7. Живое вещество биосферы и его биогеохимические функции.

Живое вещество выполняет в биосфере важнейшие биогеохимические функции, обеспечивающие круговорот веществ и превращение энергии, и, в конечном счете, целостность биосферы, ее устойчивое динамическое существование. Живые организмы являются мощной геохимической силой. Они регулируют состав газовой оболочки нашей планеты, образование почвы, нефти, угля, осадочных пород.

Энергетическая функция

Энергетическая функция живого вещества биосферы состоит в ассимиляции зелеными растениями солнечной энергии (а хемотрофами - энергии химических связей) и передаче ее по пищевым цепям: от растений к животным и далее к микроорганизмам - разрушителям органического вещества. При этом энергия постепенно рассеивается, но часть энергии вместе с остатками живых организмов переходит в ископаемое состояние и "консервируется" в земной коре (уголь, нефть, торф, горючие сланцы и пр.).

Газовая функция

Ведущая роль в осуществлении газовой функции живого вещества биосферы принадлежит зеленым растениям: для синтеза органических веществ они используют углекислый газ и выделяют в атмосферу кислород. Все остальные организмы только используют кислород в процессе дыхания и пополняют при этом запасы углекислого газа в атмосфере. Благодаря способности автотрофных организмов к фотосинтезу из древней атмосферы было извлечено значительное количество углекислого газа. По мере увеличения биомассы зеленых растений изменялся газовый состав атмосферы: снижалось содержание углекислого газа и увеличивалась концентрация кислорода. Таким образом, живое вещество качественно изменило газовый состав атмосферы и поныне поддерживает его на определенном уровне.

Окислительно-восстановительная функция

С газовой функцией живого вещества тесно связана окислительно- восстановительная функция. Существуют микроорганизмы, получающие энергию для жизненных процессов из минералов путем хемосинтеза; их значение в образовании минералов, содержащих азот, железо, серу и другие элементы, огромно. Так, железобактерии, окисляющие железо, способствуют образованию осадочных железных руд, серобактерии, восстанавливая сульфаты, образовали месторождения серы и т.д.

Концентрирующая функция

Концентрирующая функция живого вещества биосферы проявляется в способности живых организмов накапливать различные химические элементы. Например, в таких растениях-накопителях, как осоки, хвощи, содержится много кремния, в морской капусте и щавеле - йода и кальция. В скелетах позвоночных животных содержится большое количество фосфора, кальция, магния. Благодаря концентрирующей функции живых организмов образовались залежи мела, известняка, торфа, углей, нефти, серы, железные, марганцевые руды.

8. Влияние солнечной активности и космической радиации на биосферу.

Биосфера – область распространения жизни на Земле. Включает нижнюю часть атмосферы, гидросферу и литосферу, населенные живыми организмами.

Под действием солнечной энергии развивается принципиально новая (планетарных масштабов) система – биосфера. В составе биосферы различают: живое вещество, образованное совокупностью организмов; биогенное вещество, которое создается в процессе жизнедеятельности организмов (газы атмосферы, каменный уголь, известняки и др.); косное вещество, образующееся без участия живых организмов (основные породы, лава вулканов, метеориты); биокосное вещество, представляющее собой совместный результат жизнедеятельности организмов и абиогенных процессов (почвы).

Проблема "Солнце - Земля" является на сегодняшний день актуальной по многим причинам. Во-первых, это проблема альтернативных источников энергии на Земле. Солнечная энергия - неисчерпаемый источник энергии, притом безопасный. Во-вторых, это влияние солнечной активности на земную атмосферу и магнитное поле Земли: магнитные бури, полярные сияния, влияния солнечной активности на качество радиосвязи, засухи, ледниковые периоды и др. Изменение уровня солнечной активности приводит к изменению величин основных метеорологических элементов: температуры, давления, числа гроз, осадков и связанных с ними гидрологических и дендрологических характеристик: уровня озер и рек, грунтовых вод, солености и оледенения океана, числа колец в деревьях, иловых отложений и т.п. Правда в отдельные периоды времени эти проявления происходят только частично или вовсе не наблюдаются. В-третьих, это проблема "Солнце - биосфера земли". С изменением солнечной активности учеными было замечено изменение численности насекомых и многих животных. В результате изучения свойств крови: числа лейкоцитов, скорости свертывания крови и др., были доказаны связи сердечно-сосудистых заболеваний человека с солнечной активностью.

В максимум активности на Солнце происходят мощные взрывы, часто развивающиеся в группах пятен со сложной структурой. Солнечная вспышка - своеобразный взрыв, в результате которого происходит внезапное освобождение энергии, накопленной в ограниченном объеме солнечной атмосферы. Установлено, что при вспышках выделяются радиоволны и потоки частиц. Электромагнитное излучение достигает Земли за 8 минут, следовательно, все волны достигают Земли в один и тот же момент - именно тогда, когда мы замечаем вспышку в поле зрения спектрогелиоскопа. Частицы же отстают и прибывают на Землю через различные интервалы времени, зависящие от их скоростей. Геомагнитные бури особенно заметны на фоне влияния солнечной активности на биосферу Земли и в частности человека. Медики обратили внимание на то обстоятельство, что число внезапных смертей и случаев обострения заболеваний сердечно-сосудистой системы, тесно связано с солнечной активностью и обусловлено геомагнитной возмущенностью магнитного поля Земли.

Погодные условия, связанные как с космической, так и с земной погодой, представляют собой многофакторное воздействие на биологические объекты и организм человека, при этом реакция организма зависит от его магнито- и метеочувствительности, которые имеют различные индивидуальные пороги

на протяжении жизни. При крайне низкой энергии воздействия факторов космической погоды по сравнению с факторами земной погоды (температура, давление и т. д.) гелиогеофизические факторы воздействуют на организмы опосредовано: гелиогеомагнитные ритмы завели «биологические часы», так же как освещенность и температура сформировали циркадианный (суточный) эндогенный ритм, а гелиогеомагнитные возмущения вносят «сбои» гелиогеомагнитных ритмов и должны вызывать реакцию адаптивного стресса у биологических объектов, в особенности, в состоянии их неустойчивости или болезни. Характерными мишенями геомагнитных и метеовоздействий являются кровеносная система, сердечно-сосудистая система, вегетативная нервная система, легкие, а основные группы риска: I — больные с патологией сердечно-сосудистой системы, в особенности перенесшие инфаркт миокарда; II — здоровые люди с функциональным перенапряжением адаптационной системы (космонавты, летчики трансконтинентальных перелетов, операторы и диспетчеры энергетических станций, аэропортов и т. д.); III — дети в период бурного развития с несформировавшейся адаптационной системой.

Следует отметить, что прогноз и профилактика эффектов космической и земной погоды должны быть адресными и адресоваться, в основном, специалистам, работающим с группами риска, для того чтобы не вызывать излишнего ажиотажа и ложных стрессов у мнительных, но не метео- или магниточувствительных людей, и применения профилактических и лечебных средств теми, кто в них не нуждается.