3.2. Биосфера и космос

Живая оболочка Земли собирает из небесных пространств бесконечное число излучений, из которых видимые нам - световые - являются лишь их ничтожной частью. «Лик Земли становится видным благодаря проникающим в него световым излучениям небесных светил, главным образом Солнца», - писал В. И. Вернадский (1926). Из невидимых излучений, охватывающих все мыслимое пространство, нам известны пока немногие; их значение в биосфере едва начинает осознаваться. Почти невозможно представить космическую среду мира, в которой мы живем, и сейчас мы далеки от удовлетворительного ее познания. Исходя из изучения длины волны, различают огромную область космических излучений.

Ультрафиолетовые коротковолновые лучи (180-200 нм) в значительной мере задерживаются в разреженной части атмосферы - стратосфере (лат. stratum - настил, второй слой). Здесь происходит трансформация энергии коротких волн. Под влиянием этих лучей изменяются магнитные поля, распадаются молекулы, происходят ионизация, новообразование газов и других химических соединений. Эти процессы можно наблюдать в виде северных сияний, зарниц, различных свечений. Коротковолновые излучения разрушают все живое, в то время как длинноволновые организмам не вредят. Задерживая коротковолновое излучение, стратосфера защищает от него область жизни. Поглощает эти лучи озоновый экран. Интересно, что образование самого озонового слоя обусловлено появлением кислорода - продукта жизни.

Жизнь, создавая биохимическим путем свободный кислород, тем самым создает защитный экран озона, предохраняющий ее от губительных излучений.

Как бы ни разрушался озон, он постоянно восстанавливается из кислорода, который поступает в нижние слои атмосферы в достаточном количестве.

Инфракрасные длинноволновые (больше 750 нм) тепловые излучения Солнца необходимы для существования жизни. Тепловая энергия Солнца превращается на Земле в механическую, химическую, электрическую и другие виды энергии. Проявления этих превращений видны на каждом шагу: фотосинтез, круговорот воды, движение ветра, морских течений и рек, разрушение скал, накопление осадков и т. д. Атмосфера, океан, озера, реки, дождь и снег производят колоссальную работу по трансформации тепловой энергии.

Однако как ультрафиолетовые, так и инфракрасные лучи Солнца участвуют в биохимических процессах только косвенным путем, после того как часть энергии «извлекается» из солнечной радиации растениями.

Видимый свет - основной источник жизни на планете.

Почему же лишь малая часть космических излучений ответственна за процесс фотосинтеза, от которого зависит жизнь на Земле? Вся биологическая активность связана в основном с одними и теми же длинами волн видимого света (380-750 нм). Полагают, что это не случайно. Существуют две гипотезы.

Согласно первой гипотезе, живое вещество состоит из огромных молекул, конфигурация которых поддерживается в основном водородными и другими слабыми связями. :Коротковолновые излучения с мощной энергией разрушают эти связи и выбивают электроны из атомов (ионизирующее излучение). Энергия же излучения с длиной волны больше, чем у видимого света, активно поглощается водой, которая составляет основную долю массы живых организмов. Длинноволновые лучи не могут изменить структуру органических молекул. Только средневолновое излучение видимой части спектра способно вызывать необходимые превращения в биологических системах.

Вторая гипотеза предполагает, что видимый свет был << выбран» организмами как наиболее доступный. Основная часть солнечного света, достигающего нашей планеты, лежит в пределах именно этой области. :Коротковолновое излучение экранируется озоном, а значительная часть длинноволновой инфракрасной радиации поглощается водяными парами и углекислым газом, не успевая достигнуть земной поверхности.

Видимый свет обеспечивает пригодные для жизни условия окружающей среды, а живые системы соответствуют физическим условиям среды. Если бы эта взаимосвязь отсутствовала, то жизнь была бы невозможна.

С космическими излучениями планета получает новые, неизвестные для земного вещества свойства и формирует измененную силами космоса картину земной поверхности. Вещество биосферы становится активным и распределяет аккумулированную солнечную энергию, превращая ее в другую, способную производить работу.