Геохимия техногенеза

методологических позиций геохимии, выяснял, как зависит использование элементов от их положения в периодической системе, размеров атомов и ионов, кларков. Та часть планеты, которая охвачена техногенезом, представляет собой особую систему – ноосферу.
Термин введен в науку в 1927 г. французским ученым и философом Е. Леруа, который развивал учениео ноосфере совместно с геологом ипалеонтологом Тейяр де Шарденом. Теоретической основой данной концепции послужили лекции В.И. Вернадского о биосфере в Сорбонне в 1922–1923 гг. Он создал учение о ноосфере, как оболочке Земли, результате развития биосферы.
Изучение геохимии ноосферы и техногенеза составляет теоретическую основу рационального использования природных ресурсов, охраны природы и борьбы с загрязнением окружающей среды.
Согласно О.П.Добродееву, по масштабам многие процессы техногенеза намного превышают природные. Так, например, ежегодно из недр извлекается много больше металлов, чем выносится с речным стоком.
В ноосфере происходит грандиозное перемещение атомов, их рассеяние и концентрация. Ежегодно в мире перемещаются миллиарды тонн угля, нефти, руд и стройматериалов. В течение немногих лет рассеиваются месторождения полезных ископаемых, накопленные природой за миллионы лет.

они определяют ее своеобразие: главную  роль играет техногенная миграция. 
В первобытном обществе ее эффект был незначительным, но уже в государствах античного мира, коренным образом изменивших природу долин Нила (Египет), Амударьи (Хорезм), Тигра и Евфрата (Вавилония), Хуанхэ (Китай), техногенез стал важным геохимическим фактором. Поэтому этап геологической истории, начавшийся около 8000 лет назад, В.А.Зубков предложил называть технозойским или техногеем.
В ХХ в. техногенез стал главным геохимическим фактором на поверхности земли. Ежегодно добывается около 100 млрд. т минерального сырья и каустобиолитов, горные и строительные работы перемещают не менее 1 км3 горных пород, что соизмеримо с денудационной работой рек (Е.М.Сергеев). Мощность производства удваивается каждые 14-15 лет. Следовательно, первое существенное отличие ноосферы от биосферы - огромное ускорение миграции.
В последние десятилетия интерес к геохимии техногенеза и ноосферы связан преимущественно с проблемой загрязнения окружающей среды. Соответствующий раздел геохимии А. А. Крист предложил именовать ноохимией (геохимией ноосферы).

биологический круговорот, круговорот воды, рассеяние элементов при отработке месторождений, распыление вещества и многие другие. При их изучении можно использовать понятия и методы, разработанные для анализа природных процессов. 
Техногенная миграция второй группы находится в резком противоречии с  природными условиями. Так, характерное для ноосферы металлическое состояние Fe, Ni, Cr, V и многих других элементов не соответствует физико-химическим условиям земной коры. Во все большем количестве в ноосфере изготовляются химические соединения, никогда в биосфере не существовавшие и обладающие свойствами, неизвестными у природных материалов (искусственные полимеры, лекарства, краски, сплавы и т.д.). Новым для земной коры является и производство атомной энергии, радиоактивных изотопов, сверхчистых веществ.

ежегодная добыча С измеряется миллиардами тонн, Fe - сотнями миллионов, Cu - миллионами, Hg - тысячами, Се - десятками тонн. Эти различия обусловлены многими причинами:
1. Свойства элементов и технология получения. Алюминий и титан, например, практически не использовались до ХХ в., так как технология их извлечения из минералов была слишком сложной и дорогой.
2. Способность элемента к концентрации в земной коре - образованию месторождений. Так, ртуть образует месторождения с большими запасами, и этот редкий металл использовался еще в древности. У In кларк выше, чем у ртути, но он рассеян и его практическое применение началось лишь в ХХ в.
3. Распространенность элементов. Например, как бы золото ни было ценно для человечества, его добыча никогда не сравняется с добычей железа, так как кларк золота 4,3 ⋅10-7, а железа - 4,65, т.е. в 10 миллионов раз больше. Si и Ge - химические аналоги, Ge похож на кремний. Но кремний - второй по распространенности элемент, а Ge редок (кларки 29,5 и 1,4 ⋅10-4). Поэтому кремний - основа строительства (кирпич, бетон, цемент и др.), а Ge добывается в ничтожном количестве. Исключительная роль железа (XIX столетие - "железный век") связана не только с его свойствами, но и с большим кларком.

его кларку в земной коре К:
T=D/K
Например:
3,1 ⋅108  6 ⋅106
ТFe = 4,65 = 6,6 ⋅107;   TMn = 0,1 = 6 ⋅107;
5.4 ⋅106  8 ⋅103
ТCu = 4.7 ⋅10-3 = 1.1 ⋅109; Т Ag = 7 ⋅10-6 = 1.1 ⋅109.
Как видно из приведенных расчетов, человечество извлекает из недр Fe и Mn, Cu и Ag с равной интенсивностью, пропорционально их распространенности в земной коре. Следовательно, технофильность их одинакова.
Многие химические элементы-аналоги с разными кларками и размерами добычи обладают одинаковой или близкой технофильностью: Cd и Hg, Ta и Nb, U и Mo, Ti и Zr и т.д. Но есть и различия: Cl и F, K и Na, Ca и Mg и др.

так как богатые месторождения быстро отрабатываются, и со временем, человечество перейдет к эксплуатации горных пород, в которых содержания элементов близки к кларкам.
Технофильность можно рассчитывать для отдельной страны, группы стран, всего мира. Естественно, технофильность со временем меняется
Анализ технофильности позволяет прогнозировать и добычу элементов. Наименее технофильны Y, Ga, Cs, Th. Кроме того, например Mg по технофильности сильно отстает от других элементов - Са, Ва, Na, Cl, Pb, Cu, Zn, Sn, Ni, Mo, Hg и т.д. Это свидетельствует о слабом использовании магния и в ближайшем будущем оно, возможно возрастет.
Технофильность элементов колеблется в миллионы раз - от 1,1 ⋅1011 у С до 1 ⋅103 у Y, в то время как контрасты кларков составляют миллиарды (n ⋅101 -n ⋅10-10 и менее).  Следовательно, техногенез ведет к уменьшению геохимической контрастности ноосферы (по  сравнению с биосферой и земной корой).
При техногенезе в биосфере накапливаются наиболее технофильные элементы: человечество "перекачивает" на земную поверхность из глубин элементы рудных месторождений. В результате по сравнению с природным культурный ландшафт обогащается Pb, Hg, Cu, Sn, Sb и другими элементами.

весь земной шар. Региональные аномалии распространяются на материки, страны, зоны, области, провинции. Локальные аномалии связаны с конкретным рудником, заводом, городом и т.д.
 Техногенные аномалии делятся на литохимические (в почвах, по родах, строениях), гидрогеохимические (в водах), атмогеохимические  (в атмосфере) и биогеохимические (в организмах - фито-, зоо- и  антропогеохимическое). 
Совокупность техногенных аномалий от локального источника (завода, рудника, города, дороги и т.д.) именуется  техногенным ореолом и потоком рассеяния,  которые, как правило, включают в себя все виды аномалий.
По влиянию на окружающую среду техногенные аномалии делятся на три типа:
1. Полезные аномалии, улучшающие окружающую среду.
2. Вредные аномалии, ухудшающие ("загрязняющие") окружающую среду.
3. Нейтральные аномалии, не оказывающие влияния на качество окружающей среды.