Учение В. И. Вернадского о биосфере

Наша планета имеет неоднородное строение и состоит из концентрических оболочек (геосфер) — внутренних и внешних. К внутренним относятся ядро и мантия, а к внешним — литосфера, гидросфера, атмосфера и сложная оболочка Земли — биосфера.

Биосфера (греч. bios — жизнь, sphaira — шар, сфера) — внешняя оболочка Земли, в которую входят часть атмосферы (до высоты 25…30 км, т. е. до озонового слоя), практически вся гидросфера и верхняя часть литосферы (примерно до глубины 3 км). Особенностью этих частей является то, что они населены живыми организмами.

Основоположником учения о биосфере по общему признанию является В. И. Вернадский. Сам термин «биосфера» был предложен австрийским геологом Э. Зюссом еще в ХIX в., однако не был достаточно тщательно разработан.

Согласно В. И. Вернадскому, биосфера — это область распространения жизни, включающая наряду с организмами среду их обитания (нижнюю часть атмосферы, верхнюю часть литосферы, гидросферу) и связанная в единое целое обменом веществ и энергии. Биосфера является геологической оболочкой Земного шара. Наиболее благоприятные условия для жизни сконцентрированы у поверхности суши и воды, поэтому здесь максимально сконцентрировано живое вещество.

Под живым веществом В. И. Вернадский понимал все количество живых организмов планеты как единое целое. Оно образует ничтожно тонкий слой в общей массе геосфер Земли. По подсчетам ученых, общая живая масса планеты составляет 2420 млрд т, что более чем в две тысячи раз меньше самой легкой оболочки Земли — атмосферы. Но эта ничтожная масса живого вещества встречается практически повсюду (в настоящее время живые существа не обнаружены лишь в области обширных оледенений и кратерах действующих вулканов.)

Таким образом, биосфера, в соответствии с концепцией В. И. Вернадского, включает в себя:

• живое вещество планеты;
• биогенное вещество, к которому относятся газы атмосферы, каменный
• уголь, нефть, известняки и др., т. е. то, что создается и перерабатывается в процессе жизнедеятельности живого вещества;
• косное вещество, которое образуется без участия живого вещества (продукты тектонической деятельности, метеориты);
• биокосное вещество, образующееся в результате совместной деятельности организмов и абиогенных процессов (почва).

К функциям биосферы относятся:

• окислительно-восстановительная, заключающаяся в восстановлении и окислении различных веществ в живых организмах (например, восстановление двуокиси углерода до углеводов в процессе фотосинтеза и окисление углеводов до СО₂ при дыхании);
• круговорот веществ в природе, который осуществляется при участии всех организмов биосферы и заключается в циркуляции веществ между почвой, атмосферой, гидросферой и живыми организмами.

Являясь глобальной экосистемой, биосфера, как и любая экосистема, состоит из абиотической и биотической частей.

Абиотическая часть биосферы представлена:

• почвой и подстилающими ее породами до глубины, где в них еще есть живые организмы, вступающие в обмен с веществом этих пород и физической средой;
• атмосферным воздухом до высот, на которых еще возможны проявления жизни;
• водной средой океанов, рек, озер и т. д.

Биотическая часть биосферы состоит из живых организмов всех таксонов, осуществляющих важнейшую функцию биосферы, без которой не может существовать сама жизнь, — биогенный ток атомов, т. е. обмен веществом между всеми частями биосферы, который обеспечивается благодаря дыханию, питанию и размножению живых организмов.

В основе биогенной миграции атомов в биосфере лежат два биохимических принципа:

• стремление к максимальному проявлению, «всюдности» жизни;
• обеспечение выживания организмов, что увеличивает саму биогенную миграцию.