6. Учение о биосфере.

Учение о биосфере создано русским гео­химиком В. И. Вернадским. Он впервые оценил масштабы влия­ния жизни на физическую при­роду.

Биосфера, по В. И. Вернадско­му, - это общепланетарная обо­лочка, та область Земли, где су­ществует или существовала жизнь и которая подвергается или подвергалась ее воздейст­вию. Биосфера охватывает всю поверхность суши, моря и океа­ны, а также ту часть недр Зем­ли, где находятся породы, со­зданные деятельностью живых организмов.

Биосфера занимает нижнюю часть атмосферы, верх­ние слои земной коры, поверхность суши и всю гидро­сферу. Общая толщина слоя биосферы составляет около 17 км. В глубь литосферы живые организмы проникают до 6,5 -7 км; в гидросфере они заселяют всю ее толщу, т.е. до дна мирового океана (в некоторых местах проникают на глубину свыше 11 км). В атмосфере живые организмы встречаются в нижней ее части, называемой тропосферой, выше которой располагается озоновый экран.

По Вернадскому, вещество биосферы состоит из:

живого вещества — совокупности всех живых орга­низмов, населяющих нашу планету;

косного вещества — совокупности всех неживых тел, которые образуются в результате процессов, не свя­занных с деятельностью живых организмов (например, образование горных пород магматического происхожде­ния извержение вулканов и т. д.);

биогенного вещества — совокупности тел, образо­вавшихся в результате жизнедеятельности живых орга­низмов (например, породы осадочного происхождения: известняки, ракушечник, мел и др., а также, нефть, газ, каменный уголь, кислород атмосферы и др. );

биокосного вещества — особого природного тела — почвы, представляющего собой результат совместной деятельности живых организмов, а также физико-хими­ческих и геологических процессов, протекающих в не­живой природе; а также: радиоактивного вещества, рас­сеянных атомов и вещества космического происхожде­ния.

Наша планета Земля неповторима в плане разнообразия усло­вий внешней среды. Это океанские просторы и горные цепи, «ар­териальная» сеть крупных рек и мелких речушек, жаркие пусты­ни и вечные льды полюсов. Земля - это чудо вселенной, уни­кальная сфера, жемчужина в космическом пространстве. Главная особенность планеты - это существование на ней жизни в самых разных ее проявлениях. Изумляет богатое разнообразие живых существ: микроскопические организмы, насекомые, растения, рыбы, птицы, млекопитающие и, наконец, сам человек.

Многие другие планеты также могут иметь ядро, мантию, ко­ру и атмосферу. Так, на спутнике Сатурна Титане возможно су­ществование морей из жидкого метана, а на многих удаленных от Солнца планетах зарегистрировали присутствие оледеневшей гидросферы. На многих небесных телах найдены молекулы воды, но лишь в земной среде с ее узкими границами температур и ат­мосферного давления вода одновременно может присутствовать в трех фазах: газообразной, жидкой и твердой. Такому состоянию воды на нашей планете способствует и благоприятное расстояние ее от Солнца: будь Земля немного ближе к раскаленному солнеч­ному шару, пары воды никогда бы не конденсировались, а если бы расстояние до Солнца было больше, вода замерзла бы, обра­зуя сплошной ледяной покров.

Идеальное снабжение энергией обусловлено тем, что Земля находится именно на таком расстоянии от Солнца, которое обес­печивает существование жизни, - 149 000 000 км. Она движется со скоростью около 107 000 км/ч. Именно эта скорость компен­сирует силу тяготения Солнца и удерживает Землю на подходя­щем расстоянии. Если бы скорость движения Земли упала, она была бы притянута к Солнцу и со временем превратилась бы в выжженную пустыню, как ближайший к Солнцу Меркурий. С другой стороны, если бы орбитальная скорость Земли возросла, она бы удалилась от Солнца и оказалась скованной ледовым пан­цирем, как Плутон.

Однако, как бы там ни было, жизнь в ее многочисленных про­явлениях тонким хрупким слоем покрыла всю нашу голубую планету. На Земле появились структуры, способные самовоспро­изводиться, менять свою форму в результате комбинации и ре­комбинации генов и передавать эти изменения потомкам. Деля­щаяся клетка остается неизменной в новых поколениях. Жизнь постоянно и беспрерывно воспроизводит себя и проявляется в возникновении новых видов и особей, каждая из которых уни­кальна. Количество вариантов и возможных генетических ком­бинаций, которые приводят к созданию уникальных организмов, больше, нежели число световых лет, отделяющих Землю от са­мой дальней звезды. Предполагают, что количество таких потен­циальных комбинаций выражается числом 265 с двадцатью че­тырьмя миллиардами нулей!

Самое важное за всю историю Земли - это, конечно, появле­ние первых форм живого и взаимодействие их с поверхностью планеты. За 4 млрд. лет, прошедшие с тех пор, как земная поверх­ность стала подходящим субстратом для существования жизни, на ней произошли грандиозные изменения. И начало им было положено в то неопределенно далекое время, когда началась дифференциация живого и неживого.

Первым попытался описать отличие живого от неживого французский естествоиспытатель Жан Батист Ламарк. В его вре­мя все многообразие окружающего мира - от атомов до планет - делилось на три царства: растения, животные, минералы. Ламарк, упростив это деление, всю природу разделил на два царства: жи­вое и неживое. В своей знаменитой «Философии зоологии» он составил таблицу противоположностей живого и неживого.

Еще в ХУП-ХУШ вв. многими учеными умами высказыва­лась идея о взаимосвязанности всех процессов в живой и нежи­вой природе. Ученые разных специальностей подготавливали почву, на которой в начале XX в. проросли ростки глобального учения о биосфере. Известный математик Н. Н. Моисеев по по­воду глобальности некоторых проблем писал: «Эпитет «глобаль­ный» возник в начале 70-х годов. Его используют всякий раз, ко­гда речь идет о проблемах, относящихся к планете в целом. Это могут быть и вопросы экологии человека - дисциплины, в кото­рой человечество рассматривается как одно целое... Датировать начало глобальных исследований очень трудно, ибо ученых все­гда интересовали общие вопросы эволюции нашей планеты и ха­рактер процессов, которые на ней происходят. Но я предпочитаю обозначать термином «глобальные исследования» лишь те рабо­ты, которые направлены на изучение влияния человека на харак­тер процессов общепланетарного масштаба».

К одному из таких глобальных учений, определивших на­правление и эволюцию естественной и экологической мысли XX в., принадлежит учение о биосфере.

Первые робкие обобщения и представления о биосфере вос­ходят к уже упомянутому нами Ламарку. Ему принадлежит при­оритет в формулировке самого понятия «биосфера», хотя терми­на этого при его жизни еще не существовало. Однако обобщения, сделанные Ламарком, позволяют нам говорить о том, что выска­занные им идеи содержат в себе зачатки понятия о биосфере. В лекциях 1800 г. Ламарк отметил, что живые тела содержат все неорганические вещества, наблюдаемые в природе, и объяснил это активным участием животных и растений в формировании поверхности Земли. Позже он заключает, что все минералы внешней коры и состоящие из них элементы земной поверхности являются исключительно продуктами животных и растений, ко­торые существовали на этих участках поверхности земного шара.