Жива речовина біосфери. Становлення терміну «біосфера» в науці

Біосферологія

Становлення терміну «біосфера» в науці

Початок уявленням про існування на нашій планеті особливого простору, заселеного живими організмами та перетворюваного ними поклали праці Ж.Б. Ламарка. Він висловив думку, що в процесі життєдіяльності живі організми приймають активну участь у формуванні поверхні Землі.

Натомість сам термін „біосфера” – „сфера життя” вперше був використаний австрійським вченим-геологом Едуардом Зюссом ще в 1875 році (у праці „Обличчя Землі”). Однак він не дав чіткого визначення цього поняття. Сучасне його тлумачення та вчення про біосферу належить українському вченому В.І.Вернадському - першому президенту Української Академії наук (1919). Наукові уявлення про біосферу як „живу оболонку” Землі вчений виклав у своїх лекціях, прочитаних у Карловому університеті в Празі та Сорбонні в Парижі протягом 1923-1924 рр. Згодом ці положення були узагальнені в книзі „Біосфера” (1926 р.).

Біосфера – це оболонка Землі, яка включає частини атмосфери, гідросфери та літосфери, заселені живими організмами.

Біосфера (від грец. Βιος - життя і σφαῖρα - сфера, куля) - оболонка Землі, заселена живими організмами, що знаходиться під їх впливом і зайнята продуктами їх життєдіяльності; «плівка життя»; глобальна екосистема Землі

Межі біосфери

· Верхня межа в атмосфері: 15-20 км. Вона визначається озоновим шаром, що затримує короткохвильове УФ-випромінювання, згубне для живих організмів.

• Нижня межа в літосфері: 3,5-7,5 км. Вона визначається температурою переходу води в пару і температурою денатурації білків, однак в основному поширення живих організмів обмежується вглиб декількома метрами.

• Нижня межа в гідросфері: 10-11 км. Вона визначається дном Світового Океану, включаючи донні відкладення.

Склад біосфери

1. Жива речовина - вся сукупність тіл живих організмів, що населяють Землю. Жива речовина фізико-хімічно єдина, незалежно від систематичної належності організмів. Маса живої речовини порівняно мала і оцінюється величиною 2,4-3,6 • 10¹² т (у сухій вазі) і становить менше 10^-6 маси інших оболонок Землі. Але це одна «з наймогутніших геохімічних сил нашої планети", оскільки жива речовина не просто населяє біосферу, а перетворює вигляд Землі. Жива речовина розподілена в межах біосфери дуже нерівномірно.

2. Біогенна речовина - речовина, що створюється і переробляється живою речовиною. Протягом органічної еволюції живі організми тисячократно пропустили через свої органи, тканини, клітини, кров всю атмосферу, весь обсяг світового океану, величезну масу мінеральних речовин. Цю геологічну роль живої речовини можна уявити собі за родовищами вугілля, нафти, карбонатних порід і т. д.

3. Косна речовина – продукти, що утворюються без участі живих організмів.

4. Біокосна речовина, яка створюється одночасно живими організмами і косними процесами, представляючи динамічно рівноважні системи тих і інших. Такі ґрунт, мул, кора вивітрювання і т. д. Організми в них відіграють провідну роль.

5. Речовина, що знаходиться в радіоактивному розпаді.

6. Розсіяні атоми, які безперервно створюються з усякого роду земної речовини під впливом космічних випромінювань.

7. Речовина космічного походження.

Жива речовина біосфери

Під живою речовиною В.І.Вернадський розумів сукупність всіх живих організмів, виражену через масу, енергію або хімічний склад. Жива речовина становить близько 0.01-0.02% від маси всієї біосфери. Загальна вага живої речовини порядку (2.4-3.6) ´10¹² т (в сухій вазі). Речовини, утворені без участі живих організмів і не залучені в колообіг життя, Вернадський назвав косними речовинами. Це наприклад гірські породи, продукти виверження вулканів і т.п. "Неживих" речовин в природі не буває, практично будь-яка речовина може бути залучено в колообіг життя.

Крім того, Вернадський виділяв в особливу групу біокосну речовину, яка на відміну від косної так чи інакше обумовлена впливом життя і залучена до його колообігу. Це наприклад вода, ґрунт і т.п. Вода, наприклад, по праву вважається речовиною, що дає життя. Деякі дослідники стверджують, що вона має здатність запам'ятовувати інформацію у своїх структурах. А так як практично вся земна вода ґрунтовно перероблена життям, то віднести її до косних речовин ми ніяк не можемо. Те ж саме можна сказати і про ґрунти, які деякі ґрунтознавці вважають "біологічним тілом". Тому подібні речовини винесені в особливу проміжну групу.

Можна також виділити групу біогенних речовин, що утворюються в результаті життєдіяльності живих організмів. Це багато корисних копалин, в першу чергу кам'яне вугілля, нафта, торф, а також вапняки, руди металів і т.п. По суті справи весь шар осадових порід можна віднести до біогенних речовин.

У даний час цю класифікацію доповнюють ще однією групою речовин, що утворюються в процесі діяльності людини. Це так звані антропогенні речовини. Частина з них бере участь у природному колообізі речовини, але багато сполук практично не утилізуються живою речовиною, а тому представляють величезну небезпеку для біосфери. Це в першу чергу різного роду полімерні матеріали, типу целофану, капрону і т.п. Єдиним деструктором (руйнівником) для цих речовин поки що залишається людина. Правда природа схоже починає пристосовується до цієї сторони людської діяльності. Так відомі випадки, коли пацюки перегризали пластмасову ізоляцію кабелів. Деякі, ймовірно, стикалися також з ураженням міллю синтетичних тканин. Багато антропогенних речовин є отруйними для більшості живих організмів. Особливу небезпеку для життя представляють радіоактивні речовини, які пройшли у виробництві стадію збагачення, тобто підвищення концентрації до таких розмірів, в яких в природі вони не зустрічаються.

5. Властивості живої речовини:

Найбільшу роль на планеті відіграє саме жива речовина. Розглянемо її основні властивості:

1. Висока хімічна активність завдяки біологічним каталізаторів (ферментів).

У живих організмах при незначних температурах протікають реакції між речовинами, які в повітрі не з'єднуються, навіть в лабораторних печах при 1000-градусній спеці. Живі організми, наприклад, здатні фіксувати в своєму тілі молекулярний азот атмосфери при нормальних атмосферних умовах, що в промислових умовах вимагає температури порядку 500 град. і тиску 300-500 атмосфер.

2. Висока швидкість протікання реакцій.

Вона на декілька порядків вище, ніж в неживій речовині; наприклад, деякі гусениці споживають за день кількість їжі, яка в 100-200 разів більше ваги їх тіла; дощові черв'яки, сукупна маса яких в 10 разів більше біомаси всього людства, за 150-200 років пропускають через свої організми весь однометровий шар ґрунту; бабаки, ховрахи і т.п. в результаті своєї діяльності створюють своєрідний ландшафт місцевості; практично всі осадові породи (шар 3 і більше кілометрів) на 95-99% перероблені живими організмами; вся вуглекислота проходить через живі організми в процесі фотосинтезу за 6-7 років, вся вода Землі - за 5-6 млн. років.

Поиск по сайту: