О необходимости циклов биогенов;

3) о невозможности свободного развития человечества без согласования его деятельности с законами биосферы (Вернадский, 2002).

Биосфера (от греч. bios – жизнь, sphaira – шар) – это концентрическая оболочка Земли, включающая нижнюю часть атмосферы, всю гидросферу и верхнюю часть литосферы, заселенная живыми организмами и глубоко преобразованная живым веществом планеты. Это «область существования живого вещества» (Вернадский).

Под живым веществом понимают растительный и животный мир, микроорганизмы как единое целое. Атмосфера – это газообразная оболочка планеты, на Земле состоящая из смеси различных газов, водяных паров и пыли. Гидросфера – это особая земная оболочка, представляющая собой все воды на поверхности планеты. Литосфера – верхняя «твердая» оболочка Земли, переходящая с глубиной в сферы с меньшей прочностью вещества.

Границы биосферы. «Пределы биосферы обусловлены, прежде всего, полем существования жизни» (Вернадский). Для Вернадского биосфера всегда была областью современной жизни. Верхний предел существования активной жизни простирается до озонового слоя, т. е. в стратосфере до высоты 20–25 км (рис. 15). Нижний предел фактически на глубине более 4 км от поверхности суши (бактерии в нефтеносных водах) и 0,5 км ниже дна океана. Условно нижнюю границу биосферы определяют по изотерме 100 ^оС (критическая температура для развития большинства бактерий).

Максимальная толщина биосферы 33 – 35 км.

Рис. 15. Схема строения биосферы (по: Стугрен, 1972 из: Вронский, 1996).

1 – ультрафиолетовые лучи (озоновый слой), 2 –граница снегов, 3 – почва и эдафон, 4 – пещерные животные, 5 – бактерии в нефтяных водах (высоты и глубины даны в метрах)

Распределение жизни. Несмотря на «всюдность», по В. И. Вернадскому, жизнь имеет разную густоту: участки, обогащенные жизнью, чередуются с почти пустыми пространствами. Это наблюдается и на земле, и под землей, и на море.

Обогащенные жизнью участки Вернадский называл пленками и сгущениями жизни. Жизненные пленки занимают большие пространства, например, поверхность океана вся охвачена планктонной пленкой жизни. Биосферная роль донной пленки жизни не меньше, чем планктонной. Другой пример – наземная и почвенная пленки жизни. Сгущения образуют скопления организмов, имеющие более локальное распространение. Например, плавучие массы водорослей в Саргассовом море восточнее Флориды (саргассовое сгущение) охватывают тысячи квадратных километров. Известны следующие сгущения жизни: прибрежные, рифовые, рифтовые, зоны апвеллинга – в океане, а на суше в соответствие с современными знаниями можно выделить как типы сгущения жизни влажные дождевые леса тропиков и стоячие континентальные водоемы (Христофорова, 1999).

Сгущения и пленки жизни являются областями мощной химической активности, где создаются определенные химические продукты. Это наиболее продуктивные экосистемы, своего рода каркас биосферы. Они требуют повышенного внимания человека.

Вещество биосферы. По В. И. Вернадскому, биосфера как область жизни глубоко преобразована и организована ею. Это отражается в веществе биосферы. Он выделял 7 разных, но геологически взаимосвязанных типов веществ.

Живое вещество – вся совокупность организмов на планете, выраженная через массу, энергию и химический состав.

Биогенное вещество – это вещество, создаваемое и перерабатываемое живыми организмами, продукты их жизнедеятельности: кислород, горючие ископаемые (уголь, нефть), известняки и др. Они являются источником чрезвычайно мощной потенциальной энергии в биосфере. Вернадский писал: «… биогенные породы составляют огромную часть ее массы, идут далеко за пределы биосферы. … Гранитная оболочка земли есть область былых биосфер».

Косное вещество – совокупность веществ, в образовании которых живые организмы не принимали участия (изверженные горные породы).

Биокосное вещество – создаваемое одновременно живыми организмами и процессами неорганической природы: кора выветривания, почвы, природные воды; организмы здесь играют ведущую роль.

Радиоактивное вещество.Рассеянные атомы.Вещество космического происхождения ( метеориты, космическая пыль).

Таким образом, биосфера не просто населена живыми организмами, а существенно переработана ими. Это не только среда жизни, но и продукт жизнедеятельности организмов. В. И. Вернадский впервые выдвинул идею о том, что человечество в развитии биосферы становится ведущим фактором. «Лик планеты – биосфера – химически резко меняется человеком сознательно и главным образом бессознательно. Меняется человеком физически и химически воздушная оболочка суши, все ее природные воды».