Живая оболочка составляет 3·10–9 массы Земли. Необходимо помнить, что она «теснейшим образом связана со строением земной коры, входит в ее механизм и в этом механизме исполняет величайшей важности функции, без которых он не мог бы существовать» (Вернадский, 2004).
На протяжении всей истории биосферы ее самыми влиятельными с точки зрения планетарных процессов составляющими были зеленые растения и микроорганизмы. Взаимодействие биосферы, гидросферы и атмосферы друг с другом и с наружными слоями земной коры не только всеобъемлюще, но и постоянно: это круговороты, состоящие из круговоротов, которые, в свою очередь, складываются из круговоротов. Треть от всего числа химических элементов участвует в биологических круговоротах. Благодаря биологическим процессам в земной коре образовались массивные скопления кремния, железа, марганца, серы и углерода (Клауд, 1983). «Все минералы верхних частей земной коры – свободные алюмокремниевые кислоты (глины), карбонаты (известняки и доломиты), гидраты окиси железа и алюминия (бурые железняки) и многие сотни других –непрерывно создаются в ней только под влиянием жизни» (Вернадский, 2004).
|
|
Кислород атмосферы – продукт фотосинтеза зеленых растений.
Количественные показатели биосферы в сопоставлении с другими оболочками Земли приведены в табл. 4. Несмотря на ничтожную, по сравнению с другими геосферами массу, биосфера – наиболее могущественная по своей трансформирующей силе оболочка Земли. Как писал В. И. Вернадский: «С исчезновением жизни на земной поверхности шли бы лишь медленные, от нас скрытые изменения, связанные с земной тектоникой. … Исчезли бы главные деятели процессов выветривания. … Неизбежно установилось бы химическое равновесие, химическое спокойствие, которое временами и местами нарушалось бы привносом веществ из земных глубин» (2004).
О структуре биосферы, ее химическом составе и функциональных характеристиках можно судить по материалам таблиц 5,6.
Необходимо постоянно иметь в виду, что главными «действующими лицами» в функционировании биосферы являются не сразу бросающиеся в глаза яркие и часто экзотические представители многоклеточных животных и даже не деревья, образующие обширные леса, а микроскопические одноклеточные организмы, в первую очередь – прокариоты. Академик Г. А. Заварзин (2001; 2003) вообще считает, что биосфера всегда состояла, главным образом, из бактерий, тогда как остальные организмы – не более, чем добавление к бактериям. Как известно, бактериальные сообщества, в отличие от сообществ эукариотов, могут обеспечивать работу автономных, т. е., замкнутых полностью по всем элементам биогеохимических циклов.
|
|
Биомасса микроорганизмов океана составляет около трети всей биомассы биоты планеты, биомасса бактерий суши сравнима с биомассой растений. Таким образом, биомасса прокариот – от половины до 90 % всего живого вещества биосферы.
Таблица 4
Сравнение биосферы с другими геосферами Земли (Акимова, Хаскин, 2000)
Геосферы | Масса, Тт | Разнообразие состава | Время оборота состава, лет |
Литосфера | 2,5·106 | 1,85 | 5·107 |
Гидросфера | 1,4·106 | 0,12 | 2·104 |
Атмосфера | 5,2·103 | 0,38 | 3·104 |
Биота биосферы | 2,1 | 4,50 |
Таблица 5
Биомасса растений и животных биосферы (Акимова, Хаскин, 2000)
Экосистемы | Биомасса (сухого вещества) Гт | % |
Континенты | ||
Растения | 2 125 | 99,53 |
Животные | 0,14 | |
Океан | ||
Растения | 0,14 | |
Животные | 0,19 | |
Всего | 2 135 | 100,00 |
Таблица 6
Средний химический состав живого вещества (Акимова, Хаскин, 2000)
Компоненты | % |
Вода | 63,80 |
Сухое вещество | 36,20 |
Минеральные вещества | 1,20 |
Органические вещества | 35,00 |
Углерод | 16,47 |
Водород | 2,06 |
Кислород | 16,10 |
Азот | 0,30 |
Контрольные вопросы
1. Какова область действия химии окружающей среды?
2. Какие Вам известны резервуары Земли? Назовите самые распространенные элементы в них.
3. Что такое геологический цикл?