Энергетика биосферы

В энергетических процессах в биосфере решающая роль (99 %)принадлежит радиации Солнца, которая определяет тепловой баланс и термический режим биосферы Земли. Из всего ежегодно количества энергии 2,1·10²⁴ кДж, получаемой Землей от Солнца, 33 % отражается облаками (26 %) и поверхностью суши (7 %) и это составляет альбедо Земли, 67 % энергии поглощается атмосферой (47 %) и поглощается почвой (22 %). Весьма незначительная часть солнечной энергии поглощается зелеными растениями в процессе осуществления фотосинтеза. Эта часть составляет примерно 0,2 % от суммы солнечной радиации.

Фотосинтез – это мощный естественный процесс, вовлекающий в круговорот огромные массы вещества биосферы и определяющий количество кислорода в биосфере. За немногим исключением, фотосинтез происходит на всей поверхности Земли и создает огромный геохимический эффект, в результате которого огромное количество углерода вовлекается в построение органического вещества в биосфере. Ежегодно используется и поглощается СО₂: на суше 253·10⁹ т, в океане 88·10⁹ т, а всего 341·10⁹ т. С использованием 135·10⁹ т воды создается 232·10⁹ т органических веществ С_nH_2nO_n и 248·10⁹ т кислорода уходит в атмосферу.

В связи с фотосинтезом в биосфере в круговорот вовлекается 1 млрд т азота, 260 млн. т фосфора и 200 млн. т серы.

В течение 6 – 7 лет поглощается вся углекислота атмосферы, за 3000 – 4000 лет обновляется весь кислород атмосферы, а в течение 10 млн. лет фотосинтез перерабатывает массу воды, равную всей гидросфере. Если учесть, что биосфера существует на Земле 3,8 – 4 млрд. лет, то можно сказать, что воды Мирового океана прошли через биогенный цикл, связанный с фотосинтезом около 1 млн. раз. Все эти величины отражают огромную важность фотосинтеза в истории Земли. При гибели организмов происходит обратный процесс – разложение органического вещества путем окисления, гниения и т.д. с образованием продуктов разложения. Этот процесс в биосфере Земли приводит к тому, что количество биомассы живого вещества приобретает тенденцию к определенному постоянству. Количество биомассы в 10 раз превышает ежегодно вырабатываемое в процессе фотосинтеза количество органического вещества (0,232·10¹² т). Общая масса вещества, прошедшего биосферу, в 12 раз превышает массу Земли.