44. Типы веществ биосферы.

Биосфера, как сложный природный объект, согласно В.И. Вернадскому, состоит «из семи глубоко разнородных частей»:

1. Живое вещество - совокупность живых организмов, рассеянных в ми­риадах особей обладающих колоссальной биогеохимической энергией и являющихся могучей геологической силой, нигде на планете больше не существующей, связанной с другим веществом биосферы только биогенной миграцией атомов. Концентрация живым веществом определенных химических элементов в биосфере есть, по-видимому, ее господствующий — биогенный —геологический процесс.

2. Биогенное вещество, создаваемое и перерабатываемое живым веществом, Оно является источником чрезвычайно мощной потенциальной энергии (каменный уголь, битумы, известняки, нефть и т. д.).

3. Косное вещество, образуемое процессами, в которых живое вещество не участвует: твердое, жидкое и газообразное планеты.

4. Биокосное вещество, которое создается одновременно живыми организмами и косными процессами, представляя динамические равновесные системы тех и других. Таковы вся океаническая и почти вся другая вода биосферы, нефть, почва и т. д. Организмы в них играют ведущую роль. Эти биокосные организованные массы являются сложными динамическими равновесными, в которых резко проявляется геохимическая энергия живого вещества — биогеохимическая энергия».

5. «Вещество, находящееся в радиоактивном распаде в форме немногих относительно прочных радиоактивных элементов».

6. «Рассеянные атомы», которые непрерывно создаются из всякого рода земного вещества под влиянием космических излучений, непрерывно охватывающих планету, по-видимому, из просторов Млечного пути.

7. «Вещество космического происхождения», среди которого различают, с одной стороны, отдельные атомы или молекулы, входящие в ионосферу из электромагнитного поля Солнца, а с другой стороны, - поток от­дельных атомов и молекул, приходящих из космических пространств (облака космической пыли, которые охватывают всю нашу Солнечную систему).

Последние три части не играют существенной роли в функционировании биосферы как целого.

45. Границы биосферы.

Границы нео- и палеобиосферы различны.

Верхняя граница теоретически определяется озоновым слоем. Для необиосферы - это нижняя граница озонового слоя (около 20 км), ослабляющая до приемлемого уровня космическое излучение, а для палеобиоферы - это верхняя граница того слоя (около 60 км), ибо кислород в атмосфере Земли есть результат преимущественно жизнедеятельности растительности (так же, как и другие газы в соответствующей мере).

В большинстве случаев в качестве верхней теоретической границы биосферы указывают озоновый слой без уточнения его границ, что вполне приемлемо, если не обсуждать разницу между нео- и палеобиосферой. Иначе следует учитывать, что озоновый экран образовался лишь около 600 млн лет назад, после чего организмы смогли выйти на сушу.

Практически же максимальная высота над уровнем моря, на которой может существовать живой организм, ограничена уровнем, до которого сохраняются положительные температуры и могут жить хлорофиллсодержащие растения-продуценты (6200 м. в Гималаях). Выше, до «линии снегов», обитают лишь пауки, ногохвостки и некоторые клещи, питающиеся зернами растительной пыльцы, спорами растений, микроорганизмами и другими органическими частицами, заносимыми ветром. Еще выше живые организмы могут попадаться случайно.

На высотах 7500-8000 м критически низкого для абсолютного большинства организмов значения достигает другой абиотический фактор -абсолютное атмосферное давление. Наиболее зависимы от давления птицы и летающие насекомые, преимущественно занимающие нижнюю зону (0-1000 м), хотя отдельные виды птиц могут постоянно жить и на высотах 4000-5000 м.

Вся толща Мирового океана по современным представлениям полностью занята жизнью.

Нижняя граница традиционно определяется дном океана 11022 м (максимальная глубина Марианской впадины) и глубиной литосферы, характеризующейся температурой 100 °С (около 6000 м, по данным сверхглубокого бурения на Кольском полуострове). В основном жизнь в литосфере распространена лишь на несколько метров вглубь, ограничиваясь почвенным слоем. Однако по отдельным трещинам и пещерам она распространяется на сотни метров, достигая глубин 3000-4000 м.

Возможно, пределы биосферы намного шире, т.к. в гидротермах дна океана на глубинах около 3000 м при температуре + 250 °С обнаружены организмы.

Теоретически на глубинах 25000 м относительно уровня моря должна иметь место критическая температура + 460 °С, при которой при любом давлении вода существует только в виде пара, а следовательно, жизнь невозможна.

Осадочные породы, практически все претерпевшие переработку живыми существами, определяют нижнюю границу былых биосфер, которая, тем не менее, не опускается на материках ниже самых больших глубин океана.

Таким образом, вертикальная мощность необиосферы составляет около 23-31 км, а мегабиосфера образует слой толщиной примерно 75 км.