Значение биосферы

Та часть литосферы, гидросферы и атмосферы Земли, в которой существуют и развиваются растительные и живые организмы, называется биосферой. В ее состав входят не только растительный покров и животное население планеты, все реки и озера, водная масса океанов, но и почвенный слой, значительная часть тропосферы и самый верхний слой земной коры — зоны выветривания. На земной поверхности практически нет площадей, где отсутствует жизнь. Даже в жарких и безводных тропических пустынях или на поверхности высокогорных ледников и полярных льдов обнаружены микробы и другие микроорганизмы.

Понятие «биосфера» в современном его содержании было выдвинуто и всесторонне обосновано выдающимся русским ученым В. И. Вернадским, (1863—1945). Он доказал, что вся совокупность живых организмов, обитавших и обитающих на Земле, играет огромную роль в ее геологической эволюции, а также во всех современных физических и химических процессах, протекающих на земной поверхности и в водной толще океанов. На первый взгляд кажется трудно представить столь большую роль «живого вещества». Ведь доля всей совокупности живых организмов не только в общей массе Земли, но даже в пределах ее современной биосферы ничтожна, лишь 0,25%. Кроме того, все живое вещество Земли' и. ранее и сейчас сосредоточено в очень узкой части пространства, прилегающего к земной поверхности. Ведь по вертикали биосфера измеряется сотнями метров или несколькими километрами, что ничтожно мало по сравнению с мощностью других оболочек Земли — атмосферы и литосферы, достигающих десятков и сотен километров.

И тем не менее высказанные В. И. Вернадским взгляды о ведущей роли живого вещества в образовании современного химического состава атмосферы, гидросферы и части литосферы, или земной коры, получили разностороннее подтверждение всем ходом развития науки. Эта роль обусловлена очень высокой геохимической активностью живых организмов: они способны усваивать солнечную энергию и на ее базе непрерывно в процессе фотосинтеза образовывать из простых веществ, имеющихся на Земле, соединения значительно более высокой сложности. Деятельность живых организмов на земной поверхности кладет начало разнообразным цепочкам физико-химических превращений веществ — распаду, трансформации и синтезу, происходящих в биосфере. В результате этих превращений формируются «биокосные природные тела»—так В. И. Вернадский предложил называть земные образования, которые сейчас и в геологическом прошлом оформировались под прямым или косвенным влиянием живых организмов. А вот объемы «биокосных природных тел», их значение уже вполне позволяют даже количественно сопоставить биосферу с другими земными оболочками.

В течение миллиардов лет живое вещество на Земле использовало и трансформировало в ходе образования биокосных тел колоссальное количество солнечной энергии. Довольно значительная часть этой энергии оказалась непосредственно погребенной в недрах Земли — в различных полезных ископаемых органического происхождения — углях, вероятно, нефти и др. Однако еще большая часть была использована для формирования в геологическом прошлом Земли огромных масс различных горных пород биокосного происхождения — от осадочных известняков до, возможно, метаморфических гранитов, а также накопления огромных масс солей, растворенных в воде океанов, и, наконец, кислорода, входящего в состав земной атмосферы. Все эти природные тела или их компоненты, по выражению В. И. Вернадского, прямые и косвенные следы существования многих «былых» биосфер.

Однако важная роль учения о биосфере не ограничивается раскрытием роли живого вещества в ходе геологической эволюции Земли. Не менее велико его значение для углубленного понимания общих закономерностей современных природных процессов, протекающих на земной поверхности. Особенно плодотворны ее возможности в изучении взаимных связей разнообразных естественных процессов и единства происхождения сложных современных природных тел.

С этой точки зрения очень показательна весьма тесная преемственность научных представлений В.И. Вернадского о биосфере с учением о зонах природы, которое было выдвинуто в конце XIX в. русским ученым В. В. Докучаевым. Дальнейшее развитие этого научного направления можно проследить в более поздних теоретических работах крупных советских географов: А. А. Григорьева — о роли балансов тепла и влаги для определения уровней биологической продуктивности различных природных зон, а также Л. С. Берга и особенно В. Н. Сукачева — о естественных природных комплексах — ландшафтах, или геобиоценозах. Эти последние элементарные единицы, выделяемые при изучении природной среды как единого целого, можно рассматривать как исходные «клетки», т. е. основные структурные элементы, слагающие биосферу. В последнее время именно такой подход к изучению окружающей нас природной среды, ее изменения и преобразования под воздействием человека усиленно развивается в мировой науке, при этом за рубежом для обозначения таких «клеток» различного масштаба чаще используют понятие об экосистемах, причем различают природные экосистемы и экосистемы искусственные, созданные человеком в ходе преобразования естественной биосферы.

Все последующие статьи этого раздела, посвященные оболочке жизни, т. е. биосфере Земли, познакомят читателя с этими важными проблемами.