Учението за биосферата

§1 Обща концепция за биосферата

Терминът „биосфера“ е въведен за първи път в литературата от австрийския геолог Е. Сюс, за да обозначи цялото пространство на атмосферата, хидросферата и литосферата, където живеят живите организми. Цялостната доктрина за биосферата е създадена от академика В. И. Вернадски(1863 - 1945).

Според неговите възгледи от възникването на живота на нашата планета (преди около 3,4-4,0 милиарда години) е имало процес на дългосрочно формиране на определено единство на жива и инертна материя, т.е. биосфера (от гръцки. bios - живот,сфера - топка). В своята теория той определя биосферата като зона на съществуване и функциониранежива материя- съвкупността от всички живи организми на планетата. В учението на В. И. Вернадски за първи път се разкрива ролята на живите организми в процеси от планетарен мащаб, показва се, че живите организми и продуктите от тяхната жизнена дейност са най-мощната геоложка сила, която играе основна роля в механизми на разрушаване на скалите, циркулация на вещества, промени във водната и въздушната обвивка на планетите, еволюция на горните слоеве на литосферата.

Биосферата е външната обвивка на Земята, зоната на разпространение на живота, която включва всички живи организми и всички елементи от неживата природа, които формират местообитанието на живота.

Според В. И. Вернадски животът подчинява други планетни процеси и определя химичното състояние на външната кора на нашата планета. Живите организми, съществуващи, стареещи и умиращи в продължение на стотици милиони години, пораждат универсален планетарен процес - миграция на химични елементи, движение на земни атоми. Живата материя се разглежда от В. И. Вернадски като носител на свободна енергия в биосферата. В допълнение, биосферата е зона за трансформация на космическата енергия, тъй като космическата радиация, идваща от небесните тела, обхваща биосферата, прониквайки през нея и всичко в нея. По този начин, според В. И. Вернадски, биосферата е „планетарен феномен от космически характер.

Живата материя се разглежда като специална проява на термодинамичните, физични и химични условия на планетата, способна да ги организира по такъв начин, че да има максимална стабилност на нейната структура във времето и пространството. С други думи, биосферата е геоложка земна обвивка, не само обхваната от живота, но и структурно организирана от нея.

Най-важните характеристики на биосферата са нейната организация и стабилен динамичен баланс. Организацията означава, че биосферата не е хаос от различни компоненти, а някакво единно и последователно цяло.

Например, можем да говорим за термодинамичното ниво на организация на биосферата, което се изразява в наличието на два взаимосвързани „слоя“: горния, осветения (фотобиосфера), където съществуват фотосинтетични организми, и долния, почвата (аетобиосфера), където се намира зоната на подземния живот. Термодинамичното ниво на организация на биосферата се проявява в специфичността на температурните градиенти в хидросферата, атмосферата и литосферата. Съществува и физическо или съвкупно ниво на организация, тоест наличието на различни фазови състояния на веществото (твърдо, течно, газообразно), едновременно характеризиращи различното му химично състояние.

На химическо ниво на организация на хидросферата, атмосферата и литосферата тези сфери се разглеждат като сложни химически тела със собствена хоризонтална, вертикална (пространствена), а също и времева структура.

Жива материя - съвкупността от всички живи организми: микроорганизми, гъби, растения и животни, тяхната активна биомаса.

Живата материя се противопоставя неживо, инертно вещество: скали, минерали, които нямат нищо общо с дейността на живите организми (магматични и метаморфни скали на земната кора, магматични руди, продукти от тяхната абиогенна трансформация и др.).

Биогенно вещество - вещество, образувано от жива материя, което е източник на мощна потенциална енергия - мъртва органична материя, всички форми на детрит, торф, въглища, нефт и газ от биогенен произход, както и седиментни карбонати, фосфорити и др .;

Живото вещество съставлява около 0,01% от общата маса на биосферата, но поради високата си химическа и геоложка активност именно тя е в основата на биосферата, чийто състав се определя от комбинираната активност на живите организми в настоящето и миналото.

Съвременните теоретични подходи изменят разбирането за структурата и функциите на биосферата. Факт е, че значителна част от биогенни и биоинертни вещества, съдържащи се в дълбоките недра (въглища, нефт, шисти и др.), Всъщност се изтеглят от настоящия естествен биотичен цикъл, въпреки че някои от тях са изкуствено въведени от хората в биосфера. Следователно, строго погледнато, те не се отнасят до биосферата като такава; тя е присъща само на онези вещества и процеси, онези елементи и характеристики, които са под контрола на съвременната глобална биота, но не и компонентите на природата, които са се развили и са заровени в геоложкото минало (Горшков, 1993). По този начин съвременната биосфера включва цялата съвкупност от живи организми (жива материя) и всички вещества от литосферата, хидросферата и атмосферата, които в момента участват в естествения биотичен цикъл, т.е. са под контрола на потреблението, трансформацията и производството от живите организми.