Биосфера

Идея о влиянии жизни на природные процессы на огромных
пространствах Земли была впервые научно обоснована в трудах В. В. Д о к у ч а е в а, который указал на зависимость типа почвообразования не только от
климата, но и от совокупного влияния растительности и жи­вотных. Термин «биосфера» использовал в 1875 г. австрийский
геолог Э.Зюсс для обозначения оболочки Земли, населяемой
живыми организмами.

В 20-х годах прошедшего века в трудах В. И. Вер­надского было разработано представление о биосфере как глобальной единой системе Земли, где весь основной ход гео­химических и энергетических превращений определяется жизнью. Идеи В. И. Вернадского намного опередили состояние современной ему науки и в должной мере были оценены лишь во второй половине века, после возникновения концепции эко­систем. Большинство процессов, меняющих в течение геологи­ческого времени лик нашей планеты, рассматривали ранее как чисто физические, химические или физико-химические явле­ния (размыв, растворение, осаждение, гидролиз и т. п.). В. И. Вернадский впервые создал учение о геологической роли живых организмов, показав, что деятельность живых существ является главным фактором преобразования земной коры.

Биосферой В. И. Вернадский назвал ту область нашей планеты, в которой существует или когда-либо существовала жизнь и которая постоянно подвергается или подвергалась воздействию живых организмов.

Участие каждого отдельного организма в геологической истории Земли ничтожно мало. Однако живых существ на Земле бесконечно много, они обладают высоким потенциалом размноже­ния, активно взаимодействуют со средой обитания и в конечном счете представляют в своей совокупности особый, глобальных масштабов фактор, преобразующий верхние оболочки Земли.

Значение организмов обусловлено их большим разнообрази­ем, повсеместным распространением, длительностью существо­вания в истории Земли, избирательным характером биохими­ческой деятельности и исключительно высокой химической ак­тивностью по сравнению с другими компонентами природы.

Всю совокупность организмов на планете В. И. Вернадский назвал живым веществом, рассматривая в качестве его основ­ных характеристик суммарную массу, химический состав и энергию.

Косное вещество, по В. И. Вернадскому, — это совокуп­ность тех веществ в биосфере, в образовании которых живые организмы не участвуют.

Биогенное вещество создается и перерабатывается жизнью, совокупностями живых организмов. Это источник чрезвычайно мощной потенциальной энергии (каменный уголь, битумы, из­вестняки, нефть). После образования биогенного вещества жи­вые организмы в нем малодеятельны.

Особой категорией является биокосное вещество. В. И. Вер­надский писал, что оно «создается в биосфере одновременно живыми организмами и косными процессами, представляя сис­темы динамического равновесия тех и других». Организмы в биокосном веществе играют ведущую роль. Биокосное вещество планеты — это почвы, кора выветривания, все природные воды, свойства которых зависят от деятельности на Земле живого ве­щества.

Биосфера, таким образом, — это та область Земли, которая охвачена влиянием живого вещества. С современных позиций биосферу рассматривают как наиболее крупную экосистему планеты, поддерживающую глобальный круговорот веществ.

Современная жизнь распространена в верхней части земной коры (литосфере), в нижних слоях воздушной оболочки Земли (атмосферы) и в водной оболочке Земли (гидросфере).

В глубь Земли живые организмы проникают на небольшое расстояние. В литосфере жизнь ограничивает прежде всего температура горных пород и подземных вод, которая постепен­но возрастает с глубиной и на уровне 1,5—15 км уже превыша­ет 100 °С. В нефтяных месторождениях на глубине 2—2,5 км бактерии регистрируются в значительном количестве. В океане жизнь распространена на всех глубинах и встречается даже на дне океанических впадин в 10—11 км от поверхности, так как температура там около О °С. Однако, по В. И. Вернадскому, нижнюю границу биосферы следует проводить еще глубже. По­степенно накапливающиеся в океане гигантские толщи осадоч­ных пород, происхождение которых связано с деятельностью живых существ, — это тоже части биосферы. В со­ответствии с динамическими процессами в земной коре оса­дочные породы постепенно вовлекаются в глубь ее, метаморфизируясь под действием высоких температуры и давления. Метаморфические породы земной коры, происходящие из оса­дочных, в конечном счете также производные жизни.

Верхняя граница жизни в атмосфере определяется нараста­нием с высотой ультрафиолетовой радиации. На высоте 25— 27 км большую часть ультрафиолетового излучения Солнца по­глощает находящийся здесь тонкий слой озона — озоновый эк-

ран. Все живое, поднимающееся выше защитного слоя озона, по­гибает. Атмосфера же над поверхностью Земли насыщена много­образными живыми организмами, передвигающимися в воздухе активным или пассивным способом. Споры бактерий и грибов об­наруживают до высоты 20—22 км, но основная часть аэропланк­тона сосредоточена в слое до 1—1,5 км. В горах граница распро­странения наземной жизни около 6 км над уровнем моря.