10.1. Распространенность химических элементов в земной коре и живом веществе
Любой живой организм является открытой термодинамической системой. Необходимым условием существования всех живых организмов является постоянный обмен веществ с окружающей средой, т. е. средой обитания. В конце XIX - начале XX вв. американский химик Ф. Кларк систематизировал данные по распространенности химических элементов в различных объектах (горные породы, природная вода и др.). Им было установлено, что наиболее распространенными элементами земной коры являются кислород, кремний, алюминий, железо, магний, кальций, калий и натрий. Распространенность химических элементов, т. е. их среднее содержание в глобальных системах (Вселенная, Солнце, земная кора, почва, Мировой океан, биомасса - совокупность живого вещества и т. д.), российский геохимик А. Е. Ферсман предложил характеризовать с помощью кларков (в честь Ф. Кларка). Кларк - дольная величина, показывающая, какая часть глобальной системы приходится на данный элемент. Чаще всего это отношение числа атомов данного элемента в исследуемой системе к общему числу всех атомов в этой системе. Очевидно, что эта величина по смыслу совпадает с молярной долей.
Среди наиболее распространенных элементов живого вещества (бактерий, растений и животных) - кислород, водород, углерод, кальций, азот и калий. Очевидно, что живые организмы обмениваются веществом с окружающей средой селективно, выбирая соединения тех элементов, которые необходимы для жизнедеятельности. Таким образом, процесс жизнедеятельности влияет на состав окружающей среды, изменяя ее. В начале XX в. зародилась новая отрасль научных знаний человечества - биогеохимия, одним из основоположников которой был российский ученый В. И. Вернадский. Он развил представление о биосфере. Этот термин для обозначения сферы обитания организмов был впервые предложен австрийским ученым Э. Зюсом (1875 г.). В на-