Билет 21. Дж.Лавлок, английский ученый третьей четверти ХХв опубликовал концепцию Матери Земли – Геи

Мать Земля-Гея, по Г.Лавлоку

Дж.Лавлок, английский ученый третьей четверти ХХв опубликовал концепцию Матери Земли – Геи. Суть в том, что «шуба» Земли – ее атмосфера входит в саморегулирующуюся систему из 4х составляющих (планетарная биота, почва, атмосфера, океан). Биота воздействует на 3 остальные составляющие, прямо прямо и опосредодованно поддерживает баланс парниковых газов в атмосфере, и «шубв» Земли работает в оптимальном режиме. Состояние весьма высокой сбалансированности между 4 главными составляющими системы ученый назвал гомеостазисом (гомеостазом).

Лавлок не знал о трудах Вернадского, только в 80х он обнаружил, что В.был его выдающимся предшественником.

Лавлок посвятил конепции Геи 3 книги. Эта концепция имеет множество сторонников, вней на глобальном уровне использовано представление о гомеостазисе, об организованности биосферы. Гомеостазу противопоставляется состояние его нарушения, т.е. своего рода хаос в природе, - бифуркация.

1. Концентрационная, транспортная и деструктивная функции живого вещества.

Концентрационная функция. Под ней Владимир Иванович подразумевал способность организмов к избирательному выбору из окружающей среды определенных химических элементов, которые благодаря этому накапливаются в живом веществе.

Концентрация элементов происходит по ряду причин, но чаще – в связи с физиологическими потребностями организмов, или вследствие сильного роста содержания какого-либо вещества в окружающей среде, что и приводит к биогенному извлечению. Второй механизм может быть полезным или, наоборот, вредным для человека. С одной стороны, организм извлекают из окружающей среды многие загрязняющие вещества и тем самым улучшают ее состояние. Так, из воздуха растения поглощают многие загрязняющие его газы (фтористый водород, двуокись серы, хлор, двуокись азота, озон, окись углерода и др.). В частности, растения обладают способностью довольно существенно понижать содержание SO2 в воздухе.

Другой пример биогенной концентрации – создание известкового скелета многими организмами. В этом случае содержание кальция и углерода, входящих в CaCo3 скелета, оказывается значительно выше, чем в окружающей среде, как наземной, так и водной.

Способность извлекать различные ингредиенты из весьма разбавленных растворов и накапливать в биомассе в концентрированной форме также свойственна для живого вещества. Организмы заимствуют из водной среды углекислые соли кальция, магния и стронция, кремнезем, фосфаты, йод, фтор и другие компоненты. Их работы носит избирательный характер. Так, в морской воде содержание магния достигает 1350мг\л, кальция – 400, а кремния – единицы миллиграммов. Все же гидробионты строят свой скелет преимущественно из соединений кальция и кремния, а не магния. От степени солености морской воды в то же время в значительной мере зависит интенсивность концентрации в организмах микроэлементов (Лапо, 1987).

Минеральные образования, которые обособляются в организмах, называют биоминералами. Таковы, например, некоторые минеральные включения в тканях высших растений. К числу их относят фитолиты кремния в хвое деревьев. Это тончайшие, размером в микрон. частички кремнезема. В клетках некоторых бактерий присутствует элементарная сера. Коралловые постройки сложены в основном кальцитом.

В продуктах жизнедеятельности некоторых видов микроорганизмов по сравнению с окружающей средой содержание марганца увеличено в 1.200.000 раз, железа – 650.000 раз, ванадия – в 420.000 раз, серебра – 240.000 раз. Эту особенность живого вещества, ведущую к образованию залежей многих полезных ископаемых, образно охарактеризовал А.В. Хабаков: «Бактерии не самовластные творцы месторождения, а их природные технологи-обогатители» (Лапо,1987).

По Р.А. Амосову и С.Л. Васину (1995), все химические элементы по их значению для микроорганизмов делятся на три группы:

-существенные для питания и жизни клеток (Mg, K, P, Mn, Zn, Si)

-несущественные, но обычно используемые в функциях клеток (Ca, Na, Cl)

-токсичные (Hg, As, Cd, Pb, Ag, Bi).

Транспортная функция. В 1889г. с берегов Северной Африки через Красное море в Аравию перелетела гигантская туча саранчи. Движение насекомых длилось целый день, а их масса составила 44 млн т. Этот факт В.И. Вернадский расценивал как свидетельство огромной силы живого вещества, выражение давления жизни, стремящейся к захвату всей Земли. Одновременно он видел в этом биогеохимический процесс – миграцию элементов, входящих в биомассу саранчи, миграцию совершенно особую – но воздуху, на большие расстояния, миграцию, не согласующуюся с обычным режимом перемещения воздушных масс в атмосфере.

Можно говорить о двух видах транспортной функции биоты. Случай с «тучей» саранчи – пример активного транспорта вещества в зоомассе перемещающихся животных. Активный транспорт с зоомассой по воздуху называют анадромным переносом. Приближенные подсчеты общего веса мошки и комаров, перелетающих с низинных участков в леса на возвышенных территориях, в переводе на микроэлементы обнаруживает интереснейшую закономерность. Оказывается, что анадромный перенос примерно компенсирует потерю микроэлементов в рез-те выноса их со стоком.

Другим видом транспортной функции можно считать пассивное передвижение биомассы с потоками воздуха, воды или грунтовых масс. Например, в степях и полупустынях перенос больших масс отмерших трав (кермек, качим и др.) в форме перекати-поле. При созревании семян хорошо разветвленные и изогнутые кустистые растения отламываются у корня, и шароподобные массы сухой травы катятся на многие километры, движимые ветром. Происходит разнос семян, а большие массы мертвого органического вещества скапливаются в понижениях, в руслах рек, в каналах, от чего может сильно ухудшаться качество воды в них.

Крупные потоки биогенных веществ возникают при ветровом разносе пыльцы. С речным стоком каждый год переносится громадное количество растительного детрита и организмов. Однако оценки такой миграции, как и биогенного транспорта в целом отсутствуют.

Деструктивная функция. Биогенная деструкция – способность организмов к разложению вещества в процессе жизнедеятельности во многих случаях выступает составляющей других, уже рассмотренных экологических функций живого вещества. Например, при разрушении органического вещества микроорганизмами выделяются различные газы (СH4, H2S и др.), т.е. осуществляется газовая функция.

Гифы лишайников расчленяют первичные минералы при проникновении в них по плоскостям спаянности на глубинку 1-2мм. Так начинается биофизическая дезинтеграция плотных пород. Распространяются по трещинам корни высших растений. При это давление, оказываемое корнями на вмещающие образования, может достигать 10-15кг\см2. Такое нарушение плотного подпочвенного субстрата – одно из выражений почвенно-эллювиальной функции биоты.

Однако существуют такие ситуации, когда организмы действуют как факторы деструкции в чистом виде. Например, на карбонатных породах в водоемах встречаются сверлящие циано-бактерии и водоросли, которые выполняют важную функцию по возвращению в биологический круговорот не только кальция, а также магния и фосфора.

Большую роль в разрушении грубообломочных наносов играет микробиологическое выветривание, происходящее в субаквальных условиях. Глыбы, валуны, галька окатываются и истираются гораздо быстрее, когда из слагающих их минералов микроорганизмы извлекают кремнезем.

В современных условиях деструктивная функция микроорганизмов часто становится причиной большого экономического ущерба. Например, там, где в грунтовых водах содержатся соединения аммония, деятельность нитрифицирующих бактерий может привести к разрушению стен и фундаментов сооружение. Всюду, где в воду из донных илов поступает сероводород, тионовые бактерии разлагают подводные части конструкций из бетона. Дело в том, что эти деструкторы окисляют упомянутый газ и образующаяся в конечном итоге серная кислота растворяет бетон.

Специфическую работу выполняют микроорганизмы внутри осадочной оболочки Земли. Здесь в анаэробных, а вблизи поверхности и в аэробных условиях их деятельность может приводить к разрушению месторождений горючих ископаемых, серы и сульфидных руд.

Дата добавления: 2015-06-27