Понятие о биосфере

Учение о биосфере было разработано Вернадским в 20-х годах XX века. Однако сам термин в 1875 году ввел геолог Зюсс, который определял биосферу как оболочку Земли, населенную живыми организмами. Также на рубеже веков Докучаев отмечал влияние живых организмов на процесс почвообразования.

Более современное определение можно сформулировать так: биосфера ‒ это глобальная экосистема Земли, в которой прослеживаются общепланетарные круговороты веществ. Если рассматривать крупные экосистемы как объединение более мелких, то биосфера ‒ самая большая биосистема на Земле, объединяющая в себе все остальные.

По В. И. Вернадскому биосфера ‒ эта область Земли, в которой существует или когда-то существовала жизнь и которая постоянно подвергается или подвергалась воздействию живых организмов. Вернадский был геохимиком. Вероятно это позволило ему посмотреть на живую природу с точки зрения ее влияния на облик планеты. Он обратил внимание на силу химического воздействия жизни на неживую природу.

Благодаря жизни на Земле солнечная энергия тратится не только на физические и химические процессы в атмосфере, гидросфере и литосфере, она также связывается и запасается в органических соединениях.

Деятельность живых существ на протяжении нескольких миллиардов лет стала главным фактором преобразования земной коры и изменения газового состава атмосферы. В характерной для жизни высокой химической активности заключается ее геологическая роль. Сложные биохимические реакции, которые происходят в телах организмов, не могут происходить в неживой природе. В живом веществе они катализируются белковыми ферментами, которые в разы понижают энергию активации молекул.

В результате жизнедеятельности в атмосферу поступает большое количество кислорода и углекислого газа. Кислород выделяется в процессе фотосинтеза, а углекислый газ ‒ в результате дыхания, процессов разложения и сжигания органического топлива. Атмосферный азот ‒ во многом следствие деятельности определенных почвенных бактерий.

Вернадский выделил следующие компоненты биосферы:

• Живое вещество, которое определяется суммарной массой всех живых организмом и характеризуется особым химическим составом и богатством энергией.
• Органогенные породы, или биогенное вещество ‒ горные породы, в образовании которых участвовали живые организмы, способные накапливать в своих телах определенные химические элементы. Отмирая, они создают осадочные породы (известняки, сланцы, фосфориты и др).
• Биокосное вещество ‒ почвы и населенные жизнью природные воды. Биокосные тела создаются в результате совместного действия живых организмов и косных процессов (физических и химических явлений).
• Косное вещество является результатом действия исключительно физико-химических процессов. Живые организмы в его образовании не участвуют.

Биогенные элементы постоянно переходят из живого вещества в неживую природу и обратно. При этом залежи полезных ископаемых биогенного происхождения возникли из-за того, что в определенные моменты развития жизни на Земле круговороты различных веществ были неполными. Часть атомов не возвращалась на свое место, а накапливалась в связанном виде. В результате такого дисбаланса, с одной стороны, в атмосфере накопился кислород, а с другой ‒ появились многие горючие полезные ископаемые.

Биогеохимические круговороты являются условием существования жизни на Земле. Если бы организмы не возвращали химические элементы в окружающую среду, то последние быстро закончились, так как их количество, в том числе доступное для живого, не бесконечно. Таким образом, на планете происходит многократное использование жизнью одних и тех же атомов, что делает ее условно вечной. Однако при условии постоянного притока энергии, в данном случае от Солнца.