Тема 6.02. Биосфера

Биосфера(отбио...исфера), оболочка Земли, состав, структура и энергетика которой в существенных чертах обусловлены прошлой или современной деятельностью живых организмов. Биосфера охватывает часть атмосферы, гидросферу и верхнюю часть литосферы, которые взаимосвязаны сложными биогеохимическими циклами миграции веществ и энергии. Биосфера включает не только область жизни (биогеосферу, фитогеосферу, геомериду, витасферу), но и другие структуры Земли, генетически связанные с живым веществом. По Вернадскому, вещество биосферы состоит из семи разнообразных, но геологически взаимосвязанных частей: живое вещество; биогенное вещество; косное вещество; биокосное вещество; радиоактивное вещество; рассеянные атомы; вещество космического происхождения. В пределах биосферы везде встречается либо живое вещество, либо следы его биогеохимической деятельности. Газы атмосферы (кислород, азот, углекислота), природные воды, равно как и каустобиолиты (нефти, угли), известняки, глины и их метаморфические производные (сланцы, мраморы, граниты и др.) в своей основе созданы живым веществом планеты. Слои земной коры, лишённые в настоящее время живого вещества, но переработанные им в геологическом прошлом, Вернадский относил к области «былых биосфер».

Живое вещество,1) совокупность живых организмов биосферы, численно выраженная в элементарном химическом составе, массе и энергии. Термин введён В. И.Вернадским. Живое вещество связано с биосферой материально и энергетически посредством биогенной миграции атомов в результате дыхания, питания, роста и размножения организмов. Представлено живое веществоавтотрофными организмами(зелёные растения и автотрофные микроорганизмы),гетеротрофными организмами(бесхлорофильные растения, все животные, человек),миксотрофными организмами, которые питаются готовыми органическими соединениями, хотя и способны их синтезировать.

Косное вещество– продукт проявления биохимических функций живых веществ связанных с разложением организмов после их смерти, т. е. превращением живых веществ в косное. В результате этих процессов образуются биогенные и биокосные вещества биосферы.

Биогенное вещество образуется как одно из проявлений геологической работы живых веществ в создании органогенных осадочных пород (каменный уголь, битумы, известняки, нефть и т. д.).

Геохимические функцииживых веществ способствуют миграции химических элементов на Земле и развитие биохимических процессов. Огромное значение имеет скорость размножения организмов, т. е. общая продукция органического вещества, образуемая за определённое время. Особенно это относится к низшим организмам — бактериям, грибкам, водорослям и др., обладающим высокой скоростью размножения. В состав живого вещества входят все известные химические элементы и их изотопы. Но основную массу любого организма составляет ограниченное число известных химических элементов, которые в условиях биосферы образуют легкоподвижные и легкорастворимые соединения, напримергазыCO₂или NH₃, H₂O,ионыН⁺, OH^-, NO₃^-, Na⁺, К⁺, Са²⁺, Mg²⁺, а такжетяжёлые металлы, образующие высокоокисленные комплексные ионы.

Биогенная миграцияхимических элементов, перемещение химических элементов вбиосферепри участии микроорганизмов, растений и животных. Миграция элементов может происходить в жидкой фазе (в расплавах, в гидротермальных растворах, в подземных и поверхностных водах), в газообразной фазе (с вулканическими газами ифумаролами, газами минеральных источников, нефтяных месторождений и разлагающихся органических соединений) и в твёрдой фазе (в результате диффузии и перекристаллизации).

Радиоактивный фон,естественный радиационный фон, ионизирующие излучения, источниками которых являются космические лучи и естественно распределённые в природе радионуклиды.Космические лучипредставляют собой поток частиц высоких энергий, приходящих на Землю из мирового пространства. Естественые радионуклиды принадлежат к сильно рассеянным элементам и повсеместно присутствуют в окружающей среде.