28.2. Структура биосферы

Явление, определяемое с участием слова оболочка, сразу же предпалагает постановку вопроса о его границах.

Границы биосферы. Одни авторы считая, что "дух" биогеохимических идей Вернадского точнее выражен в его ранних работах, требуют понимать под биосферой только область обитания современных организмов. Другие же отдавая явное предпочтение более поздним высказываниям Вернадского пишут о биосфере как мощной геологической оболочке, испытавшей когда-либо влияние жизни, т.е. включают в нее и зоны былых биосфер. Путь к преодолению этих разногласий был предложен Вассоевичем - необходимо различать биосферу как область активной жизни и мегабиосферу, включающую как собственно биосферу, так и прилежащие к ней сверху и снизу оболочки, лишенные жизни, но испытывшие то или иное прямое или косвенное ее влияние.

При принятии этой концепции, структура мегабиосферы выглядит следующим образом (рис. 28.1). Верхний слой ее составляет апобиосфера, т.е. безжизненное пространство верхней части атмосферы, еще содержащее килород. Затем следует парабиосфера - область временного проникновения организмов, спор, пыльцы. Названные области располагаются над биосферой. Снизу к последней прилегает метабиосфера, или былые биосферы, составленные из измененных остатков прошлой жизни.

Особое внимание при рассмотрении структуры биосферы В.И.Вернадский уделял охваченному жизнью слою биосферы, где сосредоточена основная масса организмов.

Распределение жизни в биосфере. На поверхности Земли в настоящее время полностью лишены живого лишь области обширных оледенений и кратеры действующих вулканов. В.И.Вернадский неоднократно подчеркивал "всюдность" жизни в биосфере. Об этом свидетельствует и история нашей планеты. Возникнув в водоемах жизнь распространялась все шире и шире, заняв все материки. Постепенно она захватила всю биосферу и захват этот, по мнению В.И.Вернадского, еще не закончен. О наличии потенциальных способностей к дальнейшей интервенции свидетельствуют масштабы приспособляемости живых организмов.

Крайние пределы температур, которые выносят некоторые формы жизни (в латентном состоянии) - от практически абсолютного нуля до +180o. Давление, при котором существует жизнь - от долей атмосферы на большой высоте до 12 тыс.атм для ряда бактерий. Живые организмы могут существовать в широком диапазоне химических условий. Ряд микроорганизмов способен жить в насыщенных растворах солей, серные бактерии выдерживают децимолярные растворы серной кислоты и т.д. Некоторые особенно устойчивае форма могут существовать даже при интенсивном воздействии ионизурующего облучения - некоторые микроорганизмы обнаружены даже в воде ядерных реакторов.

Выносливость жизни в целом к конкретным факторам среды шире диапазона тех условий, которые существуют в современной биосфере. Жизнь таким образом обладает значительным "запасом прочности" - устойчивости к воздействию среды и потенциальной способностью к еще большему распространению.

Вместе с тем распределение живого вещества в биосфере отличается крайней неравномерностью. Оно слабо развито в пустынях, тундрах, глубинах океанов, высоко в горах; тогда как в других участках биосфера чрезвычайна разнообразно и обильна. Наибольшая концентрация живого вещества наблюдается на границе раздела сред: в почве, т.е. на границе атмо- и литосферы, в поверхностных слоях океана, на литорали морей, в лиманах и эстуариях рек, где все три среды близко соседствуют друг с другом. Места наибольшей концентрации жизни В.И.Вернадский назвал "пленками жизни". Так, например, наземная пленка характеризуется сильным различием толщины (от нескольких см до нескольких метров) и биомассы. В среднем по планете на каждый гектар приходится по 160,9 т растительной биомассы (в сухом виде), при годовой продукции 11,5 т. Во влажных же тропиках эта величина достигает 440,4 т, в тропических пустынях она падает до 7 т; годовая продукция соответственно снижается с 29,2 до 2,8 т.