2.2. Структура біосфери
Важливою особливістю біосфери є її злитість з Іншими геосферами Землі Біосфера
розміщена в межах атмосфери, гідросфери та частини літосфери Загальна про-
тяжність біосфери за радіусом Землі складає близько 40 км Вона простягається від
нижньої частини озонового екрану атмосфери, що розташований на висоті 20 — 25 км
над рівнем моря, до верхньої частини гірських порід суші та дна Світового океану Нижня
межа простягання біосфери лежить на 23 км вглиб суші та на 1 — 2 км нижче дна океану
Основна маса живої речовини, наявність якої відрізняє біосферу від Інших геосфер,
зосереджена в порівняно невеликому прошарку — біостромі Бюстрома лежить на поверхні
суходолу та охоплює верхні шари водойм У цій зоні знаходиться 98% всієї живої речови-
ни планети
Біосфера сформована з різних речовин За В.І.Вернадським виділяють шість
головних типів речовин біосфери
1. Жива речовина, що представлена організмами різних видів.
2. Біогенна речовина, що є продуктом життєдіяльності організмів (наприклад
кам'яне вугілля, торф).
3. Нежива (косна) речовина, в утворенні якої живі організми не брали участі.
Це, наприклад, гірські породи та мінерали.
4. Біокосна речовина, що сформована за рахунок взаємодії живої та косної
речовин. Основним видом біокосної речовини є грунт.
5. Радіоактивна речовина.
6. Космічна речовина (наприклад метеорити).
Г Вальтер розділяв біосферу на біогеосферу (суходіл) та біогідросферу (усі види
водойм) Такий поділ виправдовується тим, що в цих двох зонах зосереджена основна
маса живої речовини
Розглянемо основні компоненти біосфери більш детально
Жива речовина. За останніми оцінками, жива речовина складає 18x10" тонн І
К.М.Ситник та С.П.Вассер (1992) вважають, що на Землі Існують 1447609 видів живих!
організмів На думку Інших дослідників, їх набагато більше — можливо, 80 млн видів
Повнота виявлення живих організмів неоднакова в різних царствах Види судинних
рослин виявлені на 80%, мохів на 70%, водоростей на 50%, грибів — тільки на 1 — 10%,
членистоногих — на 3 — 20%, монер — на 15 — 20% та вірусів всього на 5%
Унікальна роль живої речовини в біосфері полягає в її високій біогеохімічній активності
Жива речовина автотрофних організмів здійснює поглинання сонячної енергії та її перетво-
рення в енергію хімічних зв'язків Сукупна біогеохімічна активність живої речовини призвела
до значної зміни газового складу атмосфери, в результаті чого атмосфера відновного типу
перетворилася в атмосферу окислювального типу зі значним вмістом кисню За рахунок
діяльності біосфери на Земній Кулі сформувався озоновий екран, який перехоплює більшу
частину жорсткого космічного випромінювання та створює сприятливі умови життя на
поверхні планети Жива речовина змінила гірські породи та сприяла появі нових видів
(вапняки та Ін ) Життєдіяльність рослин, тварин та мікроорганізмів спричинила появу грунту
Жива речовина планети є Ініціатором та рушієм біогеохімічних циклів речовин Вели-
ке значення в цьому має розмноження організмів, яке В І Вернадський називав «роз-
тіканням» живої матерії, її «прагненням до всюдності» Робота (Е), що виконується живою
матерією, за В І Вернадським, може бути оцінена за формулою
Для всієї живої речовини біосфери характерна майже абсолютна кіральна чистота
КІральнІсть — це особлива властивість органічних молекул Існувати в двох оптично Ізо-
мерних формах О (правих) та І (лівих) Ізомерія була відкрита ще в 1848 році французь-
ким вченим Л.Пастером При синтезі органічних речовин у лабораторних умовах
О- та 1--форми утворюються в рівних кількостях 50% на 50% Якби, наприклад, штучно
отриману І- форму амінокислоти зберігати протягом деякого часу, тоді частина її моле-
кул самовільно перейде у 0-форму І, таким чином, виникне зрівноважена суміш лівого та
правого полімерів
Сучасні дослідники показали, що всі органічні молекули, що входять до складу живої
речовини, зокрема цукру та амінокислот, належать виключно до 1,-форм 0-цукри знахо-
дяться тільки в молекулах нуклеїнових кислот Така кіральна чистота органічної речовини
в живих організмах свідчить, що 11 механізм сформувався на певному й досить ранньому
етапі виникнення життя на Землі І відтоді підтримується при біогенезі живої матерії
Матеріали, отримані В.І.Гольданським (1986), показали, що кіральна чистота живих
Істот є необхідною умовою для редуплікації ДНК при передачі спадкової Інформації від
одного організму до Іншого Глобальний антропогенез та забруднення біосфери сторонніми
для неї оптичними Ізомерами ксенобютиків представляють певну загрозу для вихідної
кіральної чистоти живої матерії Наслідки можливих порушень кіральної чистоти поки що
важко передбачити
Атмосфера. Газова частина біосфери представлена атмосферою її загальна маса
дорівнює 5,2х1015 т Основу атмосфери складає азот Його в ній утримується 78% за
об'ємом У значній кількості представлений кисень (20,95%), є вуглекислий та інші
гази В атмосфері завжди присутня водяна пара, основна частина якої (86%) утворюється
при випаровуванні з поверхні океанів та суходолу 3 висотою газовий склад атмосфери
змінюється мало, тільки помітно зменшується кількість водяної пари
2ьч<
В екваторіальних широтах атмосфера поглинає більше сонячної енергії, ніж у висо-
ких широтах Енергія, що поглинається атмосферою, є джерелом глобального переміщення
повітряних мас, які, в свою чергу, визначають клімат
Життєво важливий озоновий шар атмосфери, що розташований на висоті 20—25 км
Озон — це особлива форма кисню — 03 Шар озону у верхній частині атмосфери порівняно
малопотужний (при нормальному тиску його товщина була б рівною 3 мм), але він виконує
найважливішу для життя функцію — перехоплення ультрафіолетових променів сонячного
випромінювання, яке дуже небезпечне для живих організмів, зокрема тим, що викликає
порушення ДНК та призводить до появи небажаних генетичних мутацій Сучасне активне
вивчення озонового шару атмосфери є наслідком реалізації програми дослідження впли-
ву вихлопних газів надзвукових літаків типу «Конкорд» на стратосферу Було встановле-
но, що вихлопні гази безпечні, але з'ясувалося, що озон активно руйнується молекулярним
хлором, який є у фреонах, що широко застосовуються в промислових та побутових холо-
дильних установках Фреони, підіймаючись у верхні шари атмосфери, розкладаються,
виділяючи хлор, який руйнує озон
Озонометрія, що виконується протягом останніх 25 років, показала, що за період
спостережень втрати озону склали 3% від його початкової кількості Нібито це небагато,
але такої втрати виявилося достатньо, щоб на певних ділянках озоновий шар втратив
цілісність І утворилися «озонові дірки» У 1987 році в Монреалі на міжнародній конференції