ТОР 5 статей: Методические подходы к анализу финансового состояния предприятия Проблема периодизации русской литературы ХХ века. Краткая характеристика второй половины ХХ века Характеристика шлифовальных кругов и ее маркировка Служебные части речи. Предлог. Союз. Частицы КАТЕГОРИИ:
|
Биосфера Кора выветриванияВВЕДЕНИЕ Настоящее учебное пособие предназначено для студентов, обучающихся по специальности 020802 – «Природопользование». Также может быть использовано студентами, обучающимся по специальности 280201 – «Охрана окружающей среды и рациональное использование природных ресурсов» по курсу «Науки о Земле» или студентами других специальностей, в учебной программе которых предусмотрено изучение ландшафтоведения. В пособии изложены взгляды В.И. Вернадского [1-4], его учеников и последователей на особенности биосферы как структурной оболочки планеты Земля, миграцию веществ и влияния геохимической среды на развитие и химический состав растений, и биогеохимические функции живого вещества [5-7]. Пособие является дополнением к лекционному материалу, предусмотренному программой по курсу геологии. Особое внимание в нем уделено более глубокому и подробному рассмотрению вопросов, которые не достаточно полно изложены в имеющейся по данному курсу учебной литературе. 1. БИОСФЕРА. УЧЕНИЕ В.И. ВЕРНАДСКОГО О БИОСФЕРЕ КАК О СТРУКТУРНОЙ ОБОЛОЧКЕ ПЛАНЕТЫ ЗЕМЛЯ 1.1. Геохимические аспекты учения о биосфере. Роль живого вещества в геологической истории земли Термин «биосфера» был введен в науку Зюссом (Suess, 1875). Биосфера по Зюссу – это сфера обитания живых организмов, или сфера, занятая жизнью. В.И. Вернадский такое понимание биосферы в дальнейшем развил как понятие планетной среды, в которой только и может проявляться жизнь. В книге «История минералов земной коры» (1925) В.И. Вернадский писал: «Живое вещество тоже распространено концентрически в земной коре. Область, им занятая, образует в земном шаре оболочку, которую мы называем биосферой. Эта биосфера охватывает часть литосферы и атмосферы и всю гидросферу». Позднее В.И. Вернадский начинает рассматривать биосферу как большое естественное тело планеты, в котором идут все биогеохимические явления, определяющие его сущность. Он пишет: «Земная оболочка, биосфера, обнимающая весь земной шар, имеет резко обособленные размеры, в значительной мере она обуславливается существованием в ней живого вещества – им заселена. Между ее косной безжизненной частью, ее косными природными телами и живыми веществами, ее населяющими, идет непрерывный материальный и энергетический обмен, материально выражающийся в движении атомов, вызванном живым веществом. Этот обмен в ходе времени выражается закономерно меняющимся, непрерывно стремящимся к устойчивости равновесием. Оно проникает всю биосферу, и этот биогенный ток атомов в значительной степени ее создает. Так неотделимо и неразрывно биосфера на всем протяжении геологического времени связана с живым заселяющим ее веществом. В этом биогенном токе атомов и связанной с ним энергии проявляется резко планетное, космическое значение живого вещества. Ибо биосфера является той единственной земной оболочкой, в которую непрерывно проникает космическая энергия, космические излучения, и, прежде всего, лучеиспускание Солнца, поддерживающее динамическое равновесие, организованность: биосфера – живое вещество». В 1926 году в своей книге «Биосфера» В.И. Вернадский изложил 6 эмпирических обобщений, вскрывающих роль живого вещества в геологической истории Земли: 1. Современное живое вещество находится в генетической связи с живым веществом прошлого. Условия земной среды доступны для существования живого вещества и его химического влияния на окружающую среду. Отсюда вывод о непрерывности процессов выветривания; 2. Во все известные геологические периоды неизменно выдерживается принцип Реди (Redi, 1712) –«все живое от живого»; 3. Лучистая энергия Солнца регулирует химическое проявление земной коры через посредство живых организмов; 4. История Земли демонстрирует принцип Геттона (Неtton, 1796) – «В геологии нет ни начала, ни конца»; 5. Существование биосферы на планете непрерывно во времени (принцип актуализма); 6. Эволюционный процесс имеет направленность – принцип Дана (Dаn, 1863). И далее В.И. Вернадский добавляет научные положения, указывающие на характер проявления биосферы не только в природе Земли, но и в космосе: 1. Космические излучения, идущие от всех небесных тел, охватывают биосферу, проникают всю ее и все в ней, и биосфера должна рассматриваться как «область превращений космической энергии»; 2. Изучение жизни в форме живого вещества указывает на то, что это есть планетное, т.е. космическое явление, и биосфера, таким образом, выявляется как планетное явление космического характера; 3. Живое вещество есть, прежде всего, планетное явление и не может быть оторвано от биосферы, геологической функцией которой оно является. Таким образом, в этих положениях В.И. Вернадского четко сформулировано, что биосфера должна рассматриваться и как земная природа, и как планетное явление космического характера. Таким образом, биосфера – это геологическая земная оболочка, охваченная жизнью и структурно организованная этой жизнью. Биосфера взаимосвязана со своим планетным окружением, т.е. существует и развивается в среде планетного характера. Биосфера, как планетная система, входит в более обширную надсистему Земли, обладающую единством взаимодействия земного и космического процессов. Организованность биосферы – результат планетно-космической организованности. В настоящее время организованность биосферы интенсивно изменяется под влиянием человеческой деятельности. Границы биосферы В.И. Вернадский в книге «Биосфера» писал: «Пределы биосферы обусловлены, прежде всего, полем существования жизни». Современные исследования показывают, что верхняя граница распространения живых организмов определяется губительным действием радиации. Низкие температуры верхних слоев тропосферы, напротив, оказывают защитное действие, так как жизнеспособность микроорганизмов сохраняется дольше при низких температурах. Так называемый аэропланктон в большей или меньшей степени населяет всю тропосферу. Но уже в тропопаузе происходит резкое изменение температуры, давления, средней скорости частиц, теплопроводности, вязкости, теплоемкости. Совокупность физических свойств среды на этих высотах такова, что микроорганизмы вряд ли могут существовать в этих условиях. Таким образом, по-видимому, верхний предел биосферы – верхние слои тропосферы, может быть – тропопауза. Ясного представления о нижнем пределе биосферы до сих пор нет. Возможно, что на континентах нижний предел существования жизни находится где-то на глубине 2–3 км. Именно на таких глубинах обнаружены пурпурные тионово-кислые бактерии, использующие свободный кислород, выделяющийся при разложении воды нефтяных месторождений под влиянием γ-излучения радия. А также термофильные сульфат-восстанавливающие бактерии, существующие при t ~ 104 °С. Под океанами предел биосферы распространяется на глубине 0,5–1 км от дна. В «Очерках геохимии» (1934) В.И. Вернадский дал схему оболочек земного шара (рис. 1) . Ионосфера Стратосфера Тропосфера Педосфера Биосфера Кора выветривания Стратисфера Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском:
|