Эволюция биосферы. Основные особенности круговоротов веществ

Основные особенности круговоротов веществ.

1. Все круговороты сложились как идеально отлаженная последовательность процессов ассимиляции и диссимиляции веществ, обеспечивающих динамическую стабильность среды обитания живых организмов и прежде всего составов газов в атмосфере, солей океана и биогенных элементов почвы.

2. Все круговороты имеют мощные буферные и обменные фонды, легко компенсирующие даже существенные изменения биогенной миграции элементов вследствие многолетних колебаний климата и расширения экономической деятельности человека.

3. Для каждого газового и водного круговоротов характерно свое время оборота биогенных элементов и веществ через живые организмы (для N₂ - 100 лет, СО₂ - 200...300 лет, О₂ - 2000...2500 лет, Н₂О - 2 млн. лет).

4. В наше время изменения, вносимые экономической деятельностью человека в биосферные круговороты, стали вполне сравнимы с масштабами соответствующих природных процессов (например, поступление CO₂ в атмосферу за счет сжигания топлива человеком увеличилась более чем в 2 раза; 65% поступлений NO₂ в атмосферу составляют антропогенные выбросы; промышленная фиксация N₂ составляет 2/3 от биологической).

Появившиеся 3 млрд. лет назад живые организмы преобразовали нашу планету, резко изменив её воздушные и водные оболочки, поверхность и почвы.

В поступательной эволюции планеты можно выделить 3 ключевых момента или этапа:

Первый из них связан с переходом живых организмов к более совершенному - аэробному типу дыхания, который стал возможен при повышении содержания О₂ в атмосфере до 1%. После этого последовало планетарное взрывообразное накопление О₂ - от 1 до 20% за 20000 лет. При достижении содержания О₂ в атмосфере до 10% и выше началось образование озона, что обеспечило развитие жизни на мелководье и последующий ее выход на сушу.

Вторым этапом стало бурное развитие жизни на суше при относительно стабильном 21% содержании О₂ в атмосферном воздухе. Наблюдавшиеся на данном этапе периодические потепления и оледенения приводили к колебаниям содержания О₂, нарушениям баланса процессов ассимиляции и биссимиляции органического вещества и накопления его запасов в недрах планеты.

Третий этап связан с появлением человека. После своего появления около 3 млн. лет тому назад человек вначале не оказывал существенного влияния на биосферу. Его экологическая ниша была ограничена всего несколькими регионами планеты, он был включен в естественные трофические цепи и пирамиды. Но переход человека от охоты и собирательства к производящему хозяйству и массовым охотам 10-35 тыс. лет тому назад привел к первым антропогенным экологическим кризисам.