Состав и границы биосферы.

Структура и эволюция биосферы

БИОСФЕРА И ЧЕЛОВЕК

 

 

Создателем учения о би­осфере стал Владимир Иванович Вернадский (1863-1945), один из последних великих ученых-энциклопедистов. Он предсказал овла­дение человеком ядерной энергией, освоение космоса и создал учение о биосфере (1926 г.). В своей последней монографии, опубликованной в 1965 г., им была выдвинута концепция ноосферы.

Основная мысль В.И. Вернадского заключалась в том, что

жизнь является важнейшей движущей силой эволюции Земли. Он от­мечал, что на земной поверхности нет химической силы, более постоянно действующей, а поэтому и более могущественной по своим конечным последствиям, чем живые организмы, взятые в целом. Образование биосферы явилось продуктом длительных прев­ращений вещества и энергии в ходе геологического развития Зем­ли. В.И. Вернадский различал 4 основных компонента биосферы. Первым из них является живое вещество, т.е. совокупность живых организмов. Они обеспечивают непрерывный круговорот неоргани­ческой материи, определяя, в конечном счете, состав и характе­ристики газообразной, жидкой и твердой поверхностной оболочки Земли (соответственно, атмосферы, гидросферы и литосферы). Особенно наглядна роль живого вещества в преобразовании атмос­феры. В табл. 2.1 приведены составы и температуры атмосферы Земли и ближайших планет, свидетельствующие об определяюшей роли жизни в эволюции земной атмосферы.

 

Таблица 2.1. Состав и температура атмосферы Земли и близких по массе планет Солнечной системы

 

Показатели	Наименование планет
Марс	Венера	Земля без жизни	Земля с жизнью
Содержание СО2, %				0,032
Содержание N2, %	2,7	1,9	1,9
Содержание O2, %	0,13	следы	следы
Температура у поверхнос­ти планеты, °С	- 53	+ 470	+ 290	+ 13

 

 

Второй компонент биосферы назван В.И. Вернадским биоген­ным веществом. Оно представлено горючими ископаемыми и осадоч­ными породами, образование которых связано с жизнедеятель­ностью живых организмов (известняк, мел и т.д.). Третьим ком­понентом является косное вещество, т.е. магматические, не биогеннные осадочные и метаморфические породы. Четвертый компонент - биокосное вещество - сочетает в себе свойства живого и

косного вещества. Он представлен почвой, уникальным природным образованием, обладающим плодородием и являвшимся основным средством сельскохозяйственного производства (детально см. подраздел 5.3). К перечисленным 4 компонентам в последнее время добавляются радиоактивные вещества (РВ), рассеянные атомы и вещество космического происхождения (метеориты, космическая пыль). Биосфера является особой живой оболочкой нашей планеты. Ее протяженность по вертикали представлена на рис. 2.1. Нижним пределом биосферы можно считать изотерму 100°С (критическая температура для развития бактерий), проходящую на глубине зем­ной коры от 1500 до 15000 м. Живые организмы обнаруживались на глубине земной коры до 1700 м, на дне океана до 11000 м и в рассолах с концентрацией 250 г/л. Верхняя граница проникнове­ния животных лежит на высоте 7000 м. Есть сведения, что живые организма проникают до высоты озонового слоя (7...8 км на по­люсах и 20...25 км на экваторе). Приведенные цифры не является окончательными и могут быть уточнены при новых исследованиях.

 

Рис. 2.1. Схема строения биосферы

Хотя одновременно функционирующая масса живого вещества составляет всего 1/6*10^-6 массы Земли, тем не менее за время существования жизни все наружные породы земного шара ими перера­ботаны на 90% и более.

В последних своих работах В.И. Вернадский выдвинул кон­цепцию ноосферы или сферы разума. Он отмечал: "Человечество, взятое в целом, становится мощной геологической силой. И перед ним... ставится вопрос о перестройке биосферы в интересах свободно мыслящего человечества как единого целого. Это новое состояние биосферы, к которому мы, не замечая этого, приближаемся, и есть ноосфера" (Вернадский В.И. Химическое строение биосферы Земли и ее окружения. - М.: Наука. 1995). Несомненно, глубочайшие политические изменения в мировом сообществе в пос­ледние годы существенно приближают время реализации этой кон­цепции В.И. Вернадского.