3.4. Гидросфера

Водная оболочка составляет 0,025 % (0,25 10–3) массы Земли. Объем гидросферы 1375·10⁶ км³. Океаны покрывают 70,8 % земной поверхности и имеют среднюю глубину 3,96 км. В каждом кубическом километре морской воды растворено 36 миллионов тонн твердых веществ. Средний химический состав растворенных в морской воде веществ: Cl – 55,07 %, Na – 30,62 %, Mg – 3,68 %, S – 2,73 %, Ca – 1,18 %, K – 1,10 %, Br – 0,19 %, C – 0,08 %, Sr – 0,02 %, B – 0,01 %.

Подавляющая часть воды на Земле сосредоточена в Мировом Океане (см. главу 8).

3.5. Атмосфера

Воздушная оболочка составляет 0,0001 % (10–6) массы Земли, сильно перемешана, состоит из азота, кислорода и аргона на 99,9 % (см. главу 7).

3.6. Биосфера

Живая оболочка составляет 3·10^–9 массы Земли. Необходимо помнить, что она «теснейшим образом связана со строением земной коры, входит в ее механизм и в этом механизме исполняет величайшей важности функции, без которых он не мог бы существовать» (Вернадский, 2004).

На протяжении всей истории биосферы ее самыми влиятельными с точки зрения планетарных процессов составляющими были зеленые растения и микроорганизмы. Взаимодействие биосферы, гидросферы и атмосферы друг с другом и с наружными слоями земной коры не только всеобъемлюще, но и постоянно: это круговороты, состоящие из круговоротов, которые, в свою очередь, складываются из круговоротов. Треть от всего числа химических элементов участвует в биологических круговоротах. Благодаря биологическим процессам в земной коре образовались массивные скопления кремния, железа, марганца, серы и углерода (Клауд, 1983). «Все минералы верхних частей земной коры – свободные алюмокремниевые кислоты (глины), карбонаты (известняки и доломиты), гидраты окиси железа и алюминия (бурые железняки) и многие сотни других –непрерывно создаются в ней только под влиянием жизни» (Вернадский, 2004).

Кислород атмосферы – продукт фотосинтеза зеленых растений.

Количественные показатели биосферы в сопоставлении с другими оболочками Земли приведены в табл. 4. Несмотря на ничтожную, по сравнению с другими геосферами массу, биосфера – наиболее могущественная по своей трансформирующей силе оболочка Земли. Как писал В. И. Вернадский: «С исчезновением жизни на земной поверхности шли бы лишь медленные, от нас скрытые изменения, связанные с земной тектоникой. … Исчезли бы главные деятели процессов выветривания. … Неизбежно установилось бы химическое равновесие, химическое спокойствие, которое временами и местами нарушалось бы привносом веществ из земных глубин» (2004).

О структуре биосферы, ее химическом составе и функциональных характеристиках можно судить по материалам таблиц 5,6.

Необходимо постоянно иметь в виду, что главными «действующими лицами» в функционировании биосферы являются не сразу бросающиеся в глаза яркие и часто экзотические представители многоклеточных животных и даже не деревья, образующие обширные леса, а микроскопические одноклеточные организмы, в первую очередь – прокариоты. Академик Г. А. Заварзин (2001; 2003) вообще считает, что биосфера всегда состояла, главным образом, из бактерий, тогда как остальные организмы – не более, чем добавление к бактериям. Как известно, бактериальные сообщества, в отличие от сообществ эукариотов, могут обеспечивать работу автономных, т. е., замкнутых полностью по всем элементам биогеохимических циклов.

Биомасса микроорганизмов океана составляет около трети всей биомассы биоты планеты, биомасса бактерий суши сравнима с биомассой растений. Таким образом, биомасса прокариот – от половины до 90 % всего живого вещества биосферы.

Таблица 4

Сравнение биосферы с другими геосферами Земли (Акимова, Хаскин, 2000)

Геосферы	Масса, Тт	Разнообразие состава	Время оборота состава, лет
Литосфера	2,5·106	1,85	5·107
Гидросфера	1,4·106	0,12	2·104
Атмосфера	5,2·103	0,38	3·104
Биота биосферы	2,1	4,50	10

Таблица 5

Биомасса растений и животных биосферы (Акимова, Хаскин, 2000)

Экосистемы	Биомасса (сухого вещества) Гт	%
Континенты
Растения	2 125	99,53
Животные	3	0,14
Океан
Растения	3	0,14
Животные	4	0,19
Всего	2 135	100,00

Таблица 6

Средний химический состав живого вещества (Акимова, Хаскин, 2000)

Компоненты	%
Вода	63,80
Сухое вещество	36,20
Минеральные вещества	1,20
Органические вещества	35,00
Углерод	16,47
Водород	2,06
Кислород	16,10
Азот	0,30