Биосфера, основные свойства.

Термин «биосфера» в научную литературу введен в 1875 г. австрийским учёным-геологом Эдуардом Зюссом. К биосфере он отнёс всё то пространство атмосферы, гидросферы и литосферы, где встречаются живые организмы. Владимир Иванович Вернадский (1863-1945) использовал этот термин и создал науку с аналогичным названием. «Если с понятием «биосфера» по Зюссу связывалось только наличие в трёх сферах земной оболочки (твёрдой, жидкой и газообразной) живых организмов, то по В. И. Вернадскому, им отводится главнейшей геохимической силы. При этом в понятие биосферы включается преобразующая деятельность организмов не только в границах распространения жизни в настоящее время, но и в прошлом». В таком случае под биосферой понимается всё пространство (оболочка Земли), где существует или когда-либо существовала жизнь, то есть встречаются живые организмы или продукты их жизнедеятельности. При этом, «самой существенной особенностью биосферы является биогенная миграция атомов химических элементов, вызываемая лучистой энергией Солнца и проявляющаяся в процессе обмена веществ, росте и размножении организмов»

В. И. Вернадский в границы биосферы включил нижнюю часть атмосферы (до озонового пояса на высоте 25-27 км - все живое, поднимающееся выше защитного слоя озона, погибает под воздействием ультрафиолетового излучения Солнца), всю гидросферу до максимальных глубин (дно океанических впадин и толщи осадочных пород) и верхнюю часть литосферы (здесь распространение жизни ограничено температурой горных пород и подземных вод, которая постепенно возрастает с глубиной и на уровне 1,5-15 км уже превышает 100 °C). «На поверхности Земли в настоящее время полностью лишены живых существ лишь области обширных оледенений и кратеры действующих вулканов.».

Вернадский отмечал, что вещество биосферы состоит из 7 глубоко разнородных частей, геологически не случайных: живое вещество, биогенное, косное, биокосное, вещество в радиоактивном распаде, вещество рассеянных атомов, вещество космического происхождения. Живым веществом В. И. Вернадский назвал всю совокупность тел живых организмов в биосфере (органические и неорганические), вне зависимости от их систематической принадлежности. Биогенное вещество (уголь, битумы, нефть, известняки и др.) – создано жизнью и является источником чрезвычайно мощной потенциальной энергии. Косное вещество – образовано процессами, в которых живое вещество не принимало участия, это вещество образовалось до появления жизни на Земле (горные и скалистые породы, вулканические извержения). Биокосное вещество – образованно одновременно косными процессами и живыми организмами (кора выветривания, почвы, природные воды), причём они представляют значительную биогеохимическую энергию в биосфере. Радиоактивное вещество – это совокупность всех изотопных элементов, находящихся в состоянии радиоактивного распада. Вещество рассеянных атомов – это совокупность всех элементов, находящихся в атомарном состоянии и не входящих в состав никакого другого вещества. Космическое вещество – это совокупность веществ, попадающих в биосферу из космоса и имеющих космическое происхождение (метеориты, космическая пыль).

Биосфера, таким образом, – это та область Земли, которая охвачена влиянием живого вещества.

Обобщая всё вышесказанное, можно перечислить основные свойства биосферы:

1. Биосфера - централизованная система. Центральным звеном биосферы является живое вещество, что подтверждается его свойствами и функциями.

2.     Биосфера - открытая система. Ее существование невозможно без поступления энергии извне.

3.     Биосфера - саморегулирующаяся система, характеризующаяся гомеостазом. Гомеостаз биосферы, как и экосистемы, подчиняется принципу ЛеШателье-Брауна: если на систему действуют силы, выводящие ее из состояния устойчивого равновесия, то равновесие смещается в том направлении, при котором эффект этого воздействия ослабляется.

4.     Биосфера - это система, характеризующаяся большим разнообразием, которое обусловлено:

-разными средами жизни;

-разнообразием природных зон;

-наличие регионов, сильно отличающихся от большинства других химическим составом литосферы;

-объединение в рамках биосферы большого количества элементарных экосистем со свойственным им видовым разнообразием.

5.     Для биосферы, как для глобальной экосистемы, применим закон Эшби: стабильность и устойчивость экосистемы тем выше, чем больше видовое разнообразие. Под стабильностью экосистемы понимается способность экосистемы сохранять свою структуру и функциональные свойства при воздействии внешних факторов. Устойчивость экосистемы – это способность экосистемы возвращаться в исходное или близкое к нему состояние после прекращения воздействия факторов, которые вывели ее из состояния равновесия.

6.     Биосфера характеризуется наличием механизмов, обеспечивающих круговорот веществ и связанную с ним неисчерпаемость отдельных химических элементов и их соединений.