Важной особенностью биосферы является ее слитность с другими геосферами Земли. Биосфера находится в пределах атмосферы, гидросферы и части литосферы. Общая протяженность биосферы за радиусом Земли составляет около 40 км. Она простирается от нижней части озонового экрана атмосферы, расположенный на высоте 20-25 км над уровнем моря, в верхней части горных пород суши и дна Мирового океана. Нижний предел простирания биосферы лежит на 23 км вглубь суши и на 1-2 км ниже дна океана. Основная масса живого вещества, наличие которой отличает биосферу от других геосфер, сосредоточена в сравнительно небольшом слое - биостроми. Биостром на поверхности суши и охватывает верхние слои водоемов. В этой зоне находится 98% всей живого вещества планеты.
Биосфера сформирована из разных веществ. По В.И. Вернадским, выделяют шесть главных веществ биосферы:
1. Живое вещество, содержащуюся организмами разных видов.
2. Биогенная вещество, е продуктом жизнедеятельности организмов (например, каменный уголь, торф).
3. Неживая (косно) вещество, в образовании которой живые организмы не участвовали. Это, например, горные породы и минералы.
4. Биокосное вещество, сформированная за счет взаимодействия живого и косного веществ. Основным видом биокосные вещества е грунт.
5. Радиоактивное вещество.
6. Космическая вещество (например, метеориты).
Рассмотрим основные компоненты биосферы более детально. Живое вещество. По последним оценкам, живое вещество составляет 18x1011 тонн. K.M. Ситник и С.П. Вассер (1992) считают, что на Земле существуют 1447609 видов живых организмов. По мнению других исследователей, их гораздо больше, возможно 80 млн видов. Полнота обнаружения живых организмов неодинакова в разных царствах. Виды сосудистых растений обнаружены на 80%, мхов - на 70%, водорослей - на 50%, грибов - только на 1-10%, членистоногих - на 3-20%, Монерей - на 15-20% и вирусов всего на 5% . Уникальная роль живого вещества в биосфере заключается в ее высокой биогеохимической активности. Живое вещество автотрофных организмов осуществляет поглощения солнечной энергии и ее преобразования в энергию химических связей. Совокупная биогеохимические активность живого вещества привела к значительному изменению газового состава атмосферы, в результате чего атмосфера восстановительного типа превратилась в атмосферу окислительного типа со значительным содержанием кислорода.
За счет деятельности биосферы на Земном шаре сформировался озоновый экран, который перехватывает большую часть жесткого космического излучения и создает благоприятные условия жизни на поверхности планеты. Живое вещество изменила горные породы и способствовала появлению новых видов (известняки и др.).. Жизнедеятельность растений, животных и микроорганизмов привела к появлению почвы. Живое вещество планеты является инициатором и движителем биогеохимических циклов веществ. Большое значение в этом имеет размножения организмов, которое В.И. Вернадский называл "растеканием" живой материи, ее "стремлением к всюдность". Живые бактерии могут существовать в водах с температурой до 100° С, тогда как активная их жизнедеятельность проявляется на границе около 80° С. Крайняя степень соляного раствора - 270 г/л, что в 10 раз превышает концентрацию воды океана. Предвидение В.И. Вернадского о повсеместном распространении жизни в океане до самого его дна сбылось.
Однако это подтвердилось через несколько десятков лет - в 1960 г., когда батискаф "Триест" с Жаком Пиккаром и Доном Уолшем коснулся дна Марианской впадины на глубине 10919 м от точки погружения. Акванавты на большой глубине увидели жизнь, о которой В.И. Вернадский только догадывался. Сегодня можно утверждать, что океаническое граница биосферы находится на глубине около 11 км. Воздушные потоки поднимают и переносят мириады микроорганизмов, вирусов, живущих главным образом в каплях влаги. Здесь можно встретить пыльцу, споры и семена растений, здесь есть привычными биогенные вещества - биолины и фитонциды. Здесь кипит жизнь, особенно в его толще от нескольких метров от поверхности суши или воды до примерно 50-300 м. Эту часть атмосферы М.Ф. Реймерс (1994) считает Экотон между террабиосферою и гидробиосферою, с одной стороны, и тропосферой - с другой. Ту часть тропосферы, куда только спорадически поднимающиеся перелетные птицы, стаи саранчи или какие скопления насекомых, автор относит к тропобиосферы. Над последней вне слоем положительных температур лежит относительно тонкий слой альтобиосферы (с лат. "Альт с" - высокий).
Здесь, где температура среды не поднимается выше 0° С, жизнь возможна лишь благодаря прямой солнечной инсоляции. Анализируя приведенные данные о нижнюю и верхнюю границы биосферы, а также физико-химические условия, которые определяют, ученые выделяют три группы жизнеобеспечивающих факторов. Во-первых, это достаточное количество углекислого газа и кислорода. На Гималаях, например, зеленый покров ограничен высотой 6200 м, где парциальное давление углекислого газа ниже, чем на поверхности моря. Однако и там жизнь не прекращается: его поддерживают некоторые виды пауков и насекомых, которые питаются органическими остатками, занесенными сюда ветром. Во-вторых, достаточное количество влаги, которая обеспечивает нормальное течение ферментативных процессов. В-третьих, благоприятный термический режим, который исключает или слишком высокие температуры (предопределяют свертывания белка), либо слишком низкие (прекращают работу ферментов). Живучих есть прокариоты - бактерии и цианобактерии, их можно встретить в ледниках Арктики, в скальных породах Антарктики, в горячих источниках с температурой до 98° С, а в подземных водах - и при 100° С.
Итак, мощность биосферы по вертикали в океанах охватывает всю толщу воды и незначительное донную пленку жизнь, а на континентах - тонкий надземный и мощный подземный слой. Вся земная поверхность нашей планеты принадлежит к биосфере, исключая, возможно, отдельные высокогорные участки, покрытые ледниками, и безводные пустыни. Самым слоем суши являются литосфера, которая вместе с водными биоценозами образует активную пленку жизни. До литосферы принадлежат не только биоценозы, образованные на поверхности суши. Жизнь не ограничивается поверхностью суши. Оно существует и в нижних слоях литосферы, особенно в подземных водах. Гидробиосфера распределяется на два системных образования - океаническое и континентальных водоемов - океанобиосферы, или мариносферу и аквабиосферу. Каждое из этих образований имеет свою характерную структуру и свой набор гидробионтов. Особо следует отметить озоносферу, которую еще называют озоновым экраном. Несмотря на низкое содержание озона в атмосфере, этот газ играет существенную эколого-биологическую роль, активно поглощая коротковолновое ультрафиолетовое (УФ) излучения Солнца.
Озоновый слой, расположенный в стратосфере на высоте примерно 15-20 км (верхняя граница его распространения - 45 км), не только определяет температурный режим стратосферы, но есть и защитным щитом земных организмов, отклоняя от них смертоносное ультрафиолетовое излучение.
В последние десятилетия внимание мировой общественности приковано к разрушению озонового слоя, которое происходит главным образом под влиянием хлорфторвуглеводив (фреонов), широко используемых в быту (холодильные установки, газовое наполнение аэрозольных баллончиков). Эти соединения (95% их, как правило, попадает в воздушную среду) под действием ультрафиолетового излучения выделяют хлор, который и разрушает стратосферный озон. Этому негативному процессу способствуют также и выбросы реактивных самолетов, ядерные выбросы, расписание минеральных удобрений, которые сопровождаются выделением азота и его окислов, также способных разрушать озоновый экран. Итак, собственно биосфера - это слой активной жизни, глубина которого на суше составляет около 12 км, а в пределах океана - 17 км. Это расстояние значительно меньше, чем предполагалось (20 - 22 и даже
больше). В среднем слой планетарного жизни достигает всего около 20 км. Если сопоставить размеры космоса и земной антропосфера, это напоминает целлофановую пленку, которую так легко повредить.
Биосфера сформирована из разных веществ. По В.И. Вернадским, выделяют шесть главных веществ биосферы:
1. Живое вещество, содержащуюся организмами разных видов.
2. Биогенная вещество, е продуктом жизнедеятельности организмов (например, каменный уголь, торф).
3. Неживая (косно) вещество, в образовании которой живые организмы не участвовали. Это, например, горные породы и минералы.
4. Биокосное вещество, сформированная за счет взаимодействия живого и косного веществ. Основным видом биокосные вещества е грунт.
5. Радиоактивное вещество.
6. Космическая вещество (например, метеориты).
Рассмотрим основные компоненты биосферы более детально. Живое вещество. По последним оценкам, живое вещество составляет 18x1011 тонн. K.M. Ситник и С.П. Вассер (1992) считают, что на Земле существуют 1447609 видов живых организмов. По мнению других исследователей, их гораздо больше, возможно 80 млн видов. Полнота обнаружения живых организмов неодинакова в разных царствах. Виды сосудистых растений обнаружены на 80%, мхов - на 70%, водорослей - на 50%, грибов - только на 1-10%, членистоногих - на 3-20%, Монерей - на 15-20% и вирусов всего на 5% . Уникальная роль живого вещества в биосфере заключается в ее высокой биогеохимической активности. Живое вещество автотрофных организмов осуществляет поглощения солнечной энергии и ее преобразования в энергию химических связей. Совокупная биогеохимические активность живого вещества привела к значительному изменению газового состава атмосферы, в результате чего атмосфера восстановительного типа превратилась в атмосферу окислительного типа со значительным содержанием кислорода.
За счет деятельности биосферы на Земном шаре сформировался озоновый экран, который перехватывает большую часть жесткого космического излучения и создает благоприятные условия жизни на поверхности планеты. Живое вещество изменила горные породы и способствовала появлению новых видов (известняки и др.).. Жизнедеятельность растений, животных и микроорганизмов привела к появлению почвы. Живое вещество планеты является инициатором и движителем биогеохимических циклов веществ. Большое значение в этом имеет размножения организмов, которое В.И. Вернадский называл "растеканием" живой материи, ее "стремлением к всюдность". Живые бактерии могут существовать в водах с температурой до 100° С, тогда как активная их жизнедеятельность проявляется на границе около 80° С. Крайняя степень соляного раствора - 270 г/л, что в 10 раз превышает концентрацию воды океана. Предвидение В.И. Вернадского о повсеместном распространении жизни в океане до самого его дна сбылось.
Однако это подтвердилось через несколько десятков лет - в 1960 г., когда батискаф "Триест" с Жаком Пиккаром и Доном Уолшем коснулся дна Марианской впадины на глубине 10919 м от точки погружения. Акванавты на большой глубине увидели жизнь, о которой В.И. Вернадский только догадывался. Сегодня можно утверждать, что океаническое граница биосферы находится на глубине около 11 км. Воздушные потоки поднимают и переносят мириады микроорганизмов, вирусов, живущих главным образом в каплях влаги. Здесь можно встретить пыльцу, споры и семена растений, здесь есть привычными биогенные вещества - биолины и фитонциды. Здесь кипит жизнь, особенно в его толще от нескольких метров от поверхности суши или воды до примерно 50-300 м. Эту часть атмосферы М.Ф. Реймерс (1994) считает Экотон между террабиосферою и гидробиосферою, с одной стороны, и тропосферой - с другой. Ту часть тропосферы, куда только спорадически поднимающиеся перелетные птицы, стаи саранчи или какие скопления насекомых, автор относит к тропобиосферы. Над последней вне слоем положительных температур лежит относительно тонкий слой альтобиосферы (с лат. "Альт с" - высокий).
Здесь, где температура среды не поднимается выше 0° С, жизнь возможна лишь благодаря прямой солнечной инсоляции. Анализируя приведенные данные о нижнюю и верхнюю границы биосферы, а также физико-химические условия, которые определяют, ученые выделяют три группы жизнеобеспечивающих факторов. Во-первых, это достаточное количество углекислого газа и кислорода. На Гималаях, например, зеленый покров ограничен высотой 6200 м, где парциальное давление углекислого газа ниже, чем на поверхности моря. Однако и там жизнь не прекращается: его поддерживают некоторые виды пауков и насекомых, которые питаются органическими остатками, занесенными сюда ветром. Во-вторых, достаточное количество влаги, которая обеспечивает нормальное течение ферментативных процессов. В-третьих, благоприятный термический режим, который исключает или слишком высокие температуры (предопределяют свертывания белка), либо слишком низкие (прекращают работу ферментов). Живучих есть прокариоты - бактерии и цианобактерии, их можно встретить в ледниках Арктики, в скальных породах Антарктики, в горячих источниках с температурой до 98° С, а в подземных водах - и при 100° С.
Итак, мощность биосферы по вертикали в океанах охватывает всю толщу воды и незначительное донную пленку жизнь, а на континентах - тонкий надземный и мощный подземный слой. Вся земная поверхность нашей планеты принадлежит к биосфере, исключая, возможно, отдельные высокогорные участки, покрытые ледниками, и безводные пустыни. Самым слоем суши являются литосфера, которая вместе с водными биоценозами образует активную пленку жизни. До литосферы принадлежат не только биоценозы, образованные на поверхности суши. Жизнь не ограничивается поверхностью суши. Оно существует и в нижних слоях литосферы, особенно в подземных водах. Гидробиосфера распределяется на два системных образования - океаническое и континентальных водоемов - океанобиосферы, или мариносферу и аквабиосферу. Каждое из этих образований имеет свою характерную структуру и свой набор гидробионтов. Особо следует отметить озоносферу, которую еще называют озоновым экраном. Несмотря на низкое содержание озона в атмосфере, этот газ играет существенную эколого-биологическую роль, активно поглощая коротковолновое ультрафиолетовое (УФ) излучения Солнца.
Озоновый слой, расположенный в стратосфере на высоте примерно 15-20 км (верхняя граница его распространения - 45 км), не только определяет температурный режим стратосферы, но есть и защитным щитом земных организмов, отклоняя от них смертоносное ультрафиолетовое излучение.
В последние десятилетия внимание мировой общественности приковано к разрушению озонового слоя, которое происходит главным образом под влиянием хлорфторвуглеводив (фреонов), широко используемых в быту (холодильные установки, газовое наполнение аэрозольных баллончиков). Эти соединения (95% их, как правило, попадает в воздушную среду) под действием ультрафиолетового излучения выделяют хлор, который и разрушает стратосферный озон. Этому негативному процессу способствуют также и выбросы реактивных самолетов, ядерные выбросы, расписание минеральных удобрений, которые сопровождаются выделением азота и его окислов, также способных разрушать озоновый экран. Итак, собственно биосфера - это слой активной жизни, глубина которого на суше составляет около 12 км, а в пределах океана - 17 км. Это расстояние значительно меньше, чем предполагалось (20 - 22 и даже
больше). В среднем слой планетарного жизни достигает всего около 20 км. Если сопоставить размеры космоса и земной антропосфера, это напоминает целлофановую пленку, которую так легко повредить.
