ГЕОХЕМИЈА

ГЕОХЕМИЈА, геолошка дисциплина која се бави проучавањем садржаја (концентрације) и расподеле хемијских елемената и њихових изотопа у различитим деловима Земље, те утврђивањем законитости њихове миграције кроз геолошко време. Први пут је 1838. помиње швајцарски хемичар Шенбајн. Њен развој био је условљен унапређењем аналитичких техника и хемијских дисциплина (неорганска хемија, аналитичка хемија, физичка хемија, органска хемија итд.). Ради разумевања свих хемијских процеса Земље као планете, г. се бави и испитивањем метеорита и другог материјала из космоса. Г. је нарочито напредовала у ХХ в. захваљујући развоју других геолошких наука и дисциплина (геофизика, хидрогеологија, наука о рудним лежиштима, минералогија, петрологија, кристалографија, регионална геологија), као и других блиских наука. Напредак аналитичких техника допринео је да се данас могу анализирати сви хемијски елементи и њихови изотопи у широком распону концентрација у свим геолошким материјалима из различитих геосфера (литосфера, хидросфера, биосфера, атмосфера). Г. су утемељили В. М. Голдшмит и В. Вернадски. Велику улогу у разумевању геохемијских процеса имала је Голдшмитова класификација хемијских елемената (1954) на: сидерофилне (Fe, Co, Ni, Pt-метали), халкофилне (Cu, Pb, Zn, Ag, Hg, Cd), литофилне (Na, K, Ca, Mg, Al, Si, ретке земље) и атмофилне (H, N, O, C). Модерна г. постала је интердисциплинарна наука и проширила је подручја испитивања: животна средина, утицај на људско здравље, климатске промене, нуклеарни и други отпад, апсолутна геохронологија (коришћењем радиоактивних и стабилних изотопа), педологија, агрохемија, археологија, биологија. Данас су развијена проучавања интеракција различитих геосфера да би се разумели циклуси хемијских елемената, нарочито С и О, који су важни за оцену глобалних климатских промена. За познавање конвекционих кретања у геосферама и динамике Земље значајна је концепција тектонике плоча, проучавање субмаринског вулканизма, транспорта масе и енергије кроз геолошко време. Г. се дели на: г. магматских стена, г. седиментних стена, г. метаморфних стена, г. лежишта минералних сировина, г. површинског распадања, г. хидротермалних процеса, г. изотопа, г. предела, г. мора и океана, г. нафте и гаса, г. угља, органску г., г. земљишта, г. природних вода, г. техногенезе, биогеохемију, атмогеохемију.

Код нас је г. први пут поменута 1921 (Ј. Жујовић), а почела је да се развија тек после II светског рата. Уведена је у оквиру наставе на Универзитету у Београду. Прво је унета у наставни план и програм Геолошког одсека на Рударском факултету Техничке велике школе 1948, али су предавања почела тек 1950 (А. Леко; од 1956. С. Карамата). Први докторат из г., под насловом „Геохемија распадања ултрабазичних стена у Србији", одбранио је 1957. З. Максимовић на Природно-математичком факултету у Београду, а кандидат је изабран за доцента на том предмету на Минералошко-петрографској групи. Године 1959. појавио се први уџбеник из опште г. (С. Карамата), а уведена је и примењена г. у проспекцију минералних сировина заснована на искуствима пренетим из Московске геолошке школе (М. Петковић). Од интеграције геолошких школа у Београду г. се предаје на Геолошком одсеку Рударско-геолошког факултета (З. Максимовић, А. Дангић, В. Јовић). Поред Рударско-геолошког факултета, примењена г. у истраживању лежишта минералних сировина развијана је у геолошким институцијама у Београду (Геозавод, Геоинститут). Данас се г. (или неки њени делови) предаје и на Географском и Хемијском факултету у Београду.

В. Јовић

До 30-их година ХХ в. развој г. заснивао се скоро искључиво на истраживањима неорганских састојака геосфере и процеса у којима су они укључени. До прекретнице далекосежних последица дошло је 1936, када је немачки хемичар А. Трајпс објавио своја истраживања о налажењу порфиринских једињења у нафтама. Једињења такве структуре могу да стварају само жива бића. Налаз Трајпса представљао је први необориви доказ о биогеном пореклу нафте и покренуо је талас истраживања органских супстанци геосфере који и данас траје. Тако се развила једна нова грана г. − органска г. Откривајући структуру и састав органских супстанци, законитости њихове трансформације и миграције кроз време и геолошке средине, органска г. је дала одлучујући допринос поједностављењу и појефтињењу проспекције нафте и земног гаса. Органска г. усмерава теорије о постанку живота, објашњава хемизам ранодијагенетских процеса у будућим лежиштима фосилних горива, хемизам настајања хуминских супстанци у земљишту и воденим седиментима, као и космохемијске процесе органских молекула. Методолошки, тесно је повезана са низом наука, као што су хидрохемија, агрохемија, хемија животне средине, палеонтологија, археологија и др.

У Србији су се, крајем 50-их година прошлог века, истраживањем керогена (нерастворне органске супстанце Земљине коре) први почели бавити С. Љ. Јовановић, Ђ. Стефановић и Драгомир Виторовић. На Природно-математичком факултету у Београду Виторовић је окупио релативно велику истраживачку групу (М. Ђуричић, М. Шабан, Б. Јованчићевић, К. Стојановић, О. Цветковић, С. Бајц, В. Крсмановић, П. А. Пфенд и др.), те покренуо истраживања и у другим областима органске г. (нафте, угљеви, хуминске супстанце). Седамдесетих година је група професора Виторовића била позната као „београдска школа керогенa". Ова органско-геохемијска истраживања имала су утицаја и на истраживања на другим факултетима у Београду и у другим универзитетским центрима (Загреб, Нови Сад). Настава из органске г. на ПМФ почела је крајем 70-их година. Независно од ове групе, на Филозофском факултету у Нишу је професор Павле Премовић крајем 80-их година основао Катедру за г. и космохемију, чија су истраживања такође запажена у светским научним круговима. Геохемијска истраживања из свих области постају све више интердисциплинарна, асимилирајући многе неорганске и органске аспекте у једну науку у развоју -- биогеохемију − чији је идејни творац био руски геохемичар Владимир Вернадски.

П. А. Пфенд

ЛИТЕРАТУРА: C. Marshall, R. Fairbridge (ур.), Encyclopedia of Geochemistry, Kluwer--Dordrecht 1999; H. D. Holland, K. K. Turekian (ур.), Treatise on Geochemistry, 1--9, Elsevier 2003; Д. Виторовић, Б. Јованчићевић, Основи органске геохемије, за студенте Хемијског факултета, Бг 2005; K. A. Kvenvolden, „Organic Geochemistry − A retrospective of its first 70 years", Organic Geochemistry, 2006, 37.

*Текст је објављен у 1. књизи III тома Српске енциклопедије (2018)