УДК 551.2; 551.14; 553.98

БИОСФЕРНАЯ КОНВЕРСИЯ ВЕЩЕСТВ И ЭНЕРГИИ
ПРИ ФОРМИРОВАНИИ КОНТИНЕНТОВ

 И.Ф. Савченко, И.В. Гиренко*, В.С. Римкевич, Т.А. Савченко

Институт геологии и природопользования Дальневосточного отделения РАН,
г. Благовещенск, Россия

*girenko@inbox.ru

Аннотация. Осадочная толща океанической коры мощностью до 3 км и возрастом моложе юры депонирует осадки органических веществ (ОВ) и насыщается адсорбированным из океана растворенным О2 с энергией связи 5–15 кДж/моль. При субдукции океанической коры в мантию с T = 170–510 °С выделяются флюиды O2, H2O, CO2, которые фильтруются к поверхности надсубдукционной кровли. Флюидный O2 окисляет вещества осадочного чехла, мантии и кровли с выделением энергии 14.97 кДж/кг O2. Это приводит к образованию магматической камеры. Расплавы камеры разделяются по плотности и составу на легкие – кислые, обогащенные SiO2 и плотные – основные, обогащенные Са, Мg, K. Излившиеся кислые расплавы формируют кору континентального типа. Энергонасыщенность магматической камеры повышает экзогенная энергия пиролиза ОВ. На глубинах субдукции при T = 500–1200 °С осуществляется глубокий метаморфизм ОВ с выделением флюидов нефти и газа, которые образуют планетарную систему углеводородов. Образование континентальной коры и углеводородной системы во многом является следствием конверсии биосферой солнечной энергии, кислорода и ОВ в состав внешних оболочек Земли.

Ключевые слова: конверсия, энергия, фотосинтез, субдукция, магматическая камера, континентальная кора, углеводороды.

https://doi.org/10.21455/GPB2019.1-2

Цитирование: Савченко И.Ф., Гиренко И.В., Римкевич В.С., Савченко Т.А. Биосферная конверсия веществ и энергии при формировании континентов // Геофизические процессы и биосфера. 2019. Т. 18, № 1. С. 13–21. https://doi.org/10.21455/GPB2019.1-2

Литература

Барышев А.Н., Хачатрян Г.К. Влияние тектонического поля напряжений на механизм роста, структуру кристаллов алмаза в связи с общей динамикой алмазообразования // Отеч. геология. 2015. № 1. С. 4–53.

Вернадский В.И. Биосфера // Избр. соч. М.: АН СССР, 1960. Т. 5. С. 7–102.

Власов Г.М. Тихий океан: Итоги глубоководного бурения и тектоника плит, некоторые геологические проблемы // Тихоокеанская геология. 1994. № 5. С. 3–16.

Гатинский Ю.Г., Рундквист Д.В., Тюпкин Ю.С. Блоковые структуры и кинематика Восточной и Центральной Азии по данным GPS // Геотектоника. 2005. № 5. C. 3–19.

Добрецов Н.Л. Глобальная геодинамическая эволюция Земли и глобальные геодинамические модели // Геология и геофизика. 2010. Т. 51, № 6. С. 761–784.

Добрецов Н.Л., Кирдяшкин А.Г. Оценки глобальных процессов обмена веществом между оболочками Земли: Сопоставление реальных геологических и теоретических данных // Геология и геофизика. 1998. Т. 39, № 9. С. 1269–1279.

Жарков В.Н. Внутреннее строение Земли и планет. М.: Наука, 1983. 416 с.

Заварзин Г.А. Становление биосферы // Вестн. РАН. 2001. Т. 71, № 11. С. 988–1001.

Коваленко В.И., Наумов В.Б., Ярмолюк В.В., Дорофеева В.А. Летучие компоненты (H2O, CO2, Cl, F, S) в базитовых магмах различных геодинамических обстановок по данным изучения расплавленных включений и закалочных стекол // Петрология. 2000. Т. 8, № 2. С. 131–164.

Коваленко В.И., Наумов В.Б., Гирнис А.В., Дорофеева В.А., Ярмолюк В.В. Средний состав базитовых магм и мантийных источников островных дуг и активных континентальных окраин по данным изучения расплавных включений и закалочных стекол пород // Петрология. 2010. Т. 18, № 1. С. 3–28.

Корж В.Д. Геохимия элементного состава гидросферы. М.: Наука, 1991. 243 с.

Кузьмин М.И., Корольков А.Т., Дриль С.И., Коваленко С.Н. Историческая геология с основами тектоники плит и металлогении. Иркутск: Изд-во Иркут. гос. ун-та, 2000. 228 с.

Левин Л.Э. Строение термической литосферы и астеносферы в океанах и на континентах // Геотектоника. 2006. № 5. С. 39–49.

Лаверов Н.П., Добрецов Н.Л., Богатиков О.А. Новейший современный вулканизм на территории России / Отв. ред. Н.П. Лаверов. М.: Наука, 2005. 604 с.

Менделеев Д.И. Нефтяная промышленность в Северо-Американском штате Пенсильвания и на Кавказе // Сочинения. М.: Изд-во АН СССР, 1949. Т. X.

Нигматулин Р.И. Океан: Климат, ресурсы, природные катастрофы // Вестн. РАН. 2010. Т. 80, № 8. С. 675–687.

Полевой В.В. Физиология растений: Учебник для биол. спец. вузов. М.: Высш. шк., 1989. 464 с.

Пущаровский Ю.М. Тектонические типы глубоководных впадин Тихого океана // Геотектоника. 2006. № 5. С. 25–38.

Розанов А.Г. Когда появилась жизнь на Земле // Вестн. РАН. 2010. Т. 80, № 5–6. С. 533–541.

Рубан Д.А. Обзор некоторых глобальных и региональных палеотектонических реконструкций, опубликованных в 2001–2004 гг. // Геотектоника. 2006. № 5. С. 92–95.

Фотосинтез и биопродуктивность: Методы определения / Под ред. А.Т. Мокроносова. М.: ВО «Агропромиздат», 1989. 460 с.

Хачатрян Г.К. Азот и водород в кристаллах алмаза в аспекте геолого-генетических и прогнозно-поисковых проблем алмазных месторождений // Отеч. геология. 2013. № 2. С. 29–42.

Шапиро М.Н. О кинематике кампан-маастрихтских островных дуг Северо-Восточной Азии в свете результатов бурения на Императорском хребте // Геотектоника. 2005. № 5. С. 83–90.

Ярмолюк В.В., Коваленко В.И., Наумов В.Б. Геодинамика, потоки и рециклинг летучих компонентов между мантией и верхними оболочками Земли // Геотектоника. 2005. № 1. С. 45–63.

Сведения об авторах

САВЧЕНКО Илья Федорович – кандидат биологических наук, ведущий научный сотрудник, Институт геологии и природопользования ДВО РАН. 675000, Амурская обл., г. Благовещенск, пер. Релочный, д. 1. Тел. +7 (4162) 335-430. E-mail: savlab@inbox.ru

ГИРЕНКО Ирина Витальевна – ведущий инженер, Институт геологии и природопользования ДВО РАН. 675000, Амурская обл., г. Благовещенск, пер. Релочный, д. 1. Тел. +7 (4162) 335-430, E-mail: girenko@inbox.ru

РИМКЕВИЧ Вячеслав Сергеевич – кандидат геолого-минералогических наук, ведущий научный сотрудник, Институт геологии и природопользования ДВО РАН. 675000, Амурская обл., г. Благовещенск, пер. Релочный, д. 4, кв. 3. Тел. +7 (4162) 522-336. E-mail: vrimk@yandex.ru

САВЧЕНКО Татьяна Александровна – инженер, Институт геологии и природопользования ДВО РАН. 675000, Амурская обл., г. Благовещенск, пер. Релочный, д. 1. Тел. +7 (4162) 335-430. E-mail: savlab@inbox.ru

BIOSPHERE CONVERSION OF SUBSTANCES AND SOLAR ENERGY IN GEOSPHERES OF THE EARTH

I.F. Savchenko, I.V. Girenko*, V.S. Rimkevich, T.A. Savchenko

Institute of Geology and Nature Management, Far Eastern Branch of the Russian Academy of Sciences, Blagoveshchensk, Russia

* girenko@inbox.ru

Abstract. The sedimentary stratum of the oceanic crust with a thickness up to 3 km and younger than the Jurassic age deposits the organic matter (OM) sediments and is saturated with O2 absorbed and dissolved in the ocean with binding energy in the range of 5–15 kJ/mol. During subduction of the oceanic crust into the mantle with T = 170–500 °C fluids of O2, H2O, CO2 are released and subsequently filtered to the surface of  the suprasubduction cover. The fluid O2 oxidizes the matters of the sedimentary cover,mantle and roof with O2 energy release of 14.97 kJ/kg. This is resulted in formation of a magmatic chamber. The melts of the chamber are divided by density. Light silicates (granitoids) form lavas dominated by SiO2.The discharged granitoids form the crust of a continental type. With depths of subduction with T = 500–1200 °C a deep metamorphism of OM occurs  with the release of oil and gas fluids which form a planetary system of hydrocarbons. The fluids form the planetary hydrocarbon system. Due to conversion of the biosphere solar energy and substances in the Earth’s shells there occurs the formation of the continental crust and hydrocarbon system.

Keywords: photosynthesis, biosphere, energy, conversion, subduction, magmatic chamber, continental crust, hydrocarbons.

About the authors

SAVCHENKO Ilya F. – Cand. Sci. (Biol.), leading reseacher, Institute of Geology and Nature Management, Far East Branch of the Russian Academy of Sciences. Blagoveshchensk, Russia. Tel.: +7 (4162) 335-430. E-mail: savlab@inbox.ru

GIRENKO Irina V. – leading engineer, Institute of Geology and Nature Management, Far East Branch of the Russian Academy of Sciences. Blagoveshchensk, Russia. Tel.: +7 (4162) 335-430. E-mail: girenko@inbox.ru

RIMKEVICH Viacheslav S. – Cand. Sci. (Geol.-Min.), leading reseacher, Institute of Geology and Nature Management, Far East Branch of the Russian Academy of Sciences. Blagoveshchensk, Russia. Tel.: +7 (4162) 522-336. E-mail: vrimk@yandex.ru

SAVCHENKO Tatiana A. – engineer, Institute of Geology and Nature Management, Far East Branch of the Russian Academy of Sciences. Blagoveshchensk, Russia. Tel.: +7 (4162) 335-430. E-mail: savlab@inbox.ru

Cite this article as: Savchenko I.F., Girenko I.V., Rimkevich V.S., Savchenko T.A.Biosphere conversion of substances and Solar energy in geospheres of the Earth, Geofizicheskie Protsessy i Biosfera (Geophysical Processes and Biosphere), 2019, vol. 18, no. 1, pp. 13–21 (in Russian). https://doi.org/10.21455/gpb2019.1-2

English version: Izvestiya, Atmospheric and Oceanic Physics, 2019, vol. 55, iss. 7. ISSN: 0001-4338 (Print), 1555-628X (Online). https://link.springer.com/journal/volumesAndIssues/11485