Основні положення вчення про біосферу В.І.Вернадського

Біосфера (від гр. bios-життя і sfere-куля) – область активного життя оболонки Землі, яка включає частини атмосфери, гідросфери і літосфери, заселені живими організмами.

Вперше термін «біосфера» вжив австрійский вчений Е.Зюсс у 1875 році, але поширившися він після праць нашого вченого, засновника та першого президента АН України, академіка В.І. Вернадського (1864-1945). Основи його вчення викладені в книзі “Біосфера” (1926 р.). Він довів, що живі організми відіграють дуже важливу роль у процесах, котрі відбуваються у всіх сферах Землі. “Якби на Землі було відсутнє життя,-писав учений-, обличчя її було б таким же незмінним і хімічно інертним, як нерухоме обличчя Місяця, як інертні уламки небесних світил. ” За мільярди років існування Землі живі істоти рішуче змінили склад її атмосфери, гідросфери й літосфери, створивши, по суті, зовсім нове середовище життя.

В.І. Вернадський визначив біосферу, як термодинамічну оболонку з температурами +50…-50 ⁰С і тиском приблизно 10000 Па, що відповідає межам життя для більшості організмів.

За В.І. Вернадським, верхня межа біосфери проходить на висоті 15-22 км, охоплюючи тропосферу і нижню частину стратосфери. Знизу біосфера обмежена відкладами на дні океанів (до глибини 11 км) і глибиною проникнення в надра Землі організмів і води в рідкому стані (2-3 км) (схема 5).

Нижня межа біосфери в межах літосфери обумовлена тепловим бар`єром і, як правило, не опускається нижче 5 км. Загальна протяжність біосфери – 40 км. Від усіх геосфер вона відрізняється енергійним ходом хімічних перетворень.

В.І. Вернадський розглядав біосферу як область життя, яка включає поряд з організмами і середовище їх існування. Горизонти біосфери, які найбільш інтенсивно заселені живими організмами називаються «плівкою життя» або плетобіосферою.

Біосфера на нашій планеті виконує ряд важливих функцій, які обумовлюють властивості і відносну стабільність природи Землі:

- закріплення рухомих елементів поверхні літосфери (пісок, глина, гравій, дрібна галька, лісс, грунти різних типів);

- регуляція кругообігу води щляхом сповільнення поверхневого стоку і переведення його в підземний, зволоження повітря, зниження випаровуваності з поверхні внаслідок затемнення і зменшення швидкості вітру;

- зв`язування вуглекислоти, що виділяється тваринами та в ході хімічних перетворень в неживій природі;

- виділення кисню в процесі фотосинтезу наземними і водними рослинами;

- переведення в прості хімічні речовини величезної маси відмерлих організмів і їх виділень;

- участь в утворенні і відновленні грунтів, в очищенні атмосфери і води від різноманітних забруднень, в утворенні місцевого клімату і погоди;

- переміщення по планеті (суша, річки, моря і океани) маси різноманітних хімічних елементів і речовин;

- участь в утворенні багатьох гірських порід, частина яких є корисними копалинами ( кам`яне вугілля, крейда, вапняки та ін.);

- акумуляція і трансформація сонячної енергії, яка в трансформованому вигляді включається в кругообіг енергії Землі.

Основними поняттями біосфери В.І. Вернадський вважає живу речовину (організми, біогенну речовину (створені живими організмами органо-мінеральні або органічні продукти і кам`яне вугілля, сапропель, торф, лісова підстилка, гумус грунту тощо), біокосну речовину, створену живими організмами при участі неживої природи (приземна атмосфера, осадочні породи, глинні мінерали, вода та інше) і косну речовину – гірські породи магматичного, неорганічного походження, вода, а також в значній мірі перероблені і видозмінені живими організмами речовини космічного походження (космічний пил, метеорити і т.п.). Крім того, до складу біосфери входять радіоактивні речовини, які отримуються в результаті розпаду радіоактивних елементів, і розсіяні атоми, не зв`язані хімічними реакціями.

В.І. Вернадський називає живу речовину основною рухомою силою біосфери. Бути живим – значить бути організованим, відмічав В.І. Вернадський, і в цьому полягає суть поняття біосфери як організованої оболонки Землі. Протягом мільярдів років існування біосфери організованість створюється і зберігається діяльністю живої речовини - сукупності всіх живих організмів. “живі організми, – писав В.І. Вернадський, – є функцією біосфери і найтіснішим чином матеріально і енергетично з нею пов`язані, є величезною геологічною силою, її визначаючою. Для того, щоб в цьому переконатися, ми повинні виразити живі організми як щось ціле і єдине. Так виражені живі організми являють живу речовину, тобто сукупність всіх живих організмів, існуючих в даний момент, чисельно виражену в елементарному хімічному складі, у вазі, в енергії. Вона пов`язана з навколишнім середовищем біогенним потоком атомів: своїм диханням, живленням і розмноженням.”

Жива речовина розподілена в біосфері досить нерівномірно. Найбільше її знаходиться в приповерхневих ділянках суші (особливо велика біомаса тропічних лісів) і гідросфери, де в масі розвиваються зелені рослини та гетеротрофні тварини, що живуть за їх рахунок. Більше 90% всієї живої речовини, утвореної, головним чином, вуглецем, киснем, азотом і воднем, припадає на наземну рослинність (97-98% біомаси суші). За підрахунками В.І. Вернадського, біомаса всіх організмів Землі досягає 1015 тонн, що складає лише 0,25% маси всієї біосфери. Але незважаючи на це, В.І. Вернадський, спираючись на багаточисельні дані, вважав живу речовину найбільш потужним геохімічним і енергетичним фактором, провідною силою планетарного розвитку.

Форма діяльності живого, його біохімічна робота в біосфері (нове поняття, введенне В.І. Вернадським), заключається в здійсненні незворотних і незамкнених кругообігів речовин і потоків енергії між основними структурними компонентами біосферної цілісності: гірськими породами і природни ... Читати далі »