Лекция 23

Биосфера

Понятие биосфера вошло в науку до некоторой степени случайно. В 1875 году, австрийский ученый геолог Эдуард Зюсс, говоря о различных оболочках земного шара, впервые употребил этот термин в последней наиболее общей главе своей небольшой книжечки о происхождении Альп. Однако эта концепция не сыграла сколько-нибудь заметной роли в развитии научной мысли до тех пор, пока в 1926 году не были опубликованы, сначала на русском, а позже, в 1929 г, на французском языке две лекции русского минеролога Владимира Ивановича Вернадского. Концепция биосферы, которую мы принимаем сейчас, в основном опирается не идеи Вернадского, развитые им спустя полвека после появления самого термина.

23.1. Два подхода к определению термина биосфера

В одной из своих последних статей Владимир Иванович отметил расхождение в трактовке разрабатываемых им представлений о поверхностных оболочках Земли, особенно в трактовке понятия биосфера. Наметившиеся тогда противоречия не преодолены и по сей день.

Причины современных разногласий кроются в истории данного вопроса. Истоки учения о биосфере уходят в естествознание XVII и XVIII веков. В работах Ж. Бюффона, К. Линнея, М.В. Ломоносова не раз высказывались идеи о взаимосвязанности всех процессов неорганической и органической природы. Основой этих идей были данные о зависимости распространения живого от климата, о газообмене у живых организмов, об участии животных и растений в формировании почв и горючих ископаемых, а так же первые гипотезы о существовании биогенного круговорота элементов (А. Лавуазье).

Само понятие "биосфера", по мнению В.И. Вернадского, сформировано еще Ж.-Б. Ламарком. В лекциях 1800-го года Ламарк отметил, что у "живых тел обнаруживаются все сложные неорганические вещества, наблюдаемые в природе" и что в местах, не заселенных организмами, минералы весьма однородны. Он объяснял этот феномен активным участием животных и растений в формировании поверхности Земли. Несколько позже в книге "Гидрогеология" Ламарк подробно останавливается на этих идеях. Поставив вопрос о влиянии живых организмов на "вещества, находящиеся на поверхности Земного шара и образующие его кору" он пришел к однозначному выводу, что все минералы внешней коры Земли, а, следовательно, и состоящие из "них низменности, холмы, долины и горы являются исключительно продуктами животных и растений, которые существовали на этих участках поверхности Земного шара". Даже граниты Земли, по его мнению, возникли при активном участии организмов.

Таким образом, начиная с работ Ламарка в науке укоренилось представление о существовании специального пространства на нашей планете, охваченного и организованного жизнедеятельностью организмов. Но из всех терминов, предложенных для обозначения этого пространства, международное признание получил лишь термин "биосфера".

Введя само понятие, Зюсс однако не дал его определения, что позволило в дальнейшем употреблять это понятие в разных смыслах:

- одни авторы под "биосферой" понимали совокупность организмов, или слой живого вещества (Вальтер, 1911);

- другие "биосферой" называли пространственную оболочку Земли, в формировании и функционировании которой активное участи приняла жизнь.

В.И. Вернадский биосферой называл оболочку Земли, строение и организованность которой обусловлена деятельностью живого. Для него биосфера была планетарной биокосной системой, в которую жизнь входила на правах хотя и главного, но далеко не единственного компонента. После введения И.Д. Лукашевичем (1909) термина "живое вещество" для обозначения "совокупности организмов" недопустимо применение в этом смысле термина "биосфера".

Биосфера (bios - жизнь, sphaira -шар) - поверхностная оболочка Земли, организованная живым веществом. Важнейшим структурным компонентом биосферы является биогеоценотический покров, состоящий из биогеоценозов разного уровня сложности и эволюционной продвинутости.

Функциональная основа биосфере - круговорот органического вещества, осуществляющийся при участии всех населяющих ее организмов.

Как гигантская биокосная система биосфера выполняет целый ряд функций. Общие функции:

- закрепление подвижных элементов верхней части литосферы (пески, глина, гравий и т.д.);

- регуляция круговорота воды;

- регуляция местного климата;

- поддержание состава атмосферы;

- деструкция органического вещества;

- образование почв;

- самоочищение воды;

- синтез органического вещества.

Биолого-химические функции:

- газовая (выделение O₂, фиксирование CO₂ и других газовых фракций);

- окислительная (образование соединений Fe, Mn, N, S, P и др.);

- восстановительная;

- концентрация химических элементов.