Биосфера. Основные понятия и представления о циклических превращениях элементов в биосфере

Живое вещество

Основные понятия и представления о циклических превращениях элементов в биосфере.

Биогеохимия — наука, изучающая жизнедеятельность организмов в качестве ведущего фактора миграции и распределения масс химических элементов на Земле. Основоположник биогеохимии — выдающийся естествоис­пытатель и мыслитель XX в. В. И. Вернадский. Теоретическую основу биогеохи­мии составляет учение о живом веществе и биосфере.

Общим условием существования разнообразных по размерам, морфологии и физиологии живых организмов (в том числе, микроорганизмов) является обмен веществ со средой обитания. Несмотря на то, что живые организмы составляют ничтожную часть массы наружных оболочек Земли, суммарный эффект их геохимической деятельности с учетом фактора времени имеет важное планетарное значение. Организмы, поглощая химические элементы селективно, в соответствии с физиологическими потребностями, вызывают в окружающей среде биогенную дифференциацию элементов. Не менее существенное значение имеет геохимия метаболизма. Газообразные метаболиты, поступая в газовую оболочку, постепенно изменяют ее состав. Жидкие метаболиты и продукты отмирания влияют на кислотно-щелочные и окислительно-восстановительные условия природных вод, которые закономерно преобразуют верхнюю часть литосферы: извлекают из нее определенные химические элементы, вовлекают их в водную миграцию и в итоге способствуют формированию химического состава Мирового океана и осадочных горных пород.

Хотя биомасса составляет по весу не больше 0,1% земной коры, в нее входят практически все элементы: макроэлементы С, Н, О, N, S, P, Ca, Mg, К, Na, Fe, Cl — в больших концентрациях, чем в земной коре, а микроэлементы, например Al, Zn, Mn, Cu, Si, Br, I, As — обычно лишь в следовых количествах, хотя они тоже жизненно необходимы.

Воздействие микроорганизмов на окружающую среду, не прерываясь ни на мгновение, продолжается около 4 млрд лет, на протяжении всей геологической истории, обеспечивая постоянный и непрерывный массообмен химических элементов с окружающей средой. По этой причине микроорганизмы играют роль одного из ведущих факторов геохимической эволюции наружной части Земли.

К общим условиям существования жизни относятся: наличие жидкой воды, биогенных элементов и поступление лучистой энергии в диапазоне температур от – 50ºС до +50ºС. Поэтому жизнь возможна только в тонком слое между земной корой и атмосферой – в биосфере.

Термин биосфера как сфера обитания организмов был введен в научный лексикон австрийским геологом Эдуардом Зюссом (1831 — 1914) в 1875 г. В.И.Вернадский разработал представление о биосфере как о наружной оболочке Земли, охваченной геохимической деятельностью живого вещества. В современном понимании биосфера не среда жизни, а глобальная система, где в неразрывной связи существуют, с одной стороны, инертное вещество в твердой, жидкой и газовой фазах, а с другой — разнообразные формы жизни и их метаболиты. Биосфера представляет собой единство живого вещества и пронизанной им наружной части земного шара.

Дата добавления: 2014-01-05