Нефтяная экскурсия профессора Вернадского. Нефть по вернадскому


Персональный сайт АА.Матвейчука - Вернадский и нефть

Вернадский и нефть

(Опубликовано в журнале «Технологии нефти и газа», 2005 г., № 5-6.)
НЕФТЬ В НАУЧНОМ НАСЛЕДИИ АКАДЕМИКА В.И.ВЕРНАДСКОГО

А.А. Матвейчук, кандидат исторических наук, действительный член РАЕН

Классик современного естествознания, академик В.И.Вернадский оставил нам в своих многочисленных трудах целый мир новых научных идей, гипотез и представлений, представляющих удивительный сплав глубокого теоретического предвидения и скрупулезно выверенных фактов. Они обогатили обширную область знаний, носящую название «науки о Земле» и еще при жизни создали ему мировую славу выдающегося ученого-энциклопедиста, одного из создателей геохимии, биогеохимии, метеорики и космохимии.

Академику В.И.Вернадскому принадлежит большая заслуга в изучении естественных производительных сил России. И в этом плане для нас представляет определенный интерес его теоретические воззрения на важнейший энергетический углеводородный ресурс - нефть.

Впервые с научными представлениями о нефти он познакомился во время учебы в Санкт-Петербургском университете, где прослушал курс химии, который читал профессор Д.И.Менделеев.

В первые годы преподавания в Московском университете В.И.Вернадский уже обращается к проблеме происхождения нефти. Так летом 1893 г. он выезжает на Крымский полуостров, где исследует наиболее известные грязевые сопки, являющимися поверхностными признаками нефтеносности этого района. К сожалению, пока не удалось обнаружить данную работу ученого.

Основной и наиболее значимой работой В.И.Вернадского по нефти стал его доклад «Нефть как природное тело в науке XIX столетия», прочитанный 25 февраля 1901 г., в актовом зале Политехнического музея, и открывший тем самым торжественное заседание в честь 40-летия научной и педагогической деятельности известного ученого-химика, профессора В.В.Марковникова.

Надо подчеркнуть, что Владимир Васильевич Марковников (1837 - 1904), выпускник Казанского университета (1860 г.) с 1873 г. являлся профессором химии Московском университете и к началу ХХ века имел большой авторитет в российском и международном сообществе. Его основные научные исследования были посвящены теоретической органической химии, органическому синтезу и нефтехимии. С 1880 г. осуществил обширный цикл работ по исследованию состава нефти, заложив тем самым основы нефтехимии как самостоятельной науки. В 1883 г. открыл новый класс органических веществ – нафтены и впервые изучил их переход к ароматические углеводородам. В 1892 г. он открыл первую реакцию изомеризации циклических углеводородов с уменьшением цикла (циклогептана в метилциклогексан). Русское химическое общество удостоило его работу «Исследование кавказской нефти» (1881 г.), выполненную совместно с химиком В.Н.Оглоблиным, престижной премии имени профессора П.А.Ильенкова

Поэтому для многих выбор экстраординарного профессора минералогии В.И.Вернадского в качестве основного докладчика, открывающего торжественное заседание в честь многолетней и плодотворной деятельности выдающегося нефтехимика В.В.Марковникова, был достаточно неожиданным.

Представляется возможным, что в этом случае решающим доводом стало мнение самого профессора В.В.Марковникова, который за десять лет общения с молодым ученым сумел одним из первых разглядеть в нем будущее светило российской и мировой науки.

В начале своего доклада в актовом зале Политехнического музея В.И.Вернадский дал оценку весомой роли, которую сыграла нефть для развития современной цивилизации в начале промышленной революции: «Огромные массы жидких горючих, этим путем доказанные, нахождение их в определенных участках земной коры под значительным давлением, были совсем неожиданным, новым явлением. В то же время нефть сразу получила огромное практическое значение, и все более ранние попытки практического ее применения отошли на далекий план, хотя многие прошли не бесплодно и сослужили службу своим опытом» (1) .

Подчеркивая, что использование нефти в значительных объемах не могло остаться без внимания ученых, он указывает, что именно благодаря этому был дан определенный импульс для развития, как горного дела, так и ряда прикладных наук: «Жидкая нефть или петроль начала правильно разрабатываться недавно – с начала 1860-х годов и сразу создала новые отрасли техники и горного дела… Большое техническое значение этого продукта вызвало во второй половине Х1Х века многочисленные научные работы и исследования; изучение этого природного тела оказало крупное влияние на развитие некоторых частей химии, геологии, минералогии» (2) .

Здесь же им высказано и твердое убеждение в великом будущем нефти: «Разнообразные свойства, собранных в нефти соединений и элементов остаются без применения и лишь наступившему ХХ веку предстоит овладеть вполне и целиком теми драгоценными телами – углеводородными и азотистыми, - которые теперь большей частью бесследно или излишне торовато исчезают при употреблении нефти, как топливо или для освещения» (3).

В.И.Вернадский на примере изучения нефти раскрывает некоторые этапы истории развития физико-химических и геологических наук в XVIII-XIX вв., подчеркивает важность притока новых, основанных на экспериментах достижений бурно развивающейся химии в традиционную описательную минералогию. И в этом случае воссоздание хода научной мысли для него стало действенным средством выяснения законов научного познания. Он отмечает: «К этому времени создались новые отрасли геологии, химии, минералогии – наука оказалась обладающей иными методами, задачами и привычками исследования, чем те, какие господствовали в XVIII столетии. В новой обстановки эти пришельцы другой научной эпохи сами изменили свой характер и свое значение – они явились не главным содержанием научного мышления, а подсобным орудием, поддерживающим своей эстетической стороной интерес к трудной, тяжелой, научной работе кропотливого изучения фактов, иногда позволяли отыскать новое и разбираться в разнообразии природного явления и в конце концов под влиянием огромного притока, разнообразия новых конкретных фактов, ясно на наших глазах коренным образом изменили свое содержание. Но одновременно начались и более точные количественные исследования самого продукта… химического состава нефти, ее физических свойств, тщательные наблюдения условий её происхождения. Вскоре эти работы выступили на первый план и в конце концов заняли главные научные силы, составили все содержание научной мысли в этой области» (4).

В развитии своей мысли он ясно обозначает основной замысел своего научного доклада: «С тех пор накопился огромный научный материал, как чисто химического характера: - нефть послужила исходным пунктом для получения целых классов разнообразных новых органических тел так и технического и наконец материального – результата изучения нефти, как минерала, как естественного сложного тела. Я имею ввиду остановиться на этой последней стороне вопроса нефть принадлежит к обширной и важной группе природных соединений углерода, к так называемым углеродным материалам» (5).

По его мнению, для нефтехимиков нефть является неисчерпаемым объектом: «Несмотря на крупные успехи, достигнутые химией нефти, однако и здесь много есть неясного и загадочного. Кроме углеводородов все остальные соединения нефти не изучены – строение серных, азотистых, кислородных ее составных частей ее не выяснено и едва ли они могут быть подведены к иным известным классам тел органической химии» (6).

Однако основная часть доклада В.И.Вернадского была посвящена рассмотрению ряда важных вопросов связанных с генезисом нефти.

К началу ХХ века уже имелось разнообразное множество теорий происхождения нефти, которые можно было свести в две группы: органического и неорганического происхождения. Так среди теорий органического происхождения нефти выделялись: теория животного происхождения Энглера и Гефера, теория растительного происхождения Лескьюруа и Крейга и теория смешанного растительно-животного происхождения Потонье, Среди теорий неорганического происхождения нефти доминировали: карбидная теория Д.И.Менделеева, вулканическая теория Ю.Коста и космическая теория И.А.Соколова.

В докладе В.И.Вернадский рассматривает имеющиеся на то время основные теории происхождения нефти и дает им критическую оценку: «Этот вопрос получил тогда то же решение, какое мы даем ему теперь, на пороге XX века – высказывались взгляды о космическом происхождении нефть, т.е. о существовании её на земле от века, о происхождении её внутри земной коры под влиянием высокой температуры, т.е. о минеральном её происхождении и, наконец, о генезисе её путем гниения растительных и животных организмов. Постепенно скопилась целая литература, теперь забытая, вызвана была живая полемика. В конце концов, однако, весь процесс решения этого вопроса получил чисто схоластический характер: путем сильной логической работы человеческого ума и научной фантазии были высказаны и логически разработаны все мыслимые решение этого вопроса, рассматривавшегося не как конкретное явление, а как абстрактная задача, ибо все эти решения и теории стояли далеко от более строгого изучения самого явления – самой нефти» (7).

В условиях непрерывных острых дискуссий в научном сообществе между сторонниками и противниками органической и неорганической теорий происхождения нефти В.И.Вернадский делает свой осознанный выбор в пользу биогенной концепции.

Он полагает, что все горючие углеродистые ископаемые являются генетически родственными образованиями. Они возникли из остатков живых организмов, обитавших на Земле в прошлые геологические эпохи: «Переработанные и измененные превращенные в новые тела соединения углерода, происшедшие из организмов, местами скопляются в земной коре в значительных количествах. Таковы залежи угля, известняков, выделения углекислоты и иногда отложения нефти, графита. Эти углеродистые соединения вновь входят в организмы, проходят стадии сложных органических тел и по отмирании дают прежние минералы» (8).

Таким образом, по мнению В.И.Вернадского исходным веществом для образования нефти были продукты распада органического вещества, рассеянного в донных отложениях морей и других водоемов. В процессе преобразования донных отложений в осадочные горные породы происходили сложные биохимические и химические превращения находящегося в них органического вещества, приведшие к образованию нефти. И в данном случае он закономерно подводит своих слушателей к мысли, что живое вещество выступает в качестве геологической силы планетарного масштаба, способной сформировать громадные запасы горючих ископаемых. Впоследствии это положение ляжет в основу созданной им биогеохимии - науке о роли живого вещества нашей планеты в геохимических процессах.

В.И.Вернадский определяет и еще одну основную черту процесса нефтеобразования то, что общее количество рассеянной нефти в осадочной оболочке Земли намного превышает общее количество нефти в месторождениях: «… углероды, жидкие и твердые, распространены в земной коре в небольших количествах почти во всех осадочных, метаморфических и отчасти массивных горных породах. Главная масса нефти находится на нашей планете именно в этой форме в виде примесей, исчисляемых ничтожными долями, исчезающих при обычном ходе анализа… Такие скопления сосредоточены в определенных участках земной коры, связанных с её тектоникой» (9).

Не удовлетворившись выявлением этой закономерности, и справедливо полагая, что в геологической истории, по неизвестным причинам, нефть накапливалась неравномерно, он подчеркивает: «Связь главных месторождений нефти с тектоникой земной коры выражена довольно резко и несомненно, что наибольшие её количества встречаются вблизи сильно дислоцированных и разрушенных участков земной коры, иногда в самих этих участках. Наибольшее скопление нефти наблюдались до сих пор в палеозойских слоях Нового Света и в третичных отложениях Евразии» (10).

Далее В.И.Вернадский излагает свои взгляды и на миграции нефти в осадочных образованиях: «Нефть не собирается в виде крупных скоплений жидкости, какие известны для воды, она большею частью является в форме вещества, смачивающего рыхлые породы – песчаника и известняка, причем количество такой нефти в плотной породе благодаря давлению заключающихся в ней газов или давлению вышележащих пластов, может составлять, как показали первые опыты американских геологов (Ортона Карллия) до 20% - 15% породы. Когда давление уменьшается, нефть вытекает из такого смоченного пласта и местами мы видим выделения её… Выходя на земную поверхность значительная часть ее испаряется. Те ж е самые явления испарения несомненно идут и в более глубоких слоях земной коры, где углеводороды этим путем переносятся с места на место» (11).

Впервые он вводит в научный оборот и понятие «минералогия нефти». Он указывает: «Одно из этих соединений (углерод) идентично с продуктами разрушения организмов – например, углекислые соли, газообразная угольная кислота, графит, нефть… Из этих первичных минералов углерода большинство образуется при высокой температуре и высоком давлении. В числе таких же первичных минералов местами является, вероятно, и нефть, образующаяся во всяком случае при участии значительного давления» (12). И далее: «Мы как бы имеем несколько, по крайней мере, три разных нефти. Точное их различие одно может объяснить разные неясности в естественных условиях ее нахождения. Оно должно вызвать во многих случаях коренное изменение в минералогии нефти…» (13).

Воздавая должное достигнутому, он указывает и перспективные направления дальнейшего научного поиска для своих коллег: «А между тем их изучение (углеводородных соединений) имеет крупное теоретическое значение, так как в них открываются новые черты химии углерода, новые его свойства; только при их выяснении может быть правильно и полно понята природа углерода в соединениях организмов ибо на Земле эти два типа соединений углерода (органическое тело живого вещества и углеродистые минералы) постоянно переходят друг в друга. Точно также при научном синтезе органических тел остаются в стороне от исследования богатые углеродом смолистые, углистые и т.н. называемые остатки, которые приближаются к типу природных углеродистых соединений и постоянно получаются в значительных количествах, все равно будем ли мы исходить в лаборатории из искусственных веществ или из животных и растительных остатков. Надо надеяться, что ХХ век раздвинет химию углерода и в эту почни нетронутую область и другим путем позволит уяснить историю углерода в земной коре, которая до сих пор представляет много загадочного. Нефть является наиболее простым и удобным объектом таких исследований и с нее начинается эта работа будущего» (14).

Сегодня возвращаясь к научному наследию великого ученого-энциклопедиста В.И.Вернадского можно отметить, что его первая работа о нефти уже в определенной мере обозначила направление последующих трудов. Генетический подход к ис­следованию природы закономерно привел его к обоснованию геохимии и биогеохими, как новых отраслей науки.

В работе «Мысли о современном значении исторических знаний» (1926 г.) он подчеркнул: «Переживаемое нами время является удивительным временем в истории человечества. Сходного с ним приходится искать в далеких столетиях прошлого. Это время интенсивной перестройки нашего научного миросозерцания, глубокого изменения картины мира» (15).

Можно отметить, что для нынешнего поколения отечественных ученых в отношении дальнейшего изучения нефти это суждение не потеряло своей актуальности и сегодня.

Примечания
  1. Вернадский В.И. Нефть как природное тело в науке XIX столетия // Журнал Русского физико-химического общества, 1901, Т. 33, От. 2, Вып. 4, С. 60.

  2. Там же, С. 59.

  3. Там же, С. 59.

  4. Там же, С. 61.

  5. Там же, С. 62.

  6. Там же, С. 65.

  7. Там же, С. 61.

  8. Там же, С. 63.

  9. Там же, С. 63.

  10. Там же, С. 63.

  11. Там же, С. 63.

  12. Там же, С. 63.

  13. Там же, С. 63.

  14. Там же, С. 66.

  15. Вернадский В.И. Мысли о современном значении исторических знаний // Избранные труды по истории науки, М.: Наука, 1981.

matveychyk-aa.info

Академик Вернадский и происхождение нефти

12 марта 2018 года исполнилось 155 лет со дня рождения Владимира Вернадского (1863–1945) — ученого-энциклопедиста, геолога, кристаллографа, основоположника комплекса современных наук о Земле, геохимии, биогеохимии, радиогеологии, создателя учения о биосфере и о роли разума в природе (ноосфере). Одним из важных предметов его изучения стала нефть. Вернадский исследовал вопрос о ее происхождении, обосновывая биогенную гипотезу, а также предсказал сланцевую революцию.

Василий Докучаев <nobr>(1846–1903),</nobr> основоположник школы научного почвоведения и геологии почв Василий Докучаев (1846–1903), основоположник школы научного почвоведения и геологии почв

Знакомство Вернадского с научными представлениями о нефти произошло на лекциях по химии, которые читал Дмитрий Менделеев <nobr>(1834–1907)</nobr> Знакомство Вернадского с научными представлениями о нефти произошло на лекциях по химии, которые читал Дмитрий Менделеев (1834–1907)

Владимир Вернадский родился в Санкт-Петербурге в 1863 году в семье известного статистика и экономиста Ивана Васильевича Вернадского. В 1876 году начал учиться в Первой Санкт-Петербургской классической гимназии — одном из самых престижных и старейших учебных заведений. В 1881 году Вернадский успешно окончил гимназию и поступил на естественное отделение физико-математического факультета Санкт-Петербургского университета.

Его знакомство с научными представлениями о нефти произошло на лекциях по химии, которые читал Дмитрий Менделеев. Впоследствии академик Вернадский так вспоминал об этих занятиях: «На его лекциях мы освобождались от тисков, входили в новый, чудный мир, и в переполненной 7-й аудитории Дмитрий Иванович, подымая и возбуждая глубочайшие стремления человеческой личности к знанию и к его активному приложению, в очень многих возбуждал такие логические выводы и настроения, которые были далеки от него самого».

Затем были курс минералогии, который читал известный русский геолог и почвовед, профессор Василий Докучаев, и увлекательные лекции по геологии и палеонтологии профессора Александра Иностранцева, одного из основателей Общества любителей естествознания, антропологии и этнографии.

В 1885 году Владимир Вернадский закончил Санкт-Петербургский университет со степенью кандидата естественных наук. В 1888 году была опубликована его научная работа «О фосфоритах Смоленской губернии», привлекшая внимание российского геологического сообщества. В том же году подающий надежды молодой ученый получил направление на двухлетнюю стажировку в Европу. В лабораториях профессора Пауля Грота в Мюнхене и профессора Анри Луи Ле Шателье в Высшей горной школе в Париже он провел цикл исследований в области кристаллографии наука о кристаллах, их структуре, возникновении и свойствах. .

После возвращения из-за границы Вернадский получает приглашение от руководства Московского университета начать чтение курса минералогии и кристаллографии. И уже в первый год преподавания он обращается к проблеме происхождения нефти. В 1891 году публикуется его «Краткий курс минералогии», где Вернадский рассматривает две основные теории генезиса нефти, акцентируя внимание на их доказательной базе, но не отдавая ни одной из них своего предпочтения.

27 октября 1891 года в Санкт-Петербургском университете состоялась успешная защита Владимиром Вернадским магистерской диссертации, посвященной исследованию строения соединений кремния. Через шесть лет — защита докторской. В те годы профессор Вернадский, руководивший геологическими экскурсиями для студентов естественного отделения Московского университета, проводил изучение палеонтологии и стратиграфии меловых и юрских отложений Керченского полуострова и третичных отложений Северного Кавказа. На Таманском полуострове он исследовал грязевые сопки, являвшиеся поверхностными признаками нефтеносности этого района, и это в дальнейшем сыграло свою роль в формировании его взглядов на происхождение нефти.

Доклад в политехническом музее

25 февраля 1901 года в актовом зале Политехнического музея состоялось торжественное заседание членов Общества любителей естествознания, антропологии и этнографии под председательством академика Д. Н. Анучина, посвященное 40-летию научной и педагогической деятельности известного нефтехимика, профессора В. В. Марковникова. После вступительного слова председателя собрания с обстоятельным докладом «Нефть как природное тело в науке XIX столетия» выступил профессор В. И. Вернадский. Основная часть его выступления была посвящена рассмотрению вопросов происхождения нефти, которая к тому времени стала важнейшим для России природным ископаемым: с 1898 года страна занимала первое место в мире по объемам ее добычи.

В начале своего доклада Вернадский дал оценку важной роли, которую сыграла нефть для развития современной цивилизации в начале промышленной революции, что дало мощный импульс для развития горного дела и ряда прикладных наук. Далее на примере хода изучения нефти раскрыл основные этапы истории развития химии и геологии в XVIII–XIX веках, подчеркивая особую роль новых, основанных на экспериментах научных методов для развития минералогии.

В геологической науке к началу ХХ века имелось множество разнообразных концепций происхождения нефти. «...Высказывались взгляды о космическом происхождении нефти, т. е. о существовании ее на земле от века, о происхождении ее внутри земной коры под влиянием высокой температуры, т. е. о минеральном ее происхождении, и, наконец, о генезисе ее путем гниения растительных и животных организмов», — рассказывал Вернадский. В своем докладе он дал критическую оценку концепциям неорганического происхождения нефти и обосновал свой выбор в пользу органической (биогенной) концепции. Вернадский доказывал, что горючие углеродистые ископаемые являются генетически родственными образованиями и возникли из остатков живых организмов, обитавших на Земле в прошлые геологические эпохи: «Переработанные и измененные, превращенные в новые тела соединения углерода, происшедшие из организмов, местами скопляются в земной коре в значительных количествах. Таковы залежи угля, известняков, выделения углекислоты и иногда отложения нефти, графита. Эти углеродистые соединения вновь входят в организмы, проходят стадии сложных органических тел и по отмирании дают прежние минералы».

В своем докладе Вернадский подчеркивал решающую роль геологического времени для процессов нефтеобразования. По его мнению, в течение многих миллионов лет базовые органоминеральные вещества геотермически нагревались и под высоким давлением подвергались термокаталитической деструкции: «Из этих первичных минералов углерода большинство образуется при высокой температуре и высоком давлении. В числе таких же первичных минералов местами является, вероятно, и нефть, образующаяся во всяком случае при участии значительного давления».

На основе глубокого анализа геологических процессов Вернадский выявил и еще одну основную черту процесса нефтеобразования, состоящую в том, что общее количество рассеянной нефти в осадочной оболочке Земли намного превышает общее количество нефти в месторождениях: «...Углеводороды, жидкие и твердые, распространены в земной коре в небольших количествах почти во всех осадочных, метаморфических и отчасти массивных горных породах. Главная масса нефти находится на нашей планете именно в этой форме в виде примесей, исчисляемых ничтожными долями, исчезающих при обычном ходе анализа... Такие скопления сосредоточены в определенных участках земной коры, связанных с ее тектоникой».

Как сторонник осадочно-миграционной теории профессор Вернадский излагает свои взгляды и на миграцию нефти в осадочных образованиях: «Нефть не собирается в виде крупных скоплений жидкости, какие известны для воды, она большею частью является в форме вещества, смачивающего рыхлые породы — песчаника и известняка... Когда давление уменьшается, нефть вытекает из такого смоченного пласта, и местами мы видим выделения ее... Выходя на земную поверхность, значительная часть ее испаряется. Те же самые явления испарения несомненно идут и в более глубоких слоях земной коры, где углеводороды этим путем переносятся с места на место».

В своем докладе профессор Вернадский высказал твердое убеждение в великом будущем нефти: «Мы переживаем, однако, лишь первое грубое развитие нефтяного дела. Разнообразные свойства собранных в нефти соединений и элементов остаются без применения, и лишь наступившему ХХ веку предстоит овладеть вполне и целиком теми драгоценными телами — углеводородными и азотистыми, — которые теперь большей частью бесследно или излишне торовато исчезают при употреблении нефти как топлива или для освещения».

Яркое выступление профессора Вернадского о проблемах происхождения нефти получило широкую известность в кругах российского геологического сообщества. Это убедило его продолжить научные изыскания в этой области.

Вернадский на нефтяных промыслах

В конце первой декады апреля 1902 года заведующий кафедрой минералогии Московского университета, профессор Владимир Вернадский выехал из Москвы в продолжительную командировку. Его целью было посещение главных нефтедобывающих районов Российской империи. В этой поездке его сопровождал ближайший соратник, приват-доцент Яков Самойлов, впоследствии профессор, директор Научно-исследовательского института минералогии.

12 апреля 1902 года Вернадский и Самойлов прибыли в Грозный и остановились в доме управляющего промыслами Челекено-Дагестанского нефтяного общества Ивана Стрижова. Выпускник Московского университета 1894 года, он был одним из любимых учеников Вернадского и некоторое время трудился в качестве внештатного ассистента при возглавляемой им кафедре минералогии. Правда, научной карьере помешало негативное заключение Министерства внутренних дел, в котором говорилось об активном участии Стрижова в запрещенных студенческих организациях. Однако он быстро нашел себя на промышленном поприще. Получив необходимый практический опыт на Урале, с конца 90-х годов XIX века он оказался на Северном Кавказе, в Терском горнопромышленном обществе. Заняв должность управляющего нефтяными промыслами Челекено-Дагестанского нефтяного общества, Стрижов, наряду с решением повседневных производственных вопросов, с головой окунулся в геологические исследования и вскоре стал достаточно известен в кругах российского геологического сообщества благодаря своим публикациям.

Иван Стрижов <nobr>(1872–1953),</nobr> российский геолог-нефтяник, один из любимых учеников Вернадского Иван Стрижов (1872–1953), российский геолог-нефтяник, один из любимых учеников Вернадского

Для Владимира Вернадского Стрижов подготовил насыщенную ознакомительную программу осмотра грозненских нефтяных промыслов. Вначале они посетили асфальтовое месторождение вблизи станицы Михайловской, затем — горячие источники серной воды в Сунженских горах. Далее они поехали осматривать грозненские промыслы.

Покинув Грозный, профессор Вернадский и приват-доцент Самойлов добрались до порта Петровск на Каспийском море, откуда пароходом отбыли в нефтяную столицу Российской империи — Баку.

В 1901 году в России было добыто 707 млн пудов нефти, из которых 672 млн (95%) приходилось на промыслы Апшеронского полуострова. На промыслах 171 бакинской компании эксплуатировалось 1924 нефтяные скважины. Переработку нефти вел 91 нефтеперегонный завод, включая 64 керосиновых предприятия. Всего в 1901 году из бакинского промышленного района по морю и железной дороге было вывезено 488 млн пудов разнообразных нефтепродуктов.

Организацию пребывания профессора Вернадского в Баку взяли на себя его ученики, студенты Московского университета Шелковников и Эминов, сыновья ведущих сотрудников «Товарищества нефтяного производства братьев Нобель». С согласия управляющего бакинским отделом компании, инженера-технолога Ивана Гарсоева, вначале было организовано посещение крупнейшего в регионе нефтеперегонного завода. Затем Вернадский совершил поездку на балаханский нефтяной промысел компании. Сопровождал его ведущий сотрудник «Товарищества нефтяного производства братьев Нобель», доктор геологии Ф. Ф. Андерсон, обстоятельно рассказавший ему о результатах работ по детальной геологической съемке ряда площадей в пределах распространения нефтеносных свит.

Новые подтверждения биогенной концепции

Революционные потрясения 1917 года, трагические события Гражданской войны стали для академика Вернадского, как и для многих представителей научной интеллигенции, серьезным жизненным испытанием. Многие важные научные вопросы были отложены. К проблеме происхождения нефти он вернулся только в начале 20-х годов ХХ века.

В 1924 году в Париже на французском языке вышла в свет одна из значимых работ академика В. И. Вернадского «Очерки геохимии». На русском языке книга была опубликована в 1927 году и с тех пор выдержала семь изданий. Генезису нефти он посвятил два раздела главы «Углерод и живое вещество в земной коре». Обращаясь к возможностям новой научной базы, представленной геохимией и биогеохимией, он вновь приводит доказательства в пользу биогенной теории и полемизирует со сторонниками концепции неорганического происхождения нефти.

Одно из значимых мест в основании биогенной концепции происхождения нефти Вернадский отвел азоту: «Лишь в ХХ веке американский химик Мабери указал на то, что во всякой нефти всегда есть азот. <...> Эти азотистые соединения везде тождественны». Здесь необходимо отметить, что к началу ХХ века результаты изучения химического состава нефти были все еще недостаточны для полноценного исследования элементной иерархии ее составляющих. Наряду с углеродом, водородом, кислородом экспериментальные данные подтверждало также неизменное наличие серы в нефтях различных месторождений в разных странах и регионах. Однако в 1919 году американский химик-органик Чарлз Мабери в журнале Американского химического общества опубликовал результаты исследования химического состава нефти, где показал в ней и присутствие химически связанного азота. Этому открытию академик Вернадский придавал особое значение, отмечая, что «невозможно представить генезис этих азотистых тел в нефтях в огромных массах, в количестве многих сотен тысяч тонн, иначе как в связи с живым веществом».

У академика Вернадского была поразительная способность подмечать знаковые явления. Вот, например, что он писал об оптической активности нефтей: «В земной коре только жизнь и материальные продукты ее разрушения могут обладать диссиметрией, т. е. возможностью проявлений правизны и левизны, их неравенством. <...> Оставаясь на почве точного знания, следует признать, что явление оптической деятельности углеродистого материала при неравенстве правых и левых ее проявлений неизбежно приводит к живому веществу, к единственной физической среде, в которой диссиметрия существует». Оптическая активность нефтей как сложного органического соединения характеризуется их способностью вращать плоскость поляризации света. Результаты опытов, проведенных российскими учеными-химиками Львом Чугаевым, Павлом Вальденом и Моисеем Ракузиным, показали, что большинство нефтей вращают плоскость поляризации вправо, т. е. содержат в своем составе правовращающие изомеры. Между тем для всех искусственно полученных углеводородов, не связанных генетически с продуктами жизни, это не свойственно.

В рассмотрении проблемы происхождения нефти академик Вернадский также отвел значимое место исследованию битуминозных ископаемых сланцев. Его предсказание относительно распределения основных запасов нефти в мире не было оценено современниками, но оказалось актуально в XXI веке, в период нарастающей добычи сланцевой нефти: «Можно отметить два типа месторождений для скоплений нефти: 1) скопление в осадочных породах; 2) проникновение углеводородами битуминозных сланцев. Оба типа могут рассматриваться как части одного и того же явления. Нахождение в сланцах содержит наибольшие массы нефти». Суммируя всю свою доказательную базу биогенной гипотезы, академик Вернадский пришел к выводу, что «образование нефтей — одно из проявлений огромной важности процесса передачи энергии Солнца через живое вещество в глубокие слои планеты».

Наряду с разработкой новых научных идей, гипотез и представлений, изменивших картину планетарного и космического мироздания, изучение естественных производительных сил России было одним из важных направлений работы академика Вернадского на протяжении всей его жизни. Будучи председателем Комиссии по изучению естественных производительных сил России в 1915–1929 годах, он обозначил важную проблему, которая как никогда актуальна для современного нефтяного научного сообщества: «Задача... связана с вопросом о происхождении и создании нефти и об использовании человеком промежуточных стадий природного нефтеобразования. <...> ...Ее решение может иметь и большое практическое значение: надо ли ждать сотен тысяч лет, необходимых для создания нефти, или человек может перехватить этот процесс и получить нужные ему тела, ныне получаемые из нефти, из исходных ее тел...»

www.gazprom-neft.ru

Тест по теме «Биосфера – глобальная экосистема. Биосфера и человек»

Тест по теме «Биосфера – глобальная экосистема. Биосфера и человек»

А1. Явления круговорота веществ и энергии, происходящие при участии живых организмов, изучают на уровне

1) биосферном 3) популяционно-видовом

2) биогеоценотическом 4) организменном

А2. К антропогенным факторам относятся

1) осушение болот, вырубка лесов, строительство дорог

2) растения, бактерии, грибы, животные, вирусы

3) минералы, растения, соленость воды, распашка полей

4) температура воздуха и воды, атмосферное давление

А3. Одной из главных причин сокращения видового разнообразия животных в настоящее время является

1) межвидовая борьба

2) разрушение мест обитания животных

3) чрезмерное размножение хищников

4) возникновение глобальных эпидемий – пандемий

А4. Необходимое условие сохранения равновесия в биосфере

1) эволюция органического мира

2) замкнутый круговорот веществ и энергии

3) усиление промышленной и снижение сельскохозяйственной деятельности человека

4) усиление сельскохозяйственной и снижение промышленной деятельности человека

А5. В биосфере

1) биомасса растений равна биомассе животных

2) биомасса животных во много раз превышает биомассу растений

3) биомасса растений во много раз превышает биомассу животных

4) соотношения биомасс растений и животных постоянно изменяется

А6. Биосфера является открытой системой, так как она

1) способна к саморегуляции 3) состоит из экосистем

2) способна изменяться во времени 4) связана с космосом обменом веществ

А7. По В.И. Вернадскому кислород является веществом

1) живым 2) биокосным 3) биогенным 4) косным

А8. Верхняя граница биосферы находится на высоте 20 км от поверхности Земли, так как там

1) отсутствует кислород 3) очень низкая температура

2) отсутствует свет 4) размещается озоновый слой

А9. Оболочка Земли, населенная живыми организмами и преобразованная ими, называется

1) гидросфера 2) литосфера 3) ноосфера 4) биосфера

А10. По определению В.И. Вернадского ведущая роль в создании ноосферы принадлежит

1) бактериям 2) растениям 3) космосу 4) человеку

А11. Наибольшая концентрация живого вещества наблюдается

1) на стыке атмосферы, гидросферы и литосферы

2) в нижних слоях гидросферы

3) в верхних слоях атмосферы

4) в литосфере на глубине 200 м

А12. Поддержанию равновесия в биосфере, ее целостности способствует

1) сохранение биоразнообразия

2) вселение новых видов в экосистемы

3) создание агроэкосистем

4) расширение площади земель, занятых культурными растениями

А13. Развитие промышленности, транспорта, сельского хозяйства с учетом экологических закономерностей – необходимое условие

1) устойчивости биосферы

2) эволюции органического мира по пути ароморфоза

3) смены биогеоценозов

4) саморегуляции численности в популяциях

А14. Парниковый эффект в биосфере вызывает накопления в атмосфере

1) пыли 2) ядовитых веществ 3) углекислого газа 4) азота

А15. Устойчивость биосферы как глобальной экосистемы определяется

1) разнообразием ее видового состава

2) конкуренцией между организмами

3) популяционными волнами

4) закономерностями наследственности и изменчивости организмов

А16. Выделение в атмосферу оксидов серы, азота вызывает

1) уменьшение озонового слоя 3) выпадение кислотных дождей

2) засоление мирового океана 4) увеличение концентрации углекислого газа

А17. Необходимое условие устойчивого развития биосферы –

1) создание искусственных агроценозов

2) сокращение численности хищных животных

3) развитие промышленности с учетом экологических закономерностей

4) уничтожение насекомых-вредителей сельскохозяйственных культур

А18. В преобразовании биосферы главную роль играют

1) живые организмы 3) круговорот минеральных веществ

2) биоритмы 4) процессы саморегуляции

С1. Для сохранения и увеличения рыбных запасов установлены определенные правила рыболовства. Объясните, почему при ловле рыбы нельзя использовать мелкоячеистые сети и такие приемы лова, как травление или глушение рыбы взрывчатыми веществами. Приведите не менее двух причин.

С2. Какие последствия может иметь глобальное потепление? Приведите не менее трех причин.

Тест по теме «Биосфера – глобальная экосистема. Биосфера и человек»

Вариант 2

А1. В настоящее время наибольшие изменения в биосфере вызывают факторы

1) биотические 3) антропогенные

2) абиотические 4) космические

А2. Биосферу считают динамической системой, так как она

1) способна к саморегуляции 3) состоит из экосистем

2) способна изменяться во времени 4) связана с космосом обменом веществ

А3. Жизнь на Земле невозможна без круговорота веществ, в котором растения выполняют роль

1) разрушителей органических веществ 3) производителей органических веществ

2) источника минеральных веществ 4) потребителей органических веществ

А4. Основателем учения о биосфере является

1) В. Докучаев 2) Э. Геккель 3) В. Вернадский 4) Ч. Дарвин

А5. Нефть по В.И. Вернадскому является веществом

1) биогенным 2) живым 3) биокосным 4) косным

А6. Биосфера представляет собой глобальную экосистему, структурными компонентами которой являются

1) типы животных 3) популяции

2) биогеоценозы 4) отделы растений

А7. В биосфере биомасса животных

1) во много раз превышает биомассу растений

2) равна биомассе растений

3) во много раз меньше биомассы растений

4) в отдельные периоды превышает биомассу растений, а в другие нет

А8. Устойчивость биосферы обеспечивается

1) геомагнитными явлениями 3) атмосферными явлениями

2) хозяйственной деятельностью человека 4) круговоротом веществ

А9. Нижняя граница биосферы располагается в литосфере на глубине

1) 1 км 2) 8 км 3) 5 км 4) 3,5 км

А10. Биологическим круговоротом называется непрерывное движение веществ между

1) микроорганизмами и грибами

2) растениями и почвой

3) животными, растениями и микроорганизмами

4) растениями, животными, микроорганизмами и почвой

А11. К глобальным изменениям в биосфере, снижению плодородия почвы, вызванным воздействием человека, относят

1) эрозию и засоление, опустынивание

2) осушение болот

3) создание искусственных водохранилищ

4) известкование полей

А12. Загрязнение атмосферы оксидами серы и азота способствует

1) разрушению озонового слоя

2) разрушению структуры пахотного слоя

3) выпадению кислотных дождей и уничтожению лесов

4) вымыванию из почвы питательных веществ

А13. Расширение озоновых дыр приводит к

1) повышению температуры воздуха, частому появлению туманов

2) усилению ультрафиолетового излучения, вредного для здоровья

3) понижению температуры и повышению влажности воздуха

4) уменьшению прозрачности атмосферы и снижению интенсивности фотосинтеза

А14. Сохранению равновесия в биосфере способствует

1) создание новых сортов растений и пород животных

2) вселение новых видов в экосистему

3) уничтожение паразитов и хищников

4) внедрение в производство малоотходных технологий

А15. К глобальным изменениям в биосфере, связанным с гибелью многих организмов вследствие появления у них ряда отрицательных мутаций, может привести

1) парниковый эффект 3) вырубка лесов

2) таяние ледников 4) расширение озоновых дыр

А16. Глобальное потепление на Земле может наступить в результате

1) урбанизации ландшафтов

2) циклических процессов на Солнце

3) таяния ледников

4) парникового эффекта

А17. Парниковый эффект на Земле является следствием повышения в атмосфере концентрации

1) кислорода 2) углекислого газа 3) сернистого газа 4) паров воды

А18. Как предотвратить нарушения человеком равновесия в биосфере?

1) повысить интенсивность хозяйственной деятельности

2) увеличить продуктивность биомассы экосистем

3) учитывать экологические закономерности в хозяйственной деятельности

4) изучить биологию редких и исчезающих видов растений и животных

С1. В чем проявляются особенности биосферы как оболочки Земли? Приведите не менее трех особенностей.

С2. Объясните, какой вред растениям наносят кислотные дожди. Приведите не менее трех причин.

Ответы к тесту

«Биосфера – глобальная экосистема. Биосфера и человек»

Вариант 1

  1. 1 10. 4

  2. 1 11. 1

  3. 2 12. 1

  4. 2 13. 1

  5. 3 14. 3

  6. 4 15. 1

  7. 3 16. 3

  8. 4 17. 3

  9. 4 18. 1

С1. Для сохранения и увеличения рыбных запасов установлены определенные правила рыболовства. Объясните, почему при ловле рыбы нельзя использовать мелкоячеистые сети и такие приемы лова, как травление или глушение рыбы взрывчатыми веществами. Приведите не менее двух причин.

  1. При использовании мелкоячеистых сетей вылавливается много неподросшей рыбы, которая могла бы дать большое потомство.

  2. Травление или глушение взрывчатыми веществами – хищнические способы лова, при которых много рыбы гибнет бесполезно.

С2. Какие последствия может иметь глобальное потепление? Приведите не менее трех причин.

  1. Таяние льдов, подъем уровня мирового океана.

  2. Затопление больших площадей побережий, плотно заселенных людьми.

  3. Изменение климата и непредсказуемость погодных явлений.

Вариант 2

  1. 3 10. 4

  2. 2 11. 1

  3. 3 12. 3

  4. 3 13. 2

  5. 1 14. 4

  6. 2 15. 4

  7. 3 16. 4

  8. 4 17. 2

  9. 4 18. 3

С1. В чем проявляются особенности биосферы как оболочки Земли? Приведите не менее трех особенностей.

  1. В биосфере протекают биохимические процессы, проявляется геологическая деятельность всех организмов.

  2. В биосфере происходит непрерывный биогенный круговорот веществ, регулируемый деятельностью организмов.

  3. Биосфера преобразует энергию Солнца в энергию неорганических веществ.

С2. Объясните, какой вред растениям наносят кислотные дожди. Приведите не менее трех причин.

  1. Непосредственно повреждают органы и ткани растений.

  2. Загрязняют почву, уменьшают плодородие.

  3. Понижают продуктивность растений.

doc4web.ru

Учение Вернадского о биосфере

Учение Вернадского о биосфере. Концепция ноосферы

Вся жизнь на нашей планете существует только в определенных пределах тех или иных экологических систем. В свою очередь, совокупность всех водных и наземных экосистем, природных и антропогенных экосистем образует единое целое – биосферу.

Определение биосферы как особой оболочки земли и само ее название было предложено видным австрийским геологом Зюссом в 1875 г. Но подробного освещения сути и роли биосферы он не дает. Широкое и глубокое понимание биосферы было предложено отечественным ученым В.И. Вернадским (1863-1945).

Основные идеи Вернадского по проблемам биосферы сложились в начале прошлого столетия. В 1926 г. они были опубликованы в книге «Биосфера». После этого различные стороны учения о биосфере рассматривались им во многих статьях и в большой опубликованной через 20 лет после его смерти, монографии «Химическое строение биосферы земли и ее окружения».

И так, Биосфера – это своеобразная оболочка земли, содержащая всю совокупность живых организмов и ту часть вещества планеты, которая находится в непрерывном обменен с этими организмами.

Земля и окружающая ее среда сформировались в результате закономерного развития всей Солнечной системы. Возраст планеты составляет около 4, 6 млрд. лет. В течение этого времени на Земле происходили процессы превращения, и перемещения материи, в результате чего образовалось ряд оболочек.

Атмосфера – воздушная оболочка Земли, простирающаяся до высоты 1000 км. Более 50 % массы атмосферы сосредоточено в нижнем слое толщиной 5,5 км, а в слое толщиной 40 км – более 99%. Атмосфера обладает наименьшей массой из всех других геосфер планеты: она составляет примерно 1/1000 массы гидросферы и 1/10000 массы земной коры. Сухой чистый воздух до высоты 100 км в объемных процентах содержит 78% азота, 21% кислорода, около 1% благородных газов и 0, 003% углекислого газа. Остальные компоненты атмосферы содержатся в ней в переменных количествах. Большая часть пыли в составе атмосферы поднята с поверхности земли, но также присутствует космическая и бактериальная пыль.

Состав и свойства атмосферы на разных высотах не одинаковы, поэтому ее подразделяют на тропо-, страто-, мезо-, ионосферы.

Через атмосферу осуществляется обмен вещества Земли с Космосом. Земля получает космическую пыль и метеоритный материал, теряет водород и гелий. Атмосфера Земли насквозь пронизывается мощной радиацией Солнца. Одним из важнейших компонентов атмосферы является озон. Его образование и разложение связано с поглощением ультрафиолетовой радиации Солнца, которая губительна для живых организмов.

Гидросфера – водная оболочка Земли. Вследствие высокой подвижности воды проникают повсеместно в различные природные образования. Они находятся в виде паров и облаков в земной атмосфере, формируют океаны и моря, существуют в замороженном состоянии в высокогорных районах континентов и в виде мощных ледяных панцирей покрывают полярные участки суши. Атмосферные осадки проникают в толщи осадочных пород, образуя подземные воды. Вода способна растворять в себе многие вещества, поэтому любые воды гидросферы можно рассматривать в качестве естественных растворов разной концентрации. Даже наиболее чистые атмосферные воды содержат 10-50 мг/л растворенных веществ.

Подавляющая часть массы природных вод (94%) слагает мировой океан, который представляет собой уникальную природную систему. В ней происходит грандиозный процесс обмена и трансформации энергии и вещества нашей планеты. Морская вода, которая в гидросфере преобладает, представляет собой раствор со средней концентрацией вещества 35 г/л. В настоящее время можно считать, что в морской воде присутствуют все химические элементы периодической системы. Однако преобладающими являются элементы, которые образуют следующие катионы: Na1+,Mg2+, Ca2+, Cl-, SO42-, HCO31-, CO32-.

Гидросфера находится в тесной взаимосвязи с литосферой, атмосферой и живыми организмами, в которые она входит в качестве обязательного компонента.

Литосфера – твердая оболочка Земли, включающая земную кору. Земная кора сложена горными породами различного типа и различного происхождения – более 70% приходится на базальты, граниты и другие магматические породы, около 17 % - на метаморфические и чуть больше 12% на осадочные. Общий химический состав земной коры определяют немногие элементы: кислород, кремний, алюминий, железо, кальций, магний, натрий и калий – слагают основную ее массу.

Поскольку в определении «биосферы» говорится об оболочке, то она должна иметь определенные границы – в данном случае верхнюю и нижнюю.

Верхняя граница распространения жизни в атмосфере определяется, по всей видимости, не столько низкими температурами, сколько губительным действием радиации, т.о. лимитирующим фактором распространения жизни является озоновый экран. Верхняя граница полета орлов составляет 7 км, растения в горных системах и насекомые в воздушной среде не распространяются выше 6 км. Верхняя граница постоянного обитания человека – 5 км, леса в горных системах тропиков не растут выше 4 км, на высоте 15 км обнаружены пыльца растений и споры бактерий.

В состав биосферы полностью включается гидросфера – озера, реки, моря и океаны. В морях и океанах наибольшая концентрация жизни приурочена к зоне, куда проникает солнечный свет (200 м) именно здесь сосредоточены все фотосинтезирующие организмы. Глубже живут животные и непрерывным потоком опускаются на дно морей и океанов отмершие растения, выделения и трупы животных.

Проникновение жизни вглубь литосферы ограничено высокими температурами земных недр и наличием жидкой влаги. Нижняя граница жизни по литосфере не опускается глубже 3-4, максимум 6 – 7 км.

Таким образом, биосфера – внешняя наружная оболочка Земли, в которую входят часть атмосферы (до озонового слоя), практически вся гидросфера и верхняя часть литосферы. Особенностью этих частей является то, что они населены живыми организмами, составляющими «живое вещество» планеты. Живое вещество – это совокупность всех живых организмов на планете. Косное вещество – вещество планеты, в образовании которого живые организмы не участвовали (минералы и горные породы). Биокосное вещество – особая категория вещества, в образовании которого участвовали живые организмы и абиогенные процессы (почва). Биогенное вещество – неживые тела, образующиеся в результате жизнедеятельности живых организмов (известняки, мел, нефть, газ, уголь, кислород атмосферы и т.д.).

Вернадский рассматривал биосферу как область жизни, основу которой составляет взаимодействие живого и косного вещества. Он писал: «Живые организмы являются функцией биосферы и теснейшим образом материально и энергетически с ней связаны, являются огромной геологической силой ее определяющей. …Организмы представляют живое вещество. …Оно связано с окружающей средой биогенным током атомов: своим дыханием, питанием и размножением». Таким образом, по Вернадскому, самая существенная особенность биосферы – это биогенная миграция атомов химических элементов, вызываемая лучистой энергией солнца и проявляющаяся в процессе обмена веществ, росте и размножении организмов. Важнейшим свойством биосферы является взаимодействие живого и неживого, нашедшего отражение в законе биогенной миграции атомов В. И. Вернадского.

Закон биогенной миграции атомов: «Миграция химических элементов на земной поверхности и в биосфере в целом осуществляется или при непосредственном участии живого вещества, или же она протекает в среде, геохимические особенности которой (О2, СО2) обусловлены живым веществом».

В основе биогенной миграции атомов в биосфере лежат три биохимических принципа:

  1. Биогенная миграция химических элементов в биосфере всегда стремится к максимальному своему проявлению.

  2. Эволюция видов в ходе геологического времени, приводящая к созданию устойчивых в биосфере форм жизни, идет в направлении, усиливающем биогенную миграцию атомов.

  3. Живое вещество находится в непрерывном химическом обмене с окружающей его средой, создающейся и поддерживающейся на Земле космической энергией Солнца.

Данные геохимические принципы соотносятся со следующими выводами Вернадского:

- каждый организм может существовать только при условии постоянной тесной связи с другими организмами и неживой природой;

- жизнь со всеми ее проявлениями произвела глубокие изменения на нашей планете. Совершенствуясь в процессе эволюции, живые организмы все шире распространялись по планете, стимулируя перераспределение энергии и вещества.

Эти закономерности проявляются, прежде всего, в стремлении живых организмов «захватить» все более или менее приспособленные к жизни пространства, создавая экосистему или ее часть.

Живое вещество образует ничтожно тонкий слой в общей массе геосфер Земли. По подсчетам ученых масса живого вещества составляет 2420 млрд. т, что более чем в две тысячи раз меньше атмосферы. Но эта ничтожная масса живого вещества встречается практически повсюду. В настоящее время живые существа отсутствуют лишь в области обширных оледенений и в кратерах действующих вулканов. Каков же средний химический состав живого вещества?

По относительному содержанию элементы, входящие в состав живых организмов, принято делить на три группы:

- макроэлементы – H, O, C, N (в сумме составляют около 98-99 %, их еще называют основные), Сa, Cl, K, S, P, Mg, Na, Fe, Si (в сумме составляют около 1-2 %). Макроэлементы составляют основную массу процентного состава живых организмов;

- микроэлементы – Mn, Co, Zn, Cu, B, I и др. Их суммарное содержание в организме составляет порядка 0,1 %;

- ультрамикроэлементы – Au, Se, Ra и др. Их содержание в организме очень незначительно, а физиологическая роль для большинства из них не раскрыта.

Химические элементы, которые входят в состав живых организмов и при этом выполняют биологические функции, называют биогенными. Даже те из них, которые содержатся в клетках в ничтожно малых количествах, ни чем не могут быть заменены и необходимы для жизни.

Вся масса «живого вещества» Земли составляет ее биомассу. Это всего лишь 0,25 % всего вещества биосферы, но благодаря обмену веществ «живое вещество» играет ведущую роль в биогеохимических процессах. Деятельность живых организмов обуславливает химический состав атмосферы и гидросферы, формирование почвенного покрова литосферы. Живое вещество играет огромную роль в круговороте веществ в природе и осуществляет важнейшие биогеохимические функции. Вернадский дал представление об основных биогеохимических функциях живого вещества.

Первая функция – энергетическая (биохимическая). Связывание и запасание солнечной энергии в органическом веществе, и последующее рассеяние энергии при потреблении и минерализации органического вещества. Эта функция связана с питанием, дыханием, размножением и другими процессами жизнедеятельности организмов. Основной источник биогеохимической активности организмов – солнечная энергия, используемая в процессе фотосинтеза зелеными растениями и некоторыми микроорганизмами для создания органического вещества, обеспечивающего пищей и энергией все остальные организмы. Круговорот веществ, который осуществляется при участии всех организмов биосферы, заключается в циркуляции веществ между почвой, атмосферой, гидросферой и живыми организмами. Благодаря круговороту веществ возможно длительное существование и развитие жизни при ограниченном запасе элементов в природе.

Вторая функция – газовая. Большинство газов верхних горизонтов планеты порождено жизнью. Кислород атмосферы образуется в процессе фотосинтеза. Подземные горючие газы – продукты разложения органических веществ растительного происхождения, ранее захороненных в осадочных толщах.

Третья функция – концентрационная. Организмы накапливают в своих телах многие химические элементы. На первом месте, естественно, стоит углерод. В углях содержание углерода по степени концентрации в тысячи раз больше, чем в среднем для земной коры. Нефть – концентратор углерода и водорода, поскольку она имеет биогенное происхождение. По концентрации металлов первое место занимает кальций. Целые горные хребты сложены останками животных с известковым скелетом. Концентраторами кремния выступают диатомовые водоросли, радиолярии и некоторые губки, йода – водоросли ламинарии, железа и марганца – особые бактерии. Фосфор накапливается позвоночными животными, сосредотачиваясь в их костях.

Четвертая функция – окислительно-восстановительная. Живые организмы окисляют и восстанавливают различные вещества, например, восстановление диоксида углерода до углеводов в процессе фотосинтеза и окисление их в процессе дыхания.

6СО2 + 6Н2О C6h22O6 + 6O2

Под влиянием живых организмов происходит интенсивная миграция атомов элементов с переменной валентностью (Fe, Mn, Cr, S, P, N, W), создаются их новые соединения, происходит отложение сульфидов и минеральной серы, образование сероводорода и т.п.

Пятая функция - деструктивная. Разрушение организмами и продуктами их жизнедеятельности, в том числе и после их смерти, как остатков органического вещества, так и косных веществ. Наиболее существенную роль в этом отношении выполняют редуценты – сапрофитные грибы и бактерии.

Шестая функция – транспортная. Перенос вещества и энергии в результате активной формы движения организмов. Такой перенос может осуществляться на огромные расстояния, например, при миграциях и кочевках животных. С транспортной функцией в значительной мере связана концентрационная роль сообществ организмов, например, в местах их скоплений (птичьи базары и другие колониальные поселения).

Седьмая функция – средообразующая. Преобразование физико-химических параметров среды. Эта функция является в значительной мере интегральной – представляет собой результат совместного действия других функций. Она имеет разные масштабы проявления. Результатом средообразующей функции является и вся биосфера, и почва как одна из сред обитания, и более локальные структуры. К средообразующим свойствам растительного покрова относятся: создание микроклимата, очистка воздуха и вод от загрязняющих веществ, усиление питания грунтовых вод, защита почв от эрозии и т.п.

Восьмая функция - рассеивающая. Функция, противоположная концентрационной – рассеивание веществ в окружающей среде. Она появляется через трофическую и транспортную деятельность организмов. Например, рассеивание вещества при выделении организмами экскрементов, смене покровов и т.п. Железо гемоглобина крови рассеивается кровососущими насекомыми.

Девятая функция – информационная. Накопление живыми организмами определенной информации, закрепление ее в наследственных структурах и передача последующим поколениям. Это одно из проявлений адаптационных механизмов.

Десятая функция – биогеохимическая деятельность человечества. Деятельность человека превратилась в мощный экологический фактор, нарушивший равновесие в биосфере. В результате деятельности человека (извлечение полезных ископаемых, отходы промышленности, химизация сельского хозяйства и пр.) нарушается круговорот веществ.

Основных круговоротов веществ в природе два: большой (геологический) и малый (биогеохимический). Движущей силой геологического круговорота являются эндогенные (тектонические движения, землетрясения, магматизм, метаморфизм) и экзогенные (выветривание, образование осадочных пород, удаление продуктов разрушения с одних участков земной коры и перенос их на новые участки, геологическая деятельность атмосферы, гидросферы) геологические процессы. Таким образом, геологический круговорот веществ протекает без участия живых организмов и осуществляет перераспределение вещества между биосферой и более глубокими слоями Земли.

Малый круговорот веществ (биогеохимический) осуществляется лишь в пределах биосферы. Сущность его в образовании живого вещества из неорганических соединений в процессе фотосинтеза и в превращении органического вещества при разложении вновь в неорганические соединения. Этот круговорот для жизни биосферы – главный, и он сам является порождением жизни. Изменяясь, рождаясь и умирая, живое вещество поддерживает жизнь не нашей планете, обеспечивая биогеохимический круговорот веществ. Главным источником энергии круговорота является солнечная радиация. В экосистеме органические вещества синтезируются автотрофами из неорганических веществ. Затем они потребляются гетеротрофами. В результате выделения в процессе жизнедеятельности или после гибели организмов (как автотрофов, так и гетеротрофов) органические вещества подвергаются минерализации и могут быть вновь использованы для синтеза автотрофами органических веществ.

Концепция ноосферы

Глобальный характер взаимоотношений человека со средой его обитания привел к появлению понятия ноосферы, введенного Леруа в 1927 г., а затем и концепции ноосферы, развитой Тейяром де Шарденом. Ноосфера по Тейяру де Шардену, - это коллективное сознание, которое станет контролировать направление будущей эволюции планеты и сольется с природой в идеальной точке Омега, подобно тому, как раньше образовывались такие целостности как молекулы, клетки и организмы.

Свою интерпретацию концепции ноосферы дал на основе учения о биосфере Вернадский. Как живое вещество преображает косную материю, являющуюся основой его развития, так человек неизбежно обладает обратным влиянием на природу породившую его. Как живое вещество и косная материя, объединенные цепью прямых и обратных связей, образуют единую систему – биосферу, так человечество и природная среда образуют единую систему – ноосферу.

Развивая концепцию ноосферы вслед за Тейяром де Шарденом, Вернадский рассмотрел то, как на основе единства предшествующей стадии взаимодействия живой и косной материи на следующей стадии взаимодействия природы и человека может быть достигнута гармония. Ноосфера по Вернадскому, «такого рода состояние биосферы, в котором должны проявляться разум и направляемая им работа человека как новая небывалая на планете геологическая сила».

Вернадский выявил геологическую роль жизни, живого вещества в планетарных процессах, в создании и развитии биосферы и всего разнообразия живых существ в ней. Среди этих существ он выделил человека как мощную геологическую силу. Эта сила способна оказывать влияние на ход биогеохимических и других процессов и охваченной её взаимодействием среде Земли и околоземном пространстве. Вся эта среда весьма существенно изменяется человеком благодаря его труду. Он способен перестроить ее согласно своим представлениям и потребностям, изменить фактически ту биосферу, которая складывалась в течение всей геологической истории Земли.

Воздействие человеческого общества, как единого целого на природу, по своему характеру резко отличается от воздействий других форм живого вещества.

Вернадский писал: «раньше организмы влияли на историю тех атомов, которые были нужны им для роста, размножения, питания, дыхания. Человек расширил этот круг, влияя на элементы, нужные для техники и создания цивилизованных форм жизни, что и изменило, вечный бег геохимических циклов» (Размышления натуралиста).

Вернадский развил концепцию ноосферы как растущего глобального осознания усиливающегося вторжения человека в естественные биогеохимические циклы, ведущего в свою очередь, к все более взвешенному и целенаправленному контролю человека над глобальной системой.

К сожалению, Вернадский не закончил работу по развитию данной идеи.

В концепции ноосферы представлен в полной мере один аспект современного этапа взаимодействия человека и природы – глобальный характер единства человека с природной средой. В период создания этой концепции противоречивость данного взаимодействия не проявилась с такой силой как сейчас. В последние десятилетия в дополнение к глобальному характеру взаимоотношений человека и природной среды обнаружилась противоречивость этого взаимодействия, чреватая кризисными экологическими состояниями. Стало ясно, что единство человека и природы противоречиво хотя бы в том плане, что из-за увеличивающегося обилия взаимосвязей между ними растет экологический риск кА кплата человечества за преобразование природной среды.

За время своего существования человек сильно изменил биосферу. По мнению Реймерса: «люди искусственно и нескомпенсированно снизили количество живого вещества Земли, видимо, не менее чем на 30% и забирают в год не менее 20 % продукции всей биосферы. Такие цифры недвусмысленно свидетельствуют о том, что антропогенное изменение биосферы зашло слишком далеко. Биосфера превратилась в техносферу, причем направленность антропогенного воздействия прямо противоположна направленности эволюции биосферы. Можно сказать, что с появлением человека начинается нисходящая ветвь эволюции биосферы – снижается биомасса, продуктивность биосферы. Антропогенные воздействия разрушают естественные системы природы. Таким образом, пока еще нельзя ответить на вопрос, создаст ли в будущем человек сферу разума или своей неразумной деятельностью погубит и себя, и все живое.

studfiles.net

Нефтяная экскурсия профессора Вернадского | "Нефть России"

12 марта 2013 года исполнилось 150 лет со дня рождения великого ученого-энциклопедиста, основоположника комплекса современных наук о Земле, академика Владимира Ивановича Вернадского (1863–1945). И символично, что ЮНЕСКО объявило 2013 год – Международным Годом Вернадского. Академик Вернадский оставил потомкам в своих многочисленных трудах целый мир новых научных идей, гипотез и представлений, кардинальным образом изменивших картину планетарного и космического мироздания.  Ему принадлежит большая заслуга в изучении естественных производительных сил России. В поле его научного внимания был и ценный энергетический ресурс современной цивилизации – нефть. 25 февраля 1901 г. в Москве в актовом зале Политехнического музея на заседании членов Общества любителей естествознания, антропологии и этнографии он выступил с докладом "Нефть как природное тело в науке XIX столетия". Яркое выступление профессора В. И. Вернадского о проблемах происхождения нефти получило широкую известность в кругах российского геологического сообщества.  Это убедило его далее продолжить научные изыскания в этой области и лично ознакомиться с положением на главных нефтяных промыслах Российской империи.

ГРОЗНЕНСКИЕ РУБЕЖИВ конце первой декады апреля 1902 г. заведующий кафедрой минералогии Московского университета, профессор В. И. Вернадский выехал из Москвы в командировку с целью посещения главных нефтедобывающих  районов Российской империи. В этой поездке его сопровождал ближайший соратник, приват-доцент Яков Владимирович Самойлов (1870–1925) , впоследствии профессор, директор Научно-исследовательского института минералогии Московского университета.

12 апреля 1902 г. поездом В. И. Вернадский и Я. В. Самойлов прибыли в Грозный  и остановились в доме управляющего промыслами Челекено-Дагестанского нефтепромышленного  товарищества И. Н. Стрижова. Следует отметить, что в тот период Иван Николаевич Стрижов (1872–1953) активно занимался геологическим изучением территории Терской области. Он был одним из любимых учеников профессора Вернадского и окончил Московский университет в 1894 г. со степенью кандидата естественных наук. После чего стал трудиться в качестве внештатного ассистента при кафедре минералогии, которую возглавлял профессор В. И. Вернадский. В планах его наставника была дальнейшая подготовка молодого специалиста к написанию магистерской диссертации. Однако, утверждению И. Н. Стрижова, в должности ассистента кафедры воспрепятствовало негативное заключение Министерства внутренних дел, где говорилось об его активном участии в запрещенных студенческих организациях. Таким образом, на его научно-педагогической карьере в университете был поставлен крест. Однако на промышленном поприще И. Н.Стрижов быстро нашел свой верный путь.  Получив необходимый практический опыт на Урале, с конца 90-х гг. XIX в. он оказался на Северном Кавказе, в Терском горнопромышленном обществе. В 1897 г. был избран действительным членом Императорского Московского общества испытателей природы  по предложению В. И. Вернадского и по поручению Общества ему было поручено провести геологические исследования на территории Кубанской и Терской областей.  С 1989 г. И. Н. Стрижов  занимал должность управляющего нефтяными промыслами Челекено-Дагестанского нефтепромышленного товарищества. Наряду с решением повседневных производственных вопросов, он с головой окунулся в практическую работу, проводя геологические исследования в сложных условиях. И вскоре стал достаточно известен в кругах российского геологического сообщества благодаря своим работам в периодической печати: "Коренной вопрос нефтепромышленности" ("Русская мысль", 1899 г.), "Геологические исследования и соображения о нефтеносности северо-восточной части Дагестана" ("Нефтяное дело", 1901 г.), "О нахождении нефти на Кавказе в слоях меловой системы" ("Грозненский торгово-промышленный бюллетень, 1902 г.), "Несколько соображений о Грозненском нефтяном месторождении" (Труды ТО ИРТО, 1902 г.).

Для профессора В. И. Вернадского И. Н. Стрижов предложил насыщенную ознакомительную программу осмотра грозненских нефтяных промыслов. Вначале он осмотрел асфальтовое месторождение вблизи станицы Михайловская, характеризовавшееся наличием выделяющихся асфальтоносных пластов, а затем и горячие источники серной воды в Сунженских горах. В этой поездке его сопровождал студент Московского университета Николай Родненский (1876–1938), ставший впоследствии одним из известных специалистов нефтяной промышленности Кубани.

На следующий день, в сопровождении И. Н. Стрижова  профессор В. И. Вернадский поехал осматривать Грозненские промыслы, новый нефтепромышленный район России. Промышленная разработка нефтяных месторождений здесь началась только после того как, 22 мая 1894 г. правительством были утверждены "Правила о нефтяных промыслах на землях Кубанского и Терского казачьих войск" (1), уничтожившие откупную систему и создавшие стартовые условия для развития нефтяного предпринимательства на конкурентной основе на нефтеносных территориях Северного Кавказа. К началу 1901 г. в Грозненском районе имелось около 200 скважин, из которых 120 эксплуатировались и давали 34,1 млн пудов в год, что составляло 4,5% общероссийской добычи нефти (2).

Размах нефтяного дела в Грозном впечатлил В. И. Вернадского и свои впечатления об этом он выразил в лаконичной форме: "Сегодня в первый раз видел естественные выходы нефти и большие ее разработки… Такая поездка дает очень много и я чувствую себя значительно лучше…При общении с природой невольно всматриваешься в конкретные вопросы и в них обсуждаешь всё с большим интересом" (3).

У "ВЕЧНЫХ ОГНЕЙ" АПШЕРОНА14 апреля 1902 г. В. И. Вернадский и Я. В. Самойлов выехали из Грозного в порт Петровск на Каспийском море, а затем на следующий день они пароходом отбыли в Баку. В то время в "нефтяной столице Российской империи" проживало более 179 тыс. человек. В окрестностях города находились многочисленные нефтеперегонные заводы, а к северо-востоку от Баку, в 12 верстах, были расположены  нефтяные промыслы, занимавшие три главные нефтеносные площади: Балаханскую, Сабунчинскую и Романинскую.Организацию пребывания профессора В. И. Вернадского в Баку взяли на себя его ученики, студенты Московского университета Шелковников и Эминов, сыновья сотрудников "Товарищества нефтяного производства братьев Нобель". С согласия управляющего Бакинским отделом компании инженера-технолога Ивана Герасимовича Гарсоева, выпускника Санкт-Петербургского технологического института 1874 года, вначале было организовано посещение крупнейшего в регионе нефтеперегонного завода, годовая производительность в 1901 г. составила 20,5 млн пудов керосина и 7,2 млн пудов смазочных масел (4).

17 апреля 1902 г. профессор В. И. Вернадский совершил поездку на Балаханский нефтяной промысел компании. Сопровождал его ведущий сотрудник "Товарищества нефтяного производства братьев Нобель", доктор геологии Ф. Ф.  Андерсон, обстоятельно рассказавший ему о результатах работ по детальной геологической съемке ряда площадей в пределах распространения нефтеносных свит. Об этом В. И. Вернадский писал: "Сегодня сделал экскурсию с геологом компании Нобелей в главные местности, выясняющие строение нефтеносной области. Главное в мире месторождение – Балаханское – осмотрел очень хорошо: к нам прикомандировали д-ра Андерсона – геолога компании Нобеля и картина месторождения стала для меня совершенно ясной. Я посетил все решающие строения местности, спорные пункты и могу теперь сознательно-практически отнестись ко всему, что придется читать и о чем пишут об этом месторождении. Но тем более рождается вопросов (5). Лаконично подводя итоги своему кратковременномуКнига В. И. Вернадского "Очерки геохимии" пребыванию на Апшеронском полуострове он заметил: "Баку произвел на меня сильное впечатление, и те два-три дня, которые я там провел, дали мне очень много для выяснения некоторых научных вопросов, давно меня занимавших" (6). 

Кроме выяснения ключевых геологических нефтяных вопросов интерес профессора Вернадского привлекла и еще одна особенность бакинского нефтепромышленного района, где в отсутствия земских учреждений  сложилась своеобразная форма местного самоуправления . 21 апреля 1902 г. профессор В. И. Вернадский, возвращаясь из Баку, отметил: "Любопытная форма самоуправления довольно большого района, в котором развилось это дело, – всё сосредоточено в руках Съезда нефтепромышленников, имеющего своё бюро. Съезд проводит дороги, облагает нефтепромышленников и заводчиков, строит школы и больницы (кажется, пока одну), содержит полицию и т. д. Любопытно, однако: центральная власть оказалась бессильной сладить с вечно меняющимися потребностями жизни и верховодит самая несовершенная форма земства - ''нефтяной парламент'', как его здесь называют (7).

В последующем великий ученый в своей работе неоднократно возвращался к проблеме происхождения нефти, будучи убежденным сторонником биогенной концепции, а некоторые выводы из результатов его поездки на главные нефтяные месторождения России нашли отражение в главах "Первичные соединения углерода" и "Нефть и ее образование" в капитальном труде академика В. И. Вернадского  "Очерки геохимии" (8), выдержавших в нашей стране семь изданий.

Примечания.

  1. Горный журнал. 1894. № 10. С. 173.
  2. Экономическая история России: Энциклопедия. М., 2008. Т. 1. С. 606.
  3. Вернадский В. И. Письма  Н.Е.Вернадской М., 2003. С. 70.  
  4. Монополистический капитал в нефтяной промышленности России. 1883-1914. М., 1961. С. 753, 755.
  5. Вернадский В. И. Письма  Н.Е.Вернадской М., 2003. С. 75, 76.  
  6. Там же. С. 75.
  7. Вернадский В. И. Письма  Н.Е.Вернадской М., 2003. С. 75, 76.  
  8. Вернадский В. И. Очерки геохимии. 7-е изд. М., 1983. 

neftrossii.ru

Слово о великом ученом. В год 150-летия В.И. Вернадского - Бурение и Нефть

Журнал входит в перечень ВАК

(495) 979-13-33, (495) 971-65-84, (925) 384-93-11, (909) 670-44-09, тел./факс: (499) 613-93-17

В год 150-летия В.И. Вернадского

The word about the great scientist.150th anniversary of V.I. Vernadsky

D. BALDENKO, «Drilling technics» SPU, L. IVANITSKAYA, Russian Academy of natural sciences

В этом году научная общественность России и других стран отмечает 150-летие со дня рождения Владимира Ивановича Вернадского.

In this year scientific societies of Russia and other countries celebrate the 150th anniversary of great scientist Vladimir Ivanovich VERNADSKY.

Великий ученый-энциклопедист В.И. Вернадский прожил большую творческую жизнь на стыке двух эпох, прошел через сложный период революционных преобразований начала XX века. Он происходил из дворянской семьи. Отец был известным экономистом и публицистом. В семье царила атмосфера идеалов шестидесятников XIX века. В 1885 г. В.И. Вернадский окончил естественное отделение физико-математического факультета Петербургского университета. Его преподавателями были выдающиеся ученые своего времени А.М. Бутлеров, Д.И. Менделеев, И.М. Сеченов, а научным руководителем – В.В. Докучаев, который рекомендовал В.И. Вернадскому заняться минералогией и кристаллографией [1]. В 1897 г. он защитил докторскую диссертацию о явлении скольжения кристаллического вещества. С 1890 г. работал в Московском университете, где на базе разрозненных коллекций создал ценнейшее музейное минералогическое собрание. В эти годы В.И. Вернадский организует и принимает участие в геологических и почвоведческих экспедициях по России и Европе, публикует статьи в ведущих зарубежных журналах, выступает на конференциях. Уже в начале ХХ века он занимает видное место в научном сообществе России. В 1908 г. избран экстраординарным академиком по минералогии Санкт-Петербургской академии наук, а спустя четыре года – ординарным академиком.На протяжении всей жизни научная работа В.И. Вернадского тесно переплеталась с общественной деятельностью. В 1890-х гг. вместе с Л.Н. Толстым создает организацию помощи голодающим. В предреволюционные годы становится одним из лидеров земского либерального движения и партии конституционных демократов. В 1906 – 1907 гг. от Академии наук избирается в Государственный совет Российской империи. После Февральской революции назначен товарищем (заместителем) министра просвещения.В 1918 – 1922 гг. В.И. Вернадский жил и работал на Украине. Был инициатором создания национальной Академии наук и Таврического университета. Затем вернулся в Москву, где продолжил научную и преподавательскую работу в Академии наук. В 1920 – 1930 гг. неоднократно выезжал за рубеж: работал в научных центрах Европы и принимал участие в конгрессах и конференциях.В своих многочисленных трудах В.И. Вернадский оставил нам целый мир новых научных идей, гипотез и научных прозрений, представляющих удивительный сплав глубокого теоретического предвидения и скрупулезно выверенных фактов. Он обогатил новаторскими достижениями обширную область знаний, носящую ныне название «науки о Земле», что еще при жизни принесло ему мировую славу выдающегося ученого-энциклопедиста, одного из создателей геохимии, биогеохимии и космохимии.

Десятилетиями, целыми столетиями будут изучаться и углубляться его гениальные идеи, а в трудах его – открываться новые страницы, служащие источником новых исканий; многим исследователям придется учиться его острой, упорной и отчеканенной, всегда гениальной, но трудно понимаемой творческой мысли; молодым поколениям он всегда будет служить учителем науки и ярким образцом плодотворно прожитой жизни.

Академик АН СССР

Александр Евгеньевич Ферсман (1883 – 1945)

Академику В.И. Вернадскому принадлежит большая заслуга в изучении минерально-сырьевых ресурсов России. В течение многих лет он возглавлял Комиссию по изучению естественных производительных сил России и внес огромный вклад в геологическое изучение СССР и создание ее минерально-сырьевой базы. И в том, что мы можем пользоваться колоссальными природными богатствами, – величайшая заслуга В.И. Вернадского.Большой интерес представляют его теоретические воззрения на важнейший энергетический углеводородный ресурс – нефть. Основной и наиболее значимой работой ученого в этой области стал доклад «Нефть как природное тело в науке XIX столетия», прочитанный в Политехническом музее в 1901 г. С присущим ему блестящим диалектическим мышлением академик дал обобщенную картину развития нефтяного дела и рассмотрел перспективы использования углеводородного сырья в следующем, XX веке [2, 3].Он предсказал великое будущее нефти: «Разнообразные свойства собранных в нефти соединений и элементов остаются без применения, и лишь наступившему ХХ веку предстоит овладеть вполне и целиком теми драгоценными телами – углеводородными и азотистыми, которые теперь большей частью бесследно или излишне торовато исчезают при употреблении нефти как топливо или для освещения» [2]. Большая часть доклада была посвящена рассмотрению вопросов, связанных с генезисом нефти. В условиях острой дискуссии в научном сообществе между сторонниками и противниками органической и неорганической теорий происхождения нефти В.И. Вернадский сделал свой выбор в пользу биогенной концепции. Он полагал, что все горючие углеродистые ископаемые являются генетически родственными образованиями. Они возникли из остатков живых организмов, обитавших на Земле в прошлые геологические эпохи: «Переработанные и измененные, превращенные в новые тела соединения углерода, происшедшие из организмов, местами скопляются в земной коре в значительных количествах. Таковы залежи угля, известняков, выделения углекислоты и иногда отложения нефти, графита. Эти углеродистые соединения вновь входят в организмы, проходят стадии сложных органических тел и по отмирании дают прежние минералы» [2].

Поразительно глубокий и всеобъемлющий ум, исключительная духовная чистота сливались в нем в единое целое, гармоничное и стройное. Таких ученых всегда было мало, мало их и сейчас.

Академик АН СССР

Дмитрий Васильевич Наливкин (1889 – 1982)

Таким образом, по мнению В.И. Вернадского, исходным материалом для образования нефти были продукты разложения органического вещества, рассеянного в донных отложениях морей и других водоемов. В процессе преобразования осадков в осадочные горные породы происходили сложные биохимические и химические превращения находящегося в них органического вещества, приведшие к образованию нефти. Живое вещество выступает в качестве геологической силы планетарного масштаба, способной сформировать громадные запасы горючих ископаемых. Впоследствии это положение легло в основу созданной им новой науки биогеохимии – науке о роли живого вещества нашей планеты в геохимических процессах.В последние годы стала все шире распространяться гипотеза о неорганическом происхождении нефти. Она основана, прежде всего, на нахождении этого полезного ископаемого в кристаллических породах (например, месторождение «Белый тигр» у берегов Вьетнама) и на многочисленных фактах возобновления запасов в месторождениях, ранее считавшихся выработанными. Однако для нас важнее другое: все практические методики поиска и разведки месторождений нефти и газа исходят из их органического происхождения.В.И. Вернадский определил и еще одну основную черту процесса нефтеобразования – то, что общее количество рассеянной нефти в осадочной оболочке Земли намного превышает ее объем, находящийся в месторождениях: «… углеводороды, жидкие и твердые, распространены в земной коре в небольших количествах почти во всех осадочных, метаморфических и отчасти массивных горных породах. Главная масса нефти находится на нашей планете именно в этой форме в виде примесей, исчисляемых ничтожными долями… Такие скопления сосредоточены в определенных участках земной коры, связанных с ее тектоникой» [2].

Художественные маркированные конверты, выпущенные в 2005 г. и 2013 г. ФТУП «Издательство «Торговый центр «Марка»

В.И. Вернадский изложил свои взгляды и на миграцию нефти в осадочных образованиях: «Нефть не собирается в виде крупных скоплений жидкости, какие известны для воды, она большею частью является в форме вещества, смачивающего рыхлые породы – песчаники и известняки, причем количество такой нефти в плотной породе, благодаря давлению заключающихся в ней газов или давлению вышележащих пластов, может составлять до 20 – 15% породы» [2].

Нас поражал в нем дар научного предвидения. Он видел в науке на много лет вперед. Он видел так, как можно видеть яркие звезды на дневном небе лишь со дна глубокого колодца.

Академик АН СССР

Александр Павлович Виноградов (1895 – 1975)

По мнению В.И. Вернадского, изучение углеводородных соединений имеет важное теоретическое значение, так как в них открываются новые черты химии углерода, новые его свойства; только при их выяснении может быть правильно и полно понята природа углерода в соединениях организмов, ибо на Земле эти два типа соединений углерода (органическое тело живого вещества и углеродистые минералы) постоянно переходят друг в друга. Автор предположил, что ХХ век раздвинет химию углерода и другим путем позволит уяснить историю углерода в земной коре. Конечно, современные методы изотопной и органической геохимии намного расширили диапазон наших знаний о составе и природе нефти. Научные открытия последних десятилетий, в частности в области графита и алмаза, подтвердили предсказания ученого.Сегодня, возвращаясь к научному наследию В.И. Вернадского, можно отметить, что его первая работа о нефти уже в определенной мере обозначила направление последующих трудов. Генетический подход закономерно привел его к обоснованию геохимии и биогеохимии как новых научных направлений. Очевидно, что для современной науки прогнозы и рекомендации академика не потеряли своей актуальности [3, 4].Ученому принадлежит приоритет в создании теории ноосферы. Согласно его воззрениям, ноосфера – новая, высшая стадия эволюции биосферы, становление которой связано с развитием общества, оказывающего глубокое воздействие на природные процессы. В.И. Вернадский писал: «В биосфере сущес

burneft.ru

Читать онлайн "Нефть. Люди, которые изменили мир" - RuLit

Исторический доклад

Пожалуй, самым существенным вкладом профессора Вернадского в изучение нефти и ее свойств стал доклад, прочитанный им 25 февраля 1901 года в Политехническом музее по приглашению Марковникова. В своем выступлении, озаглавленном «Нефть как природное тело в науке XIX столетия», Владимир Иванович обрисовал общую картину развития нефтяной отрасли в веке минувшем, а также наметил перспективы использования углеводородов в наступившем столетии.

В докладе Вернадский затронул проблему генезиса нефтяных месторождений. Ученые рубежа веков яростно спорили о происхождении нефти. Одни утверждали, что столь ценное сырье образовалось органическим путем, другие настаивали на обратном.

«Переработанные и измененные, превращенные в новые тела соединения углерода, происшедшие из организмов, местами скопляются в земной коре в значительных количествах. Таковы залежи угля, известняков, выделения углекислоты и иногда отложения нефти, графита. Эти углеродистые соединения вновь входят в организмы, проходят стадии сложных органических тел и по отмирании дают прежние минералы»[196].

Вернадский относился к последователям органической теории. По его убеждению, все горючие полезные ископаемые возникли из остатков живых организмов, обитавших на Земле в незапамятные времена. Ученый полагал, что процесс превращения осадков в осадочные горные породы сопровождался разноплановыми биохимическими метаморфозами находящегося в них органического вещества. Именно эти преобразования и привели к возникновению нефти. Из этого следовал вывод, что в земной органике заключена небывалая геологическая сила. Она способна сформировать богатейшие залежи углеводородного сырья. Этот постулат в дальнейшем послужил основой для разработанной Вернадским новой научной дисциплины – биогеохимии. Новая наука изучала роль живого вещества планеты в геохимических процессах.

Прочитанный Вернадским доклад о проблемах происхождения нефти всколыхнул русское научное сообщество. Споры о природе возникновения углеводородов вспыхнули с новой силой. А Вернадский решил продолжить изучение вопроса на практике, для чего отправился на юг России, где были сосредоточены крупнейшие нефтяные промыслы страны.

Увидеть своими глазами

В начале апреля 1902 года профессор отправился в командировку, чтобы воочию увидеть работу крупнейших нефтедобывающих и нефтеперерабатывающих предприятий. Свое путешествие он начал с Грозного. К тому времени в окрестностях города действовало порядка 200 скважин. На 120 из них активно велись работы. В год грозненские скважины выдавали 34,1 миллиона пудов нефти – около 4,5 % общероссийской добычи. Размах работ в Грозном произвел большое впечатление на Вернадского: «Сегодня в первый раз видел естественные выходы нефти и большие ее разработки… Такая поездка дает очень много, и я чувствую себя значительно лучше… При общении с природой невольно всматриваешься в конкретные вопросы и в них обсуждаешь все с большим интересом»[197].

Наблюдения, сделанные Вернадским в ходе поездки на нефтяные промыслы, изложены в главах «Первичные соединения углерода» и «Нефть и ее образование» капитального труда академика «Очерки геохимии»[198], который в Советском Союзе переиздавали семь раз.

После посещения Грозного В. И. Вернадский в сопровождении Я. В. Самойлова[199] отправился морем в Баку, за которым в то время был закреплен негласный статус нефтяной столицы России. На подъездах к городу располагалось большое число нефтеперегонных заводов, а в 12 верстах к северо-востоку от Баку главные нефтеносные площади – Балаханская, Сабунчинская и Романинская. Там добывали нефть.

Вернадский считал, что для понимания свойств углерода необходимо досконально изучать углеводородные соединения. Познав природу углеводородов, можно понять роль углерода в соединениях организмов, поскольку в природе органические углеродные соединения постоянно переходят в неорганические, и наоборот.

Первым делом Вернадский посетил крупнейший в регионе нефтеперегонный завод, который по итогам 1901 года произвел 20,5 миллиона пудов керосина и 7,2 миллиона пудов смазочных масел. Затем столичный гость побывал на Балаханском нефтяном промысле братьев Нобелей. Профессора познакомили с результатами работ по детальной геологической съемке ряда площадей в пределах распространения нефтеносных свит: «Сегодня сделал экскурсию с геологом компании Нобелей в главные местности, выясняющие строение нефтеносной области. Главное в мире месторождение – Балаханское – осмотрел очень хорошо: к нам прикомандировали д-ра Андерсона – геолога компании Нобеля, и картина месторождения стала для меня совершенно ясной. Я посетил все решающие строения местности, спорные пункты и могу теперь сознательно-практически отнестись ко всему, что придется читать и о чем пишут об этом месторождении. Но тем более рождается вопросов»[200].

вернуться

Вернадский В. И. Нефть как природное тело в науке XIX столетия // Журнал Русского физико-химического об-ва. 1901. Т. 33. Отд. 2. Вып. 4. С. 59–66. Прим. ред.

вернуться

Вернадский В. И. Письма Н. Е. Вернадской. М.: Наука, 2003. С. 70. Прим. ред.

вернуться

Одно из последних советских изданий: Вернадский В. И. Очерки геохимии; АН СССР, Ин-т геохимии и аналитической химии им. В. И. Вернадского. М.: Наука, 1983. Прим. ред.

вернуться

Яков Владимирович Самойлов (1870–1925) – минералог, инициатор изучения химического состава современных морей и живых организмов, основные труды которого были посвящены минералогии осадочных пород, исследованию агрономических руд и биогеохимии. Прим. ред.

вернуться

Вернадский В. И. Письма Н. Е. Вернадской. М.: Наука, 2003. С. 75, 76. Прим. ред.

www.rulit.me