Биосфера и человек
БИОСФЕРА И ЧЕЛОВЕК
Понятие биосферы. Структура биосферы
Биосферой называется оболочка Земли, населенная и активно преобразуемая живыми организмами. Учение о биосфере создано акад. В. И. Вернадским (1863—1945), основоположником науки биогеохимии, связывающей химию Земли с биохимией и изучающей роль живых организмов в преобразовании земной поверхности.
В. И. Вернадский (1863—1945)
Живые организмы населяют нижний слой атмосферы — тропосферу. Кислород на высоте около 20 км под влиянием солнечного излучения превращается в озон и располагается в виде озонового экрана, не пропускающего большую часть космических и ультрафиолетовых лучей, в больших дозах губительно действующих на живые организмы. Наиболее устойчивые в неблагоприятных условиях споры бактерий и грибов движением воздушных потоков могут заноситься до высоты примерно 20 км, сохраняя при этом жизнеспособность. Выше они погибают в результате интенсивного ультрафиолетового излучения Солнца. Воды океанов, морей, рек и озер, занимающие около 70 % поверхности земного шара и образующие гидросферу, практически повсеместно заселены разнообразными растениями и животными вплоть до максимальных глубин — 11 км. Жизнь присутствует также и в верхних слоях литосферы — твердой оболочки Земли. Наиболее примитивные организмы — бактерии — обнаружены в толще Земли до глубины 3 км, в зонах залегания нефти (рис. 6.1).
Рис. 6.1. Границы биосферы
Таким образом, пределы биосферы определяются границами условий существования, совместимых с жизнью. Верхняя граница жизни расположена на высоте около 20 км, нижняя соответствует максимальным глубинам океанов и участкам литосферы с вкраплениями нефти — органических веществ, служащих для питания некоторых анаэробных бактерий, развивающихся в отсутствие кислорода. Максимальная концентрация жизни наблюдается в почве — поверхностном слое литосферы, в надпочвенном слое атмосферы не выше нескольких метров и в верхних слоях гидросферы, достаточно освещаемых и прогреваемых Солнцем. В этих местах условия жизни наиболее благоприятны. Разнообразие жизни в этой зоне биосферы особенно велико. Здесь сосредоточены наиболее высокоорганизованные животные и растения. Границ биосферы достигают лишь наиболее примитивные живые организмы, процессы жизнедеятельности которых в этих условиях обычно подавлены. В активном состоянии границ биосферы достигает и даже переходит их только человек, как существо социальное, используя для этого космические летательные аппараты, приспособления для бурения скважин, плавательные аппараты и т. д.
В состав биосферы входят следующие компоненты. Во-первых, живое вещество, т. е. сами живые организмы. Во-вторых, биогенное вещество, которое создается в процессе жизнедеятельности организмов: кислород и углекислый газ атмосферы, образованные за счет фотосинтеза, дыхания и разрушения погибших растений и животных; каменный уголь и торф — результат неполной минерализации древних или современных растений; известняки, состоящие из раковин и скелетов погибших водных животных, и т. д. В-третьих, это косное вещество, образовавшееся без участия живых организмов: базальт, граниты, метеориты и т. д. В-четвертых, биокосное вещество — результат взаимодействия живых организмов с косным веществом, например с веществом литосферы (почва).
