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).