Границы, особенности строения и компоненты биосферы
Термин «биосфера» впервые применил основатель современной геологии австриец
Э. Зюсс в книге «Лик Земли». Биосферой он назвал «пласт живого, обволакивающий земной шар». Основоположником учения о биосфере является наш соотечественник академик
В.И. Вернадский. По учению Вернадского, биосфера-это наружная оболочка Земли, включающая все живое вещество и область его распространения.
Границы биосферы вырисовываются следующим образом (рис.1):
О3
АТМОСФЕРА
18...22 км
 | |||
 |
ГИДРОСФЕРА ЛИТОСФЕРА
5 км
11,5 км
 | |||
 |
Рис.1. Границы биосферы
Верхней границей биосферы, т.е. верхней границей распространения если и не жизнедеятельных, то жизнеспособных существ, является защитный озоновый слой в атмосфере на высоте 18...22 км, где давление воздуха в четыре раза меньше, чем у поверхности Земли, и постоянная температура -60 0С. Выше озонового слоя в космическом излучении сохраняется много фотонов высоких энергий, убийственных не только для обычных земных организмов, но и для их зачатков, например, спор микроорганизмов.
Относительно плотные скопления живых организмов в атмосфере встречаются на высотах 7-8 км в районах вечных снегов. Это холодостойкие зеленые, диатомовые и синезеленые водоросли (всего около 100 видов). Вместе с ними сосуществуют аэробные спорообразующие бактерии, а также питающиеся ими низшие насекомые.
Нижняя граница биосферы на суше располагается на глубине около 5 км, где обнаружены очаги бактерий, «разъедающих» скопления нефти. Здесь следует заметить, что при расширении и углублении вторжения человека в недра эта жизнь может активизироваться и не известно, какие при этом возникнут последствия.
В океане животными и бактериями населены все известные глубины до 11,5 км при постоянной температуре около 0 0С и давлении в 1100 раз больше приземно-атмосферного.
Строение биосферы отличается многослойностью, имеющей три особенности:
1. Все условно сферические слои биосферы хорошо различимы, они не перемешиваются, а лишь проникают друг в друга. Так, в атмосфере висят аэрозоли, способные местами повышать плотность жидкого вещества до значений, характерных для гидросферы. То же относится и к природным водам, содержащим огромное количество газов. Тем более это относится к почвам, имеющим свою атмосферу и гидросферу. Поэтому можно говорить о глубоком массо- и энергообмене различных сфер биосферы.
2. Все сферы и их слои парагенетичны, т.е. взаимообусловлены. Например, в отдельном районе биосферы взаимно обусловлены воздушные и растительные массы.
3. Отдельные слои биосферы неодинаковы по своим функциям и подразделяются на три типа: периферийные, открытые в стороны от биосферы в литосферу или верхнюю атмосферу (через них происходит потеря или поступление вещества извне); обычные, имеющие большую толщину с относительно небольшой концентрацией веществ и интенсивностью местных процессов, и тонкие, располагающиеся между некоторыми сильно различающимися обычными слоями.
Из компонентов биосферы, выделенных В.И.Вернадским, важнейшими являются:
· живое вещество, т.е. совокупность живых организмов, являющихся мощным геологическим фактором, формирующим облик Земли;
· биогенное вещество - созданные живыми организмами осадочные породы (каменный уголь, нефть, торф, мел, известняк, мрамор и т.д.);
· косное вещество - горные породы неорганического происхождения;
· биокосное вещество, сочетающее в себе свойства живого и косного вещества и представляющее собой продукты распада и переработки горных и осадочных пород живыми организмами (почва).