Геохимия углерода. распределение в биосфере, карбонатный и углеродистый цикл

Вся земная жизнь основана на углероде. Каждая молекула живого организма построена на основе углеродного скелета. Атомы углерода постоянно мигрируют из одной части биосферы в другую. На примере круговорота углерода в природе можно проследить в динамике картину жизни на нашей планете.

Основные запасы углерода на Земле находятся в виде содержащегося в атмосфере и растворенного в Мировом океане диоксида углерода, то есть углекислого газа (CO2).

. Глобальный углеродистый цикл может быть разделен на две категории: геологическое, которое работает по большим временным рамкам (миллионы лет), и биологическое/физическое, которое работает в более коротких временных рамках (дни к тысячам лет).

Углерод — существенный элемент для жизни на Земле. Мало того, что углерод найден во всех живых существах, элемент присутствует в атмосфере в слоях осадка известняка на дне океана, и в ископаемом топливе как уголь.

23-1 Изотопная геохронология.

Метод определения возраста. Путем радиоактивного распада ⁴⁰К превращается в Ar, зная константы, можно измерить концентрацию материнского и дочернего изотопов и вычислить возраст. Распад ⁴⁰К стабильного ⁴⁰Ar происходит путем электроного захвата, 11% атомов ⁴⁰К распадаются путем электронного распада до ядер ⁴⁰Ar в возбужденном состоянии, которые переходят в основное состояние, испуская гамма излучение. Преимущественно же атомы ⁴⁰К путем бетта распада переходят в состояние ⁴⁰Ca. ⁴⁰Ar-³⁹Ar метод датирования. С помощью ⁴⁰Ar/³⁹Ar можно преодолеть некоторые затруднения, возникающие при датировании K-Ar методом.

Rb-Sr метод. Точный изотопный состав строения в породе или минерале, которые содержат рубидий, зависит от возраста и отношения Rb/Sr в этой породе или минерале. Из всех этот метод наиболее тесно связан с петрологией и геохимией. Преимущество перед Cl-Pb заключается в том, что в нем используются главные породообразующие минералы, такие как слюда и полевые шпаты, которые определяют историю породы. Перед K-Ar Rb-Sr имеет преимущество в том, что он связан с геохимией пород. Если аргон выносится из слюд, то его сохранность в породе контролируют случайные факторы, такие как наличие близлежащих трещин и зон разломов. Применение метода рубидия-стронция ограничивается двумя факторами:

1. большим периодом полураспада ⁸⁷Rb

2. тем, что обычный стронций содержит около 7 % 87Sr. Для датирования пригодны только образцы с высокими отношениями Rb/Sr причем чем больше возраст, тем отношение выше.