Оболочки Земли

ионосфера

стратосфера

тропосфера

педосфера

Биосфера кора выветривания

стратисфера

метаморфическая оболочка

гранитная оболочка

основная базальтовая оболочка

В «Очерках геохимии» (1934) В. И. Вернадский дал схему оболочек земного шара. В этих пределах поля су­ществования жизни - биосферы - и происходит непре­рывное воздействие живого вещества на все природные процессы.

Пределы биосферы. Биосфера как оболочка земли. Диссимметричность биосферы. Границы биосферы. Верхняя граница и озоновый экран. Неоднозначность нижней границы биосферы. Неравномерность распределения живого вещества в биосфере. Вертикальная и горизонтальная структуры биосферы. Эколого-биосферный регион и экосистемы (биогеоценозы). Различные подходы к понятию и структуре биосферы. Физико-химические условия и пределы биосферы.

См. 4 вопрос. Биосфера – область распространения жизни. Верхяя граница проходит по озоновому слою в атмосфере. Почва – нижняя граница. Глубина распространения жизни – 3,5 – 4 км, что касается горизонтального распространения жизни, то жизнь есть везде.

Наша планета имеет неоднородное строение и состоит из концентрированных оболочек (геосфер) – внутренних и внешних. К внутренним оболочкам относятся ядро, мантия, а к внешним – литосфера, гидросфера, атмосфера и сложная оболочка Земли – биосфера. Биосфера – внешняя оболочка Земли, в которую входит часть атмосферы до высоты 25 – 30 км (до озонового слоя), практически вся гидросфера и верхняя часть литосферы примерно до глубины 3 км, населенные живыми организмами.

ГЕОМЕТРИЧЕСКОЕ УСТРОЙСТВО ЭНЕРГИИ ЛЕВИЗНЫ-ПРАВИЗНЫ В БИОСФЕРЕ И ЕЕ ВЛИЯНИЕ НА ЗДОРОВЬЕ ЧЕЛОВЕКА Некрасов В.А. Международная Академия Тонкополевой Экологии Здоровья, Троицк, Россия В условиях биосферы Земли человек живет уже много миллионов лет, именно в ней он приспособлен для продолжительного пребывания. Исследование окружающей нас среды обитания и способов взаимодействия с ней для решения задач обеспечения здоровья и долголетия, является в науке одним из основополагающих направлений. Фундаментальным вопросом в организации жизни человека в биосфере является геометрическое устройство в ней энергии левизны и правизны. Результаты исследований В.А. Некрасова позволили объединить гипотезы нескольких поколений ученых и, в первую очередь, В.И. Вернадского, а именно: энергия левизны-правизны в биосфере геометрически построена; биосфера обладает диссимметричностью; на Земле проживают как правые, так и левые организмы и сделать ряд закон геометрического устройства энергии левизны и правизны в-открытий: факторы, влияющие на-биосфере в Северном и Южном полушарии; устройство диссимметрии у человека-зарождение правых и левых людей; ритмическая изменчивость диссимметрии в биосфере и-левого и правого. ее влияние на процессы жизнедеятельности организма человека. Результаты исследовательской работы показали, что среди важнейших условий, определяющих качество жизни человека на Земле, является организация ее в биосфере, в соответствии с геометрическим устройством в ней левизны-правизны и диссимметрии, а также наличия патогенных лучей круглой формы. Знания геометрического устройства биосферы позволили решить ряд проблем организации здоровой жизни в ней человека. 1. Ответить на вопрос противоречивых гипотез по влиянию на здоровье человека некоторых участков, часто называемых геопатогенными зонами; 2. Определить первопричины многих заболеваний; 3. Разработать новые эффективные способы ранней профилактики болезней; 4. Разработать эффективные способы ранней диагностики заболеваний; 5. Разработать эффективные способы успешного лечения большого ряда болезней; 6. Выработать правила строительства экологически чистого жилья, прокладки автомобильных, железных, водных дорог в соответствии с геометрическим законом устройства биосферы и наличия в ней биосферных патогенных зон; 7. Выработать правила организации здоровой жизни человека в биосфере. Таким образом, человек так вписан в биосферу Земли, что процессы жизнедеятельности его организма подчиняются законам, по которым она устроена. Открытие закона геометрического устройства энергии левизны-правизны в биосфере и ее ритмической изменчивости раскрывает важнейшие принципы построения биосферы и человека в ней, и составляют основу организации его здоровой жизни.

Границы биосферы – см. 4 вопрос.

Озон в верхних слоях атмосферы (“Озоновый экран”). Озоновый экран располагается у полюсов на высотах 9-30 км, у экватора – на 18-32 км. Концентрация озона в нем равна 0,01-0,06 мг/м³. Если содержащийся в границах экрана озон выделить в чистом виде, то слой его составит 3 – 5 мм. Содержание озона выражается в сантиметрах (0,3 – 0,5) или в единицах Допсона (миллиметры, увеличенные в 100 раз – 300-500 ед.).

Озон в верхних слоях атмосферы образуется в результате распада молекулы кислорода (О₂) под влиянием ультрафиолетовых лучей на два атома кислорода. Одновременно идет противоположный процесс распада молекул озона и образования кислорода. Условием для протекания реакций является наличие ультрафиолетовых лучей и преобразование их в инфракрасные тепловые. Таковы основные механизмы существования озонового экрана и поглощения ультрафиолетовых лучей.

Озон поглощает лучи с длиной волны 200-320 нм. Часть из них, как и более длинные, доходят до Земли. При этом лучи длиной 200-400 нм выделяют в категорию биологически активных ультрафиолетовых (БАУ).

Нижняя граница биосферы неровная. К примеру, в литосфере живые организмы или продукты их жизнедеятельности можно встретить на глубине 3,5–7,5 км, а в Мировом океане — на глубине 10–11 км. Нижняя граница на суше связана с областями «былых биосфер» — так В.И. Вернадский назвал сохранившиеся остатки биосфер прошлых геологических эпох (накопления осадочных пород, углей, горючих сланцев и др.)

Неравномерность распределения живого вещества в биосфере вызвана неровностями нижней границы (см. выше).

Океаны и континенты - горизонтальная структурная особенность планеты, определяющая в общих чертах строение биосферы. Но, конечно же, структура биосфе­ры гораздо сложнее. Г. Д. Рихтер (1969) предложил в основу классификации природных подразделений био­сферы положить структуру их вертикальной ярусности.

В учении о биосфере используют понятие «природ­ный комплекс» в смысле определенного ее подраз­деления - подсистемы. Выделяют следующие природ­ные комплексы первого ранга: континентальный и океанический.

Биосфера и границы Жизни. Космос и биосфера. Человек в биосфере. Создание новой ноосферной организованности. Учение В.И. Вернадского о биосфере и новое научное мировоззрение. Учение о биосфере – научный фундамент современной экологии.

Биосфера («сфера жизни») – сложная наружная оболочка Земли, населенная организмами, составляющими в совокупности живое вещество планеты. Это одна из важнейших госсфер Земли, являющаяся основным компонентом природной среды, окружающей человека. (см 5 вопрос).

Чтобы понять законы экологии и представить себе возможные последствия неудачного сосуществования человека с природой, необходимо понять, что такое жизнь, как она возникла, какова ее цель, есть ли общие принципы и законы Космоса, в частности, в отношении к жизни. Принято считать, что жизнь на Земле возникла в результате благоприятного стечения обстоятельств. Сегодня преобладает точка зрения, что жизнь - явление не земное, а космическое. Эту мысль еще в XVII в. высказал известный голландский ученый Христиан Гюйгенс: «Жизнь есть космическое явление, в чем-то резко отличное от косной материи». Говоря о космическом явле-нии, не надо думать (как это очень часто представлялось), что жизнь в виде зародышей занесена из Космоса. Вопрос значительно глубже. Возможно, что зародыши жизни, ее потенциал, ее носите-ли, возможности ее возникновения содержатся в некой субстан-ции, пронизывающей Вселенную. В той части Вселенной, где имеются необходимые физико-химические условия, жизнь вспы-хивает, как костер из сухих веток. Но эта субстанция, содержащая программу жизни, едина для всей Вселенной.

Факт эволюции биосферы требует исследования сложных процессов социального объекта в контексте планетной динамики. Организованность общества, с точки зрения проявившегося единства социального и геологического исторических процессов, выражает не столько собственное строение социума, сколько меру функционального соответствия последнего возникающей на планете организованности ноосферы, прогрессирующей коэволюции природы и общества. Развитие общества необходимо и сознательно должно соответствовать геологическому процессу перехода биосферы в ноосферу, собственно, стать сознательным геологическим процессом. Общество становится особым психогенным центром, фокусом ноосферной планетной организованности. Вопрос о том, как организовано общество приобретает значение, далеко выходящее за рамки собственно социального мира. Если организованность биосферы представляет в целом организованность ее живого вещества, то организованность ноосферы связывается, главным образом, с организованностью общества. При этом она рассматривается не в смысле структуры, социальных институтов, а, преимущественно, в плане содержательного согласования истории общества с геологическим, стихийно начатым на Земле процессом, с целью его максимального проявления. Такой цели с необходимостью должна соответствовать и формальная структура общества. Это вопрос о целесообразном социальном устройстве для осуществления регулируемого перехода биосферы в ноосферу — обеспечения сознательного этапа ее становления и наибольшей действенности «разумной воли» в творческом постижении смысла человеческой и космической истории. «Все общественное устройство должно... служить определенной цели создания наилучшей организации общечеловеческого дела преобразования мира».

7. Биохимические процессы в биосфере. Вещество биосферы. Семь типов вещества. Биокостное вещество и биокостные системы планеты: почва, природные воды, атмосфера. Биогенное вещество и ископаемые продукты жизнедеятельности организмов. Костное вещество и компоненты радиоактивного распада. Вещество космического происхождения. Живое и неживое – два полюса космической материи.

Биохимические процессы, осуществляющиеся в организмах, представляют собой сложные, организованные в циклы цепи реакций. На воспроизведение их в неживой природе потребовались бы огромные энергетические затраты. В живых организмах они протекают при посредстве белковых катализаторов – ферментов, понижающих энергию активации молекул на несколько порядков величин. Так как материалы и энергию для обменных реакций живые существа черпают в окружающей среде, они преобразуют среду уже только тем, что живут.

В. И. Вернадский подчеркивал, что живое вещество – самая активная форма материи во Вселенной. Оно производит гигантскую геохимическую работу в биосфере, полностью преобразовав верхние оболочки Земли за время своего существования.

10.2. Геохимическая работа живого вещества

Более 99 % энергии, поступающей на поверхность Земли, составляет излучение Солнца. Эта энергия растрачивается в громадном большинстве физических и химических процессов в гидросфере, атмосфере и литосфере: перемешивании воздушных и водных масс, выветривании, испарении, перераспределении веществ, растворении минералов, поглощении и выделении газов и т. п.

На Земле существует один-единственный процесс, при котором энергия солнечного излучения не только тратится и перераспределяется, но и связывается, запасается на очень длительное время. Этот процесс – создание органического вещества в ходе фотосинтеза. Сжигая в топках каменный уголь, мы освобождаем и используем солнечную энергию, запасенную растительностью сотни миллионов лет назад.

Основная планетарная функция живого вещества на Земле заключается, таким образом, в связывании и запасании солнечной энергии, которая затем идет на поддержание множества других геохимических процессов в биосфере.

За время существования жизни на Земле живое вещество превратило в химическую работу огромное количество солнечной энергии. Значительная часть ее в ходе геологической истории накопилась в связанном виде. Для современной биосферы характерны залежи угля и других органических веществ, образовавшихся в палеозое, мезозое и кайнозое.

В биосфере в результате жизнедеятельности микроорганизмов в больших масштабах осуществляются такие химические процессы, как окисление и восстановление элементов с переменной валентностью (азот, сера, железо, марганец и др.). Геологические результаты деятельности этих организмов проявляются в образовании осадочных месторождений серы, образовании в анаэробных условиях залежей сульфидов металлов, а в аэробных – окисление их и перевод в растворимое состояние, возникновение железных и железомарганцевых руд.

За счет жизнедеятельности огромного числа гетеротрофов, в основном грибов, животных и микроорганизмов, происходит гигантская, в масштабах всей Земли, работа по разложению органических остатков. При деструкции органической массы протекают два параллельных процесса: минерализации и образования почвенного гумуса со значительным запасом энергии. Гумус – это основа почвенного плодородия. Его разложение протекает в дальнейшем очень медленно, под влиянием определенной, автохтонной микрофлоры почв, чем достигается постоянство в обеспечении растений элементами минерального питания.

Природные воды, обогащенные продуктами минерализации, становятся химически высокоактивными и разрушают горные породы.

Живые организмы создали и поддерживают газовый состав современной атмосферы. Некоторая несбалансированность процессов синтеза и разложения органических веществ в биосфере определила кислородный режим современной воздушной оболочки Земли.

Кислород атмосферы накоплен за счет фотосинтеза. Единственный источник абиогенного поступления свободного кислорода – фотодиссоциация молекул воды в верхних слоях атмосферы – очень незначителен.

Выделенный растениями кислород вновь используется на окисление углерода при минерализации органического вещества и дыхании организмов, но так как часть органических веществ захоранивается в осадочных породах, то эквивалентное количество О2 остается в атмосфере. Значительная часть его идет на окисление минеральных веществ. Весь наличный запас свободного кислорода в атмосфере оценивается в 1,6 · 1015 г, зеленые растения могут воссоздать его за 10 тыс. лет.

В верхних слоях тропосферы под влиянием ультрафиолетового излучения из кислорода образуется озон. Существование озонового экрана также результат деятельности живого вещества, которое, по выражению В. И. Вернадского, «как бы само создает себе область жизни».

Углекислый газ поступает в атмосферу за счет дыхания всех организмов. Второй, менее мощный его источник – выделение по трещинам земной коры из осадочных пород за счет химических процессов, совершающихся под действием высоких температур. Он также имеет биогенное происхождение. Часть углекислого газа поступает в атмосферу из абиогенного источника – непосредственно из мантии Земли при вулканических извержениях. Эта часть лишь 0,01 % от СО2, выделенного живыми организмами. Расходуется углекислый газ в процессах органического синтеза, а также на выветривание горных пород и образование карбонатов.

Живое вещество или биомасса — совокупность всех живых организмов на Земле, способность живого вещества к воспроизводству и распространению на планете, борьбу организмов за пищу, воду, территорию, воздух.

Живое вещество связано с косным веществом – атмосферой (до уровня озонового экрана), полностью с гидросферой и литосферой, главным образом в границах почвы, но не только.

Живое вещество биосферы неоднородно и обладает тремя типами трофических взаимодействий: автотрофностью, гетеротрофностью, миксотрофностью.

Трофические экологические взаимодействия способствуют преобразованию неорганического (косного) вещества в органическое и обратной перестройке органиче6ских веществ в минеральные. Представители каждого царства, типа и класса выполняют свои функции в экологических взаимодействиях на уровне биосферы.

Вместе с тем, все живое вещество физико-химически едино. И в этом состоит один из основных законов всего органического мира — закон физико-химического единства живого вещества.

Закон физико-химического единства живого вещества имеет принципиально важное значение для человеческой практики. Из него следует, что нет такого физического или химического агента, который был бы гибелен для одних организмов и абсолютно безвреден для остальных. Разница лишь количественная: одни организмы более чувствительны, другие менее, одни в ходе отбора приспосабливаются быстрее, другие медленнее. При этом приспособление идет в ходе естественного отбора, то есть за счет гибели тех индивидов, что не смогли адаптироваться к новым условиям.

Второе наиболее важное обобщение для живого вещества планеты состоит в законе константности количества живого вещества: количество живого вещества биосферы в пределах рассматриваемого геологического периода есть константа. Согласно закону биогенной миграции атомов, живое вещество оказывается энергетическим и химическим посредником между Солнцем и поверхностью Земли. Если бы количество живого вещества колебалось, то и энергетика планеты была бы непостоянной. Действительно, такие перемены случались в эволюции жизни на Земле, но они были очень редки. Обычно количество живого вещества планеты было равномерным, как и биохимические круговороты на ней.

Количественное постоянство характерно и для числа видов. Однако в эволюции живого одни виды образовывались, другие вымирали. Такой процесс неизбежен из-за изменения условий жизни на планете и в силу того обстоятельства, что для нормального функционирования природных систем необходима множественность видов, особенно в управляющем звене экосистемы, т.е. среди консументов. Если бы число видов резко колебалось, биосфера потеряла бы свойство надежности. Поэтому во все геологические периоды массового вымирания организмов наблюдалось и бурное видообразование. Правило константности числа видов может быть сформулировано следующим образом: число нарождающихся видов в среднем равно числу вымирающих, и общее видовое разнообразие в биосфере есть константа.

Для изучения живого вещества в экологии применяются определенные методы и подходы. Одним из основных является экосистемный подход.

Впервые определение экосистемы, как совокупности живых организмов с их местообитанием, было дано Тэнсли в 1935 г. При экосистемном подходе в центре внимания эколога оказываются поток энергии и круговорот веществ между биотическим и абиотическим компонентами экосферы. Его больше интересуют здесь функциональные связи (такие, как цепи питания) живых организмов между собой и с окружающей средой, чем видовой состав сообществ и определение редких видов или колебаний численности. Экосистемный подход выдвигает на первый план общность организации всех сообществ, независимо от местообитания и систематического положения входящих в них организмов.

ВЕЩЕСТВО БИОКОСНОЕ – по В. И. Вернадскому (1965), вещество, создаваемое одновременно живыми организмами и косными процессами и являющееся закономерной структурой, состоящей из живого и косного вещества (вода, почва, кора выветривания). Вещество биокосное – «которое создается одновременно живыми организмами и косными процессами» и является «закономерной структурой из живого и косного вещества» (В. Вернадский). Биокосное вещество особенно характерно для почвы, практически для всех поверхностных слоев Земли. БИОКОСНАЯ СИСТЕМА – единая система, образуемая живыми организмами и средой их обитания. Часто используется как синоним экосистемы. Термин введен В. И. Вернадским (1944).

Почва – верхний горизонт литосферы, вовлечённый в биогенную миграцию при участии растений, животных и микроорганизмов (по А.И. Перельману). По определению А.И. Перельмана: «Почва – верхний горизонт литосферы, вовлеченный в биологический круговорот при участии растений, животных и микроорганизмов, область наивысшей геохимической энергии живого вещества». Б.Б.Полынов отмечал, что «именно здесь, в почвах наиболее сосредоточена работа живого вещества; именно в почвах готовится материал континентальных и морских отложений, из которого в дальнейшем образуются новые породы. Но в то же время здесь … разыгрываются многообразные формы борьбы за существование и приспособления организмов к изменяющимся условиям жизни, создаются многообразные сообщества (биоценозы) и формируются новые виды многочисленных низших организмов и высших растений». Таким образом, почвы – область наивысшей геохимической энергии живого вещества.

Геохимическая сущность почвообразования заключается в разложении органических веществ микроорганизмами. Эти процессы наиболее интенсивны во влажных тропиках и слабы в тундре.

Во многих определениях жизни указывается ведущее свойство, которое отличает живое от неживого. Аристотель относит к таким свойствам питание, рост, одрехление. Павлов определяет жизнь, как сложный химический процесс. Апарин – как особую очень сложную форму движения материи. Энгельс – как способ существования белковых молекул. Современное определение жизни звучит так:
Жизнь – это макромолекулярная открытая система, которой свойственна иерархическая организация, способность к самовозобновлению, обмен веществ и тонко регуляторный процесс.
Свойства живого:
1. Самовозобновление, которое связано с постоянным обменом вещества и энергии, и в основе которого лежит способность хранить и использовать биологическую информацию в виде уникальных информационных молекул: белков и нуклеиновых кислот.
2. Самовоспроизведение, которое обеспечивает преемственность между поколениями биологических систем
3. Саморегуляция, которая основана на потоке вещества, энергии и информации
4. Большинство химических процессов в организме находятся не в динамичном состоянии
5. Живые организмы способны к росту
Признаки живого:
1. Обмен веществом и энергией
2. Обмен веществ – особый способ взаимодействия живых организмов со средой
3. Обмен веществ требует постоянного притока некоторых веществ и энергии из вне и выделения некоторых продуктов диссимиляции во внешнюю среду. Организм является открытой системой
4. Раздражимость – заключается в передаче информации от внешней среды к организму; на основе раздражимости осуществляется Саморегуляция и гомеостаз
5. Репродукция – воспроизведение себе подобных
6. Наследственность – поток информации между поколениями в результате чего обеспечивается преемственность
7. Изменчивость – появление новых признаков в процессе репродукции; основа эволюции
8. Онтогенез – индивидуальное развитие, реализация индивидуальной программы
9. Филогенез – историческое развитие, эволюционное развитие осуществляется в результате наследственной изменчивости, естественного отбора и борьбы за существование
10. Организмы включены в процесс эволюции.

8. Живое вещество обладает исключительно высокой функциональной активностью, связанной с его способ-ностью к размножению, количественному росту. Это свойство В. И. Вернадский назвал «напором жизни», выделив их в 1928-1931 годах как биогеохимические функции живого вещества. Биогеохимические функции живого вещества распространяются на всю планету, выражаясь в виде геосфер. В планетном масштабе они определяют основные химические проявления жизни и являются основными химическими реакциями живого вещества. По В. И. Вернадскому биогеохимические функции живого вещества в биосфере развиваются в соответствии с 3 биогеохими- ческими принципами.

1. Биогенная миграция атомов химических элементов в биосфере всегда стремится к максимальному проявлению. Жизнь стремится заполнить в максимальном объеме любое пригодное для нее пространство. Мы можем наблюдать это, например, на свежей насыпи, когда ее осваивают растения. Когда сукцессия доходит до предельного насыщения ценоза, процесс замедляется, но продолжает идти в эволюционном плане.

2. Эволюция видов идет в направлении, уве-личивающем биогенную миграцию атомов в ней. Этот принцип важен для понимания истории жизни, а при переводе на язык практики он означает увеличение продуктивности растений и животных.

3. В течение всего геологического времени заселе-ние планеты должно быть максимально возможным для всего живого вещества, которое существовало в тот или иной момент. Этот принцип важен для понимания современных проблем биосферы. Живое вещество, достигшее качественно новой высшей формы развития - формы человеческого общества, получило возможность существования на всем пространстве земной поверхности. При этом отношения человеческого общества с биосферой также перешли в новую форму: биосфера стала превращаться в ноосферу.

ОСНОВНЫЕ группы БИОГЕОХИМИЧЕСКИХ ФУНКЦИЙ ЖИВОГО ВЕЩЕСТВА

В. И. Вернадский химические проявления живого вещества в биосфере разделил на 5 групп биогеохи-мических функций.

Газовые

В. И. Вернадский писал, что все газы, образующиеся в биосфере, теснейшим образом связаны своим происхож-дением с живым веществом, всегда биогенны и изменя-ются главным образом биогенным путем. Поэтому «ат-мосфера нашей планеты в ее подавляющей по весу части - есть создание ее жизни, живого вещества, являющегося выражением ее биогеохимической газовой функции, а не астрономическое явление (зависящее в главной своей части от всемирного тяготения) по своему существу».

Среди газовых функций В. И. Вернадский выделил следующие 7, заметив, что этот список далеко не полон, но касается тех функций, которые более или менее хо-рошо изучены.

1. Кислородно-углекислотная - создается подавля-ющая масса свободного кислорода на планете. Носите-лями этой функции являются хлорофилльные зеленые организмы. Выделение кислорода идет только при ос-вещении зеленого вещества солнечными лучами, ночью

и Бногеохнмия 104

этот фотохимический процесс прекращается и на смену ему приходит процесс образования угольной кислоты, которую зеленые растения выделяют при дыхании. Именно поэтому эта функция называется кисло- родно-углекислотной.

2. Углекислотная (независимая от кислородной) - создается биогенная угольная кислота в результате дыхания животных, жизнедеятельности грибов, бактерий. В то же время эти две функции являются стадиями единого биогеохимического цикла углерода (рис. 5).

3. Озонная и перекисьводородная — генетически связана с жизнью, так как озон и, возможно, перекись водорода - продукты жизни (через кислород, идущий на образование озона и перекиси). Биогенный кислород, переходя в озон, предохраняет жизнь от пагубного действия ультрафиолетового излучения.

4. Азотная - свободный азот тропосферы создается живым веществом почвы (рис. 6).

Но, может быть, замечает В. И. Вернадский, не мень-шее значение имеет биогенная реакция, идущая на по-верхности океана, главным образом в планктоне и в сар- гасовых областях. Считается, что 90% всего естествен-ным путем связываемого азота фиксируется живыми организмами и лишь 10% - за счет фотоэлектрохими- ческих процессов.

5. Углеводородная - сотни и тысячи биогенных га-зов - углеводородов создаются живым веществом. Все запахи биосферы принадлежат к их числу. В хвойных лесах в солнечные дни количество углеводородов в воздухе достигает нескольких процентов по весу. Роль этих газов в биосфере чрезвычайно велика, но мало изучена. В небольших примесях к тропосфере они уменьшают тепловое лучеиспускание нашей планеты в космическое пространство и охраняют растения от.ночного теплоизлучения.

6. Водная - биогенный круговорот воды. Биогенный характер водной функции не вызывает сомнения. Со-стояние растительного покрова закономерно связано с влажностью воздуха, содержанием воды в почве и под-почве. Растения высасывают воду из почвы и подпочвы, понижают уровень грунтовых вод и играют основную роль в круговороте воды на нашей планете. Например,

1 га пшеницы испаряет за период развития 3 750 т воды, у вечнозеленых растений, транспирирующих круглый год,

расход воды на транспирацию составляет 4-6 тыс.т с

1 га. Но транспирация воды растениями - это только одна стадия биогеохимического цикла воды в биосфере. Расходуемая на фотосинтез вода из гидросферы вновь поступает в нее в процессах транспирации, дыхания и аэробного окисления. Водная биогеохимическая функция живого вещества наиболее ярко выражена в лесах суши, особенно тропических, и сведение лесов ве-дет к изменению этой биогеохикической функции жи-вого вещества и к перестройке всего биогеохимического круговорота воды в биосфере.

7. Сероводородная и сульфидная фзпМит. Окис- лительно-восстановительная система сульфаты суль-фиды играет большую роль во всех почвах, особенно в условиях щелочной и нейтральной реакции среды. В присутствии органического вещества и при недостатке

кислорода система сульфаты*-» сульфиды при участии микроорганизмов резко сдвигается в сторону сульфидов, развивается процесс восстановления сульфатов до сернистых металлов. Эта реакция протекает в интервале ОВП от +100 до -100 мВ:

NajSOt +2С -> Na^S+2С02.

Под действием углекислоты сернистые металлы раз-лагаются, образуя бикарбонаты и карбонаты щелочных земель и щелочей:

Na2S+Н2СОг -> Na2CO} + H2S.

Образующийся сероводород уходит в атмосферу, развивается процесс десульфирования или десульфа- ции почвенного раствора, грунтовых или глубинных подземных вод, сопровождающийся постепенным ис-чезновением сернокислых солей и подщелачиванием раствора. Процессы десульфирования наблюдаются в луговых солончаковатых почвах, хлоридно-сульфат- ных солончаках, соляных грязях, торфяных болотах, в донных отложениях застойных водоемов, на полях орошаемого риса при их длительном затоплении сто-ячей водой.

Доступ кислорода и снижение уровня грунтовых вод в период просыхания переувлажненных почв вызывают сдвиг окислительно-восстановительной системы в обратном направлении. Интенсивно развиваются окис-лительные процессы, причем как в результате чисто химических реакций, так и под воздействием микроор-ганизмов. В результате в почвах и грунтах образуются соединения серы, окисляемые в дальнейшем до серной кислоты и сульфатов. Часть серы из системы утрачивается в виде сероводорода, поэтому полной обратимости реакции окисления-восстановления нет.

я Бногеохимня 108

Таким образом, биогенное образование сероводорода является важнейшим звеном биогеохимического цикла серы в биосфере. Превращение органической серы жи-вотными и бактериями в конечный продукт - сероводо-род - и восстановление минеральной серы бактериями в процессе десульфофикации в сероводород - две стадии сероводородной функции живых организмов. По оценке Робинсона и Робинсона (Robinson, Robinson, 1968), биогенное образование серы в составе сероводорода на континентах и в океанах достигает соответственно 68 х10,2и 30 х1012 г/год.