Oh - , No 3 - , Na + , К + , Са 2+ , Mg 2+ , а також важкі метали, створюючі високоокислені комплексні іони.
Хімічні елементи, не створюючі, подібно, наприклад, Ti, Zr, Th, в біосфері розчинних і легкоподвіжних з'єднань, не дивлячись на їх помітну кількість в породах земної кори, в організмах містяться лише в дуже малих кількостях. Організми не повторюють повністю хімічні складу середовища, а активно вибирають ті або інші з'єднання. Незрідка той або інший вигляд організмів нагромаджує певний хімічний елемент, тобто хімічний склад організмів є характерною ознакою для певного вигляду. Т. о., організми виконують геохімічну функцію, беручи участь в біогенній міграції того або іншого хімічного елементу. Наприклад, кальцій відвіку використовувався організмами для утворення скелета у вигляді Caco 3 . Ета дуже древня геохімічна функція була характерна для багатьох нижчих організмів. Пізніше, поряд із скелетом з Caco 3 , з'явилися організми із скелетом з фосфату кальцію (в першу чергу серед брахиопод), який затвердився і у всіх вищих організмів. В багатьох древніх нижчих організмів (включно до морських губок) зустрічається також скелет з кремнекислоти. Це вказує на напрям еволюції організмів.
Участь живої речовини в біогеохімічних процесах виявляється прямо або побічно. Так, після загибелі організмів жива речовина безпосередньо бере участь в утворенні діатоміту, вапняків, вугілля, нафт і ін. Зелені рослини в результаті фотосинтетичної діяльності створюють всю масу кисню сучасної атмосфери Землі. Морські водорості концентрують значні кількості йоду; після їх загибелі в морських ілах відбуваються поховання і процес перетворення органічного детриту в речовину нафт. В результаті випрессовиванія з похованих ілов рідкої нафти в пористі породи (піски і інші колектори) видавлюються води мула, що містять велику кількість йоду.
Середній вміст деяких хімічних елементів в земній корі, грунтах і організмах (% по масі, дані на 1968)
Хімічні елементи
Земна кора (осадові породи)
Грунтовий покрив
Організми (рослини)
В
1´10 -2
1´10 -3
1´10 -4
З
1,0
2,0
18,0
N
6´10 -2
1´10 -1
3´10 -1
O
52,8
49,0
70
F
5´10 -2
2´10 -2
1´10 -5
Na
0,66
0,63
2´10 -2
Mg
1,34
0,63
7´10- 2
Al
10,45
7,1
2´10 -2
Si
23,8
33,0
1,5´10 -1
P
7´10 -2
8´10 -2
7´10 -2
S
3´10 -1
8´10 -2
5´10 -2
Cl
1,6´10 -2
1´10 -2
10 -2
До
2,28
1,36
3´10 -1
Ca
2,53
1,37
3´10 -1
Ti
0,45
4,6´10 -1
1´10 -4
Mn
6,7´10 -2
8´10 -2
1´10 -3
Fe
3,3
3,8
2´10 -2
Cu
5,7´10 -3
2´10 -3
2´10 -4
Sr
4,5´10 -2
3´10 -2
10 -4
Zr
2´10 -2
3´10 -2
10 -4
I
1´10 -4
5´10 -4
1´10 -5
Ba
8´10 -2
5´10 -2
10 -4
U
3´10 -4
5´10 -5
5´10 -7
Ще всілякіше непрямий вплив організмів і продуктів їх життєдіяльності на геохімічні процеси. Мікроорганізми беруть участь, наприклад, в окисленні з'єднань заліза, марганцю і інших елементів, що веде до випадання їх з природних розчинів і відкладенню в осіданнях. Мікроорганізми відновлюють сульфати, утворюючи біогенні родовища сірки і т.д. Під впливом живої речовини змінюються в часі геохімічні процеси. Так, коли на Землі ще не було біосфери, уран, германій і ванадій концентрувалися в осадовому залізняку, а з її появою уран, ванадій і германій накопичуються і в деякому викопному вугіллі і бітумах.
Виняткову роль живу речовину поряд з H 2 O і Co 2 грає в процесах вивітрювання і утворення осадових порід (біогенних опадів в морях і океанах). Представляє інтерес участь організмів в процесах розділення близьких по властивостях пар хімічних елементів, наприклад Si/ge, Fe/mn, K/na, Ca/sr і т.д. У свою чергу місце існування відбивається на складі організмів. У межах т.з. біогеохімічних провінцій виникають форми організмів, значні кількості хімічного елементу, що нагромаджують інколи, тобто має місце інтенсивна біогенна міграція. Відомо також, що організми беруть участь в порушенні ізотопного складу ряду легких хімічних елементів (вуглецю, кисню, сірки). Як правило, в біогенних процесах організмами поглинаються переважно легші ізотопи.
Величезну біогеохімічну роль виконує в результаті своєї геологічної. діяльності чоловік. Щорік з надр Землі витягується до декількох десятків т гірської породи на душу населення. Людина впливає на хімічний і ізотопний склад атмосфери, біосфери і земної кори, і це вплив з кожним століттям безперервно зростає.
Літ.: Вернадський Ст І., Хімічне будова біосфери Землі і її оточення, М., 1965; Винограду А. П., Хімічний елементарний склад організмів морить, «Праці Біогеохімічної лабораторії АН(Академія наук) СРСР», 1935-44, т. 3, 4, 6.
