Планетарная роль живого вещества. Биогенные миграции веществ. Общая характеристика веществ. Влияние деятельности человека на состояние биосферы. Ноосфера

Понятие биосфера предложил австралийский геолог Э. Зюсс. Учение о биосфере как особую часть Земли, населенную живыми организмами, создал выдающийся украинский ученый В. И. Вернадский. Биосфера является частью геологических оболочек земного шара, заселенных живыми организмами, занимает верхнюю часть литосферы, всю гидросферу и нижний слой атмосферы. Биосфера - это совокупность всех биогеоценозов Земли, единственная глобальная система высшего порядка.

В глубь литосферы организмы проникают на 2-4 км (некоторые группы бактерий), дальнейшее продвижение ограничено высокой температурой (более 100 ° C). В гидросфере жизни случается на любых глубинах (11022 м). В атмосфере максимальная высота, на которой обнаружены споры бактерий - 22 км (высота озонового экрана). Наибольшая концентрация жизни в благоприятных условиях существования - в пределах отдельных внешних оболочек Земли (литосферы, гидросферы и атмосферы). Живое вещество биосферы, под которой В. И. Вернадский понимал всю совокупность организмов на планете, является большой геологической силой. Энергия живого вещества биосферы проявляется в способности организмов к размножению и распространению. На земной поверхности только в кратерах действующих вулканов и в толще ледников нет живых организмов. Одним из свойств живого вещества является ее постоянный обмен с окружающей средой. Вследствие этого через организмы проходит значительное количество химических элементов. Живым организмам для осуществления биохимических процессов необходимые вещества и энергия, которые они получают из окружающей среды, при этом значительно превращая последнее. В результате постоянного и непосредственного обмена с окружающей средой различные химические элементы поступают к живым существам, могут в них накапливаться, исходя из организма через определенное время, или сохраняясь в нем на всю жизнь. Постоянный круговорот веществ и поток энергии обеспечивают функционирование биосферы как целостной системы. В процессе деятельности живое вещество биосферы (продуценты) способны накапливать солнечную световую энергию, превращая ее в энергию химических макроэргических связей. Суммарная первичная продукция автотрофных организмов определяет биомассу биосферы в целом. Живое вещество выполняет разнообразные функции, осуществляет значительную работу по преобразованию оболочек Земли.

Газовая функция живого вещества заключается в воздействии живых организмов в процессе их жизнедеятельности на газовый состав атмосферы планеты. Все аэробные организмы при дыхании поглощают кислород и выделяют углекислый газ, только зеленые растения и цианобактерии в процессе фотосинтеза поглощают углекислый газ и выделяют кислород. Некоторые бактерии влияют на концентрацию других газов (сероводорода, метана, азота и т.д.). Окислительно-восстановительная функция заключается в том, что некоторые организмы (бактерии) способны окислять (железо, серу) или восстанавливать (нитраты, нитриты) некоторые химические соединения в процессе своей жизнедеятельности. Концентрационная функция заключается в поглощении живыми существами и накоплении в своем организме определенных химических элементов из окружающей среды (соединения кальция и фосфора накапливают фораминиферы, моллюски, позвоночные животные, соединения стронция и кремния - радиолярии, соединения йода - бурые водоросли и т.д.). Человек в биосфере. В первой половине XX века В.И.Вернадский предсказал, что биосфера разовьется постепенно в ноосферу (от греч. Ноос - разум), т.е. особую «умную» оболочку Земли. Он рассматривал ноосферу как новый этап биосферы, по которой умственная деятельность человека становится определяющим фактором ее развития. Биосфера переходит в новое состояние - ноосферу - под влиянием научной мысли и человеческого труда. Человечество выступает как небывалая новая биогенная сила. К решению проблем человек должен подходить с позиций экологического мышления, т.е. сохранения и улучшения состояния природной среды. Ноосфера - качественно новое состояние биосферы, при котором умственная деятельность человека начинает определять ее развитие.