Біосфера: вчення в.І. Вернадського

Біосфера – зовнішня оболонка Землі, зона активного життя організмів, яка охоплює нижню частину атмосфери (12-22 км), гідросферу (до 11 км) і верхню частину земної кори (3-4 км). Загальна протяжність біосфери до 40 км. Починаючи з 17 ст. Жан Батист Ламарк, Олександр Гумбольт, а в 19 ст. В.В. Докучаєв, намагалися довести, що все живе на Землі та його оточення –одне ціле, всі частини якого взаємопов’язані. У 1875 р. австрійський геолог Едуард Зюсс (1831-1914) вперше назвав біосферою оболонку Землі з живими організмами. У 20-30 рр. геохімік В.І. Вернадський створив загальне вчення про біосферу.Загалом товща біосфери невелика – 25-30 км. За розрахунками, загальна маса живої речовини дорівнює близько 10¹²т, що становить не більше 0,25% маси земної кори. Проте, внаслідок високої активності живих організмів, їх роль в еволюції Землі надзвичайно велика і її повною мірою можна порівняти з геологічною дією води, вітру, льоду тощо. На земній поверхні майже відсутні такі площі, де немає життя. Навіть на поверхні високогірних льодовиків існують мікроорганізми. Біосфера відіграє важливу роль в еволюції Землі: бере участь в утворенні гірських порід та їх руйнуванні. На початку 20 ст. вчення про зовнішні оболонки Землі розвив Володимир Іванович Вернадський (1863-1945). Він виділив ще переривисту оболонку льоду, а також біосферу – область Землі, в який розвивається життя. Він під час вивчення біосфери та її ролі в переміщенні, концентруванні і розсіюванні хімічних елементів у земній корі дійшов висновку, що на земній поверхні немає хімічної сили, більш постійно діючої і могутнішої за своїм кінцевим результатом, ніж живі організми. За його поглядами, жива речовина завдяки високої геохімічної активності здатна засвоювати сонячну енергію та на її базі безперервно в процесі фотосинтезу створювати з простих речовин, які є на Землі, сполуки більш високої організації. Діяльність живих організмів дає початок різноманітним ланцюжкам фізико-хімічних перетворень речовини – розпаду, трансформації та синтезу в біосфері. Внаслідок таких перетворень формуються "біокосні природні речовини" – так В.І.Вернадський назвав утворення, які сформувались під впливом живих організмів. До них відносять й осадові вапняки, метаморфизовані граніти, солі, що розчинені в океанах, кисень атмосфери тощо. Все є відбитками існування багатьох "минулих" біосфер. Велика роль вчення В.І. Вернадського почала виявлятися у другій половині 20 ст. в епоху НТР. Вивчення біосфери в цілому допоможе зберегти рівновагу в природі, попередити знищення природних ресурсів. В.І Вернадський стверджував, що під впливом наукових досягнень біосфера поступово переходитиме в новий стан – ноосферу – сферу розуму.

Таким чином, за В.І.Вернадським, основними поняттями біосфери є:

Жива речовина – сукупність всіх живих організмів, які з хімічної точки зору є активною формою матерії і хімічну енергію можуть перетворити на механічну і теплову (організми, біогенна речовина – кам'яне вугілля, сапропель, торф, лісова підстилка, гумус ґрунту).

Нежива (косна) речовина – це мінеральні речовини, що не піддавалися перетворенню за участю живих організмів. Гірські породи магматичного, неорганічного походження, вода. Крім цього, радіоактивні речовини, які виникають у результаті розпаду радіоактивних елементів, розсіяні атоми, не зв’язані хімічними реакціями. Їх енергія хімічна та радіоактивна.

Біокосна речовина – яка створена живими організмами за участі неживої природи (приземна атмосфера, осадові породи, глинисті мінерали)

Жива і нежива речовина взаємодіють між собою. В біосфері йде постійний обмін речовин та енергії. Продуценти (автотрофи) консервують сонячне світло в енергію макроенергетичних зв’язків. Консументи (гетеротрофи, тварини) споживають цю енергію. Редуценти (бактерії, гриби) – руйнівники.

Значення вкладу В.І. Вернадського в науку

1. засновник геохімії, біогеохімії, радіогеології та вивчав радіоактивні та рідкісні елементи;

2. вивчення вічної мерзлоти;

3. засновник генетичної мінералогії, обґрунтував нову теорію походження мінералів;

4. ввів метод спектрального аналізу та розвивав теорію гірських порід і елементів в еволюції Землі;

5. створив вчення про біосферу.