1. Учение о биосфере и функции живого вещества.

Внешняя оболочка З., заполненная живыми существами – биосфера (б/сф) формируется благодаря взаимодействию компонентов л/сф, г/сф и а/сф; главным источником энергии для этого взаимодействия является солнечная радиация.

Границы б/сф. Определяя б/сф, Вернадский вводит понятие живое вещество (ж.в.) – совокупность всех живых организмов (ж.о.). Область распространения ж.в. включает нижнюю часть воздушной оболочки (а/сф), всю водную оболочку (г/сф) и верхнюю часть твердой оболочки (л/сф). Вернадский четко обозначает границы б/сф – верхний и нижний пределы распространения жизни. Верхний – обусловливается приходящей из космоса лучистой энергией, губительной для живых существ(УФ излучении; оно задерживается озоновым экраном, нижняя граница которого проходит на высоте ок. 15 км: это верхняя граница б/сф. )Нижний предел жизни связан с повышением темп. в земных недрах. На глубине 3-3.5 км темп. достигает 100С. Наибольшую мощность б/сф имеет в океане: от поверхности до максимальных глубин в нем обитают живые существа. Для б/сф характерно не только присутствие ж.в. Она обладает также следующими тремя особенностями: 1) на нее падет мощный поток солнечной энергии; 2) в ней в значительном количестве содержится жидкая вода; 3) в ней проходят поверхности раздела между веществами, находящимися в трех фазах – твердой, жидкой и газообразной. Все это служит предпосылкой для активного обмена веществом и энергией, в котором большую роль играют организмы. Б/сф – главная арена жизни живых существ, а также жизни и хозяйственной деятельности человека.

Функции ж.в. и механизмы устойчивости б/сф. Все виды устойчивости, наблюдаемые в ж.о. и б/сф в целом, не являются статическими, а достигаются за счет непрерывных процессов, активно препятствующих любой тенденции к нарушению этого постоянства. Устойчивость всего живого есть непрерывная борьба за существование. Вернадский выделил в б/сф несколько типов веществ: ж.в. – биомасса всех ж.о., биогенное вещество – созданное ж.о. (нефть, газ), косное вещество – образованное без участия ж.о. (вода, песок и др.) и биокосное вещество – созданное одновременно ж.о. и неживой природой (почва). Главную роль в б/сф играет ж.в. или биомасса живых существ.

Функции ж.в. Энергетическая функция выполняется прежде всего растениями, которые в процессе фотосинтеза аккумулируют солнечную энергию в виде разнообразных органических соединений. По словам Вернадского, зеленые хлорофилльные организмы, зеленые растения являются главным механизмом б/сф, который улавливает солнечный луч и создает фотосинтезом химические тела – своеобразные солнечные консервы, энергия которых в дальнейшем становится источником действенной химической энергии б/сф, а в значительной мере – всей з.к. Внутри экосистемы эта энергия в виде пищи распределяется между животными. Частично энергия рассеивается, а частично накапливается в отмершем органическом веществе и переходит в ископаемое состояние. Так образовались залежи торфа, каменного угля, нефти и др. горючих полезных ископаемых.

Разрушительная (деструктивная) функция состоит в разложении. Мертвое органическое вещество разлагается до простых неорганических соединений (углекислого газа, воды, сероводорода, метана, аммиака и т.д.), которые вновь используются в начальном звене круговорота. Этим занимается специальная группа организмов-редуцентов (деструкторы). Особо следует сказать о химическом разложении г.п. Пионеры жизни на скалах – бактерии, синезеленые водоросли, грибы и лишайники – оказывают на г.п. сильнейшее химическое воздействие растворами целого комплекса кислот – угольной, азотной, серной и разнообразных органических. Разлагая с их помощью те или иные минералы, организмы избирательно извлекают и включают в биотический круговорот важнейшие питательные элементы – кальций, калий, натрий, фосфор, кремний, микроэлементы. Благодаря жизнедеятельности организмов-деструкторов создается уникальное свойство почв – их плодородие.

Накопительная (концентрационная) функция заключается в избирательном накоплении при жизнедеятельности организмов атомов веществ, рассеянных в природе. Способность концентрировать элементы из разбавленных растворов – это характерная особенность ж.в. Наиболее активными концентраторами многих элементов являются микроорганизмы. Морские организмы активно концентрируют рассеянные минералы для построения своих скелетов или покровов.

Средообразующая функция состоит в трансформации физико-химических условий среды (л/сф, г/сф, а/сф) в условия, благоприятные для существования организмов. Можно сказать, что эта функция есть совместный результат всех рассмотренных выше функций ж.в.

Средообразующие функции ж.в. создали и поддерживают баланс вещества и энергии в б/сф, обеспечивая стабильность условий существования организмов. В том числе человека. Вместе с тем ж.в. способно восстанавливать условия обитания, нарушенные в результате природных катастроф или антропогенного воздействия. В результате средообразующей функции в географической оболочке произошли следующие важнейшие события: был преобразован газовый состав первичной атмосферы; изменился химический состав вод первичного океана; образовалась толща осадочных пород в литосфере; на поверхности суши возник плодородный почвенный покров. Чистота морских вод – результат фильтрации, осуществляемой разнообразными организмами, особенно зоопланктоном. Работа их настолько интенсивна, что весь океан очищается от взвеси за 4 года.

На земной поверхности нет химической силы, более постоянно действующей, а потому и более могущественной по своим конечным последствиям, чем живые организмы, взятые в целом. Жизнь сводится к непрерывной последовательности роста, самовоспроизведения и синтеза сложных химических соединений. Без переноса энергии, сопровождающего эти процессы, невозможно было бы ни существование самой жизни, ни образование надорганизменных систем всех уровней организации. Если бы солнечная энергия на планете только рассеивалась, то жизнь на Земле была бы невозможной. Чтобы биосфера существовала, она должна получать и накапливать энергию извне. И эта работа выполняется живыми организмами