Биосфера - фабрика «макромолекул».

Основными элементами участвующие в биосферном круговороте являются: H, C, O, N, P, S, Ca, K, Si, Sr, Ba, Fe, Mu, Zn, Mo, Cu, Ni.

Круговороты элементов, вызванные деятельностью живых организмов, называются биологическими (или биогеохимическими) циклами. Глобальный биогеохимический круговорот не является замкнутым.

В биосфере существует так называемая биогенная миграция химических элементов (т.е. перемещение), что связано с жизнью организмов (их дыханием, питанием, размножением, смертью). Живые организмы аккумулируют солнечную энергию, превращают её в химическую. Несколько примеров: образование таких горных пород как известняк связано с жизнью древних мельчайших моллюсков (а также крупных). Они питались, выделяли известковистое вещество, строили свои раковины, после смерти постепенно осаждались на морское дно. За миллионы лет их накопилось очень много, они уплотнились и превратились в горную породу.

Самородная сера – результат накопления из окружающей среды серы в бактериях. Не говоря уже об образовании таких горных пород как уголь, нефть, в которых как бы законсервирована солнечная энергия. Мел связан с коколитофоридами.

 

Всё живое вещество обновляется за 8лет (через живое вещество может пройти весь объём различных элементов биосферы), фитомасса суши за 14лет, фитомасса океана – каждый день, а всё живое вещество океана за 3 дня. Все воды – 2800 лет. В атмосфере кислород за 2 тысяч лет, а СО₂ – за 300 лет. Первичная атмосфера состояла из: СО, СО₂, N₂, метана (СН₄) и аммиака.

 

История развития биосферы, безусловно, сопряжена с развитием живого вещества. Возраст Биосферы Земли около 3,5 млрд лет. Можно сказать, что краеугольный камень в построение современной биосферы был заложен 2 миллиарда лет назад, когда появились первые организмы, способные синтезировать (образовывать) из неорганических веществ органические, используя энергию солнца или химических реакций и углекислый газ, выделяя свободный молекулярный кислород (автотрофные организмы).

Первые организмы – цианобактерии – сине-зелёные водоросли. Благодаря им возможно разложение углекислоты, фиксация С, выделение О₂. Важно то, что они накапливали азот – необходимый элемент в построении белков, нуклеиновых кислот и пр. Атмосферный азот могут усваивать только сине-зелёные и некоторые бактерии, хотя его 78% в воздухе. Азотфиксирующие бактерии нуждаются в определенных условиях. В то время как сине-зелёные фиксируют N в любом месте и при любых обстоятельствах. Они дожили до наших дней в практически неизменном виде.