Основные закономерности функционирования биосферы: поток энергии и круговорот биогенных элементов.

 Благодаря способности трансформировать солнечную энергию в энергию химических связей биота биосферы выполняет ряд фундаментальных биогеохимических функций планетарного масштаба. Газовая функция. Кислород атмосферы накоплен за счет фотосинтеза, единственный абиогенный источник кислорода – диссоциация воды на больших высотах – незначителен. Накапливание кислорода в атмосфере происходит за счет захоронения углерода в виде органического вещества. Количество кислорода в атмосфере до сих пор неуклонно растет (несмотря на то что только один современный воздушный лайнер за один час полета сжигает необходимый для образования озона кислород в количестве около 5 тонн). Создание озонового слоя из кислорода в верхних слоях тропосферы – результат деятельности живого вещества. Биохимическая переработка продуцирование и потребление углекислого газа, азота, сероводорода, метана, других летучих веществ (фитонцидов) формирует и поддерживает постоянство состава атмосферы. Концентрационная функция. Живые организмы пропускают через свое тело большие объемы воздуха и природных растворов, осуществляют биогенную миграцию и концентрирование химических элементов и их соединений: биосинтез органики; строительство раковин и скелетов, образование коралловых островов, толщ осадочных известняков; окисление и восстановление элементов с переменной валентностью микроорганизмами (азот, сера, железо, марганец и др.) Геологические результаты концентрационной функции биосферы – месторождения серы, сульфидов, скопления железомарганцевых конкреций на дне океана и т.п. Окислительно-восстановительная функция тесно связана с биогенной миграцией элементов и концентрированием веществ. Многие вещества в природе крайне устойчивы и не подвергаются окислению при обычных условиях. Молекулярный азот – один из важнейших биогенных элементов. Живые клетки располагают эффективными катализаторами – ферментами и способны производить окислительно-восстановительные реакции в миллионы раз быстрее, чем это может происходить в абиогенной среде.Информационная функция. С появлением живых существ на планете появилась генетическая информация – активная («живая») информация, отличающаяся от той «мертвой» информации, которая является простым отражением структуры. Живые организмы способны к получению информации путем соединения потока энергии с молекулярной структурой, играющей роль программы. Способность воспринимать, хранить и перерабатывать молекулярную информацию стала важным экологическим системообразующим фактором. Суммарный запас генетической информации биоты биосферы оценивается в 1015бит, а общая мощность потока молекулярной информации, связанной с обменом веществ и энергии всех клеток глобальной биоты – 1036бит/с.Перечисленные функции живого вещества биосферы обращены к внешним факторам существования образуют мощную средообразующую функцию биосферы, тесно связанную со средорегулирующей функцией – биотической регуляцией окружающей среды. Биота в глобальном масштабе способна с большой точностью и длительное время поддерживать на постоянном уровне важные параметры окружающей среды.Функционирование биосферы осуществляется в рамках бесконечного множества круговоротов вещества различного уровня под действием потока энергии от солнца:1. Круговорот воды (в пределах ландшафтов – испарение – конденсирование – осадки; в пределах планеты – водообмен – океаны – материки).2. Круговороты (биологические) отдельных ландшафтов (характеризуются скоростью – количеством живого, образующегося и разлагающегося в единицу времени и емкостью – количество химических элементов, находящихся одновременно в составе живого в данной экосистеме).3. Круговороты отдельных химических элементов– углерода, кислорода, азота и др.