40
Целостное учение о биосфере представлено в
ставшей классической
работе В. И. Вернадского «Биосфера» (1926). Ученый определил био-
сферу как особую охваченную жизнью оболочку Земли.
В физико-химическом составе биосферы В. И. Вернадский выделяет
следующие компоненты:
–
живое вещество – совокупность всех живых организмов;
–
косное вещество – неживые тела или явления (газы атмосферы, гор-
ные породы магматического, неорганического происхождения и т.п.);
–
биокосное вещество – разнородные природные тела (почвы, поверх-
ностные воды и т.д.);
–
биогенное вещество – продукты жизнедеятельности живых организ-
мов (гумус почвы,
каменный уголь, торф, нефть, сланцы и т.п.);
–
радиоактивное вещество– результат распада радиоактивных эле-
ментов радия, урана, тория и т.д.;
–
рассеянные атомы – химические элементы, находящиеся в земной
коре в рассеянном состоянии;
–
вещество космического происхождения – космическая пыль, метео-
риты.
С учетом современных представлений
биосфера – это область актив-
ной жизни, которая охватывает нижнюю часть атмосферы, всю гидро-
сферу и верхние горизонты литосферы.
Границы биосферы определяет распространение в ней живых организ-
мов. Несмотря на различную концентрацию и разнообразие живого веще-
ства в разных районах земного шара, считается, что горизонтальных гра-
ниц биосфера не имеет. Верхняя же вертикальная граница существования
жизни обусловлена не столько низкими температурами, сколько губитель-
ным действием ультрафиолетовой радиации и космического излучения
солнечного и
галактического происхождения, от которого живое веще-
ство планеты защищено озоновым экраном. Максимальная концентрация
молекул озона (трехатомного кислорода) приходится на высоту 20 – 25
км, где толщина озонового слоя составляет 2,5 – 3 км.
Поскольку граница биосферы обусловлена полем существования
жизни, где возможно размножение, то она совпадает с границей тропо-
сферы (нижнего слоя атмосферы), высота которой от 8 км над полюсами
до 18 км над экватором Земли. Однако в тропосфере происходит лишь пе-
ремещение живых организмов, а весь цикл своего развития, включая раз-
множение, они осуществляют в литосфере, гидросфере и на границе этих
сред с атмосферой (только споры и бактерии заносятся на высоту до 20
км, в
толще литосферы на глубине 4,5 км в
скважинах найдены только
анаэробные бактерии).
41
В состав биосферы полностью входит вся гидросфера (океаны, моря,
озера, реки, подземные воды, ледники), мощность которой составляет
11 км. Наибольшая концентрация жизни сосредоточена до глубины 200 м,
в так называемой
эвфотической зоне, куда проникает солнечный свет и
возможен фотосинтез. Глубже начинается
дисфотическая зона, где царит
темнота и отсутствуют фотосинтезирующие растения, но активно переме-
щаются представители животного мира, непрерывным потоком опуска-
ются на дно отмершие растения и останки животных.
Нижняя граница
биосферы в пределах литосферы лежит в среднем на глубине 3 км от по-
верхности суши и 0,5 км ниже дна океана.
На границе атмо-, гидро- и литосферы сконцентрирована наибольшая
масса живого вещества планеты, и эта земная оболочка названа
биостро-
мом (
биогеосферой) или
пленкой жизни. В структурном отношении био-
стром слагается из фитострома, зоострома и микробиострома.
Живое вещество в биосфере распределено неравномерно не только по
вертикали, но и по площади, образуя
сгущения жизни. На суше такими
сгущениями жизни являются
леса, болота, поймы рек и озера. В океане –
прибрежное, саргассовое, рифтовое, апвеллинговое.
При участии всех населяющих биосферу организмов в ней осуществ-
ляется круговорот органического вещества, получивший название
малого
или
биологического круговорота веществ, который начинается с возник-
новения органического вещества в результате фотосинтеза зеленых расте-
ний, т.е. образования живого вещества из углекислого газа, воды и про-
стых минеральных соединений с использованием лучистой энергии
Солнца. Растения (
продуценты) извлекают из почвы в растворенном виде
серу, фосфор, медь, цинк и другие элементы. Растительноядные животные
(
консументы первого порядка) поглощают соединения этих элементов в
виде пищи растительного происхождения. Хищники (
консументы вто-
рого порядка) питаются растительноядными животными, потребляя пищу
более сложного состава, включая белки, жиры, аминокислоты и т.д.
Останки животных и отмершие растения перерабатываются насекомыми,
грибами, бактериями (
редуцентами), превращаясь в минеральные и про-
стейшие органические соединения, поступающие в почву и вновь потреб-
ляемые растениями. Так начинается новый виток биологического круго-
ворота.
Вмешательство человека в природные круговороты приводит к серьез-
ным изменениям в состоянии биосферы. Дальнейшее неконтролируемое
развитие деятельности людей таит в себе большую опасность, и потому,
считал
Вернадский, биосфера должна постепенно превращаться в но-
42
осферу, или сферу разума. Под понятием
«ноосфера» Вернадский подра-
зумевал
высшую форму развития биосферы, определяемую гармонично
существующими процессами развития общества и природы (сейчас этот
процесс называют
коэволюцией).
Достарыңызбен бөлісу: