|
|
|||
|
БІОСИСТЕМИ. БІОСФЕРА
ЕКОСИСТЕМИ. ПОПУЛЯЦІЇ
ОРГАНІЗМИ У ДОВКІЛЛІ
ЛЮДСТВО ТА ЙОГО ДОЛЯ
Частина IV. Людство
|
|||
|
← I-14. (доповнення) Сила еволюційно-екологічного підходу: чому світ саме такий, який він є |
II-01. Біосфера |
||
II розділ. Біосферологія
II-01. Біосфера
Вся жива матерія повстає перед нами як одне ціле, як один величезний організм, що запозичує свої елементи з резервуара неорганічної природи, доцільно керує всіма процесами свого прогресивного і регресивного метаморфозу і, нарешті, віддає знову все запозичене назад мертвій природі.
С. М. Виноградський, 1896 р.
Слово «біосфера» є одним з найуживаніших у сучасній науці. Як з цим співвідноситься те, що воно вживається у різних сенсах?
Загальновизнано, що творцем біосферології є Володимир Іванович Вернадський. Цим вченим пишаються й Україна, й Росія; народився і помер він у Росії, частину життя провів в Україні та у свій час став першим президентом Української академії наук, яку було створено при гетьмані Скоропадському. До речі, протягом певної частини свого дитинства Володимир Вернадський навчався в класичній гімназії в Харкові.
Поняття «біосфера» належить не Вернадському. Його ввів в широкий науковий обіг в 1875 році австрійський геолог Едуард Зюсс, в роботі, присвяченій геології Альп. Але й раніше, ніж Зюсс запропонував поняття «біосфера», великий французький зоолог Жан-Батист Ламарк обговорював те, що з часом отримало таку назву.
«Яким є вплив живих тіл на речовини, які знаходяться на поверхні земної кулі та утворюють кору, що її покриває, і які загальні результати цього впливу?» (Жан-Батист Ламарк, 1803).
Для Зюсса біосфера — це земна оболонка, зайнята життям. Вернадський, загалом, визначав біосферу в сенсі, запропонованому Зюссом, хоча насправді істотно переосмислив його. Для сукупності живих організмів Землі Вернадський використовував поняття «жива речовина».
Дослідники спадщини Вернадського підкреслюють, що в його текстах змішані трактування біосфери, як зони поширення організмів (у Вернадського є поняття «поля існування життя»), і біосфери, як перетвореної життям земної оболонки. Очевидно, що другий, функціональний, підхід — значно багатший і перспективніший. Тут ми будемо використовувати саме його (рис. 2.1.1). Отже, біосфера — оболонка Землі, що перетворюється діяльністю живих організмів. Альтернативне трактування (біосфера як оболонка Землі, в межах якої зустрічаються живі організми), виявляється набагато менш корисною.
Рис. 2.1.1. Щоб уникнути неправильного розуміння слід перш за все домовитися про сенс, який вкладається у використовувані поняття. Як це співвідноситься з основною думкою епіграфу до пункту 1.01? Вибір найосмисленіших трактувань нечітких понять і їх використання тільки після того, як дано визначення сенсу, у якому вони застосовуються, — невіддільна частина «виправлення імен»
«Вернадський ... називав біосферою зовнішні оболонки Землі, охоплені життям, і акцентував насамперед роботу власне «живої речовини» (як він на противагу косній речовині планети називав сукупність організмів). Крім того, на початку XX століття ще дуже мало було відомо про глибокі надра Землі та верхні шари атмосфери. Тому у своїх лекціях і книзі «Біосфера» (1926) Вернадський занизив потужність біосфери. У більш пізніх роботах він постійно розсовував межі біосфери, повільно, але вірно перетворюючи її з області, охопленої життям, в область прояви наслідків її геохімічної роботи, джерелом якої є енергія сонячних променів.
Ці області суттєво різняться завдяки глобальному геохімічному круговороту, який Вернадський називав головною функцією біосфери. Велика частина енергії, що рушить колообіг, витрачається на перенесення косної речовини, перш за все на чисто фізичний процес випаровування і конденсації вологи. Завдяки роботі колообігу продукти життєдіяльності, особливо газоподібні, рідкі й розчинні, розносяться набагато ширше зони, безпосередньо охопленої активним життям.
Таким чином, для Вернадського біосфера — перш за все природно-історичне, а саме — геологічне тіло, зовнішня оболонка планети, що у свою чергу складається з декількох геосфер: тропосфери з нижньою частиною стратосфери, рідкої гідросфери та значної частини земної кори, включаючи її гранітно-метаморфічні шари. Останню Вернадський називав областю «колишніх біосфер», підкреслюючи цією метафорою безперервність існування біосфери в час» (О.С. Раутиан, 2001).
«Жива речовина» — сукупність всіх живих організмів, що розглядається як єдине ціле. Поле існування живої речовини охоплює всю гідросферу, верхні шари літосфери та нижню частину атмосфери, але основна концентрація живих організмів спостерігається в приповерхневому шарі суші та океану. Якщо живу речовину розподілити поверхнею Землі рівномірно, утвориться плівка товщиною у 2 см. Середній час оновлення живої речовини — 8 років (а в океані — 33 доби).
Але яким чином жива речовина може перетворити цілу планету? Завдяки своїй активності. Геохімічні функції живої речовини (за В. І. Вернадським, з деякими змінами), такі:
— енергетична: акумуляція сонячної енергії рослинами в результаті фотосинтезу з подальшим перерозподілом цієї енергії;
— концентраційна: виборче накопичення певних елементів в тілі самих організмів і утворених за їх участю осадових порід;
— деструктивна: мінералізація органіки, розкладання гірських порід, залучення елементів в круговорот;
— середовищеутворювальна: трансформація параметрів середовища в сприятливі для організмів (ґрунтоутворення, підтримання газового складу атмосфери, очищення водойм та інше);
— транспортна: переміщення елементів у складі живої речовини та перерозподіл її поверхнею планети (приклад: винос біогенів із водойм рибоїдними птахами та тваринами, що мають водну личинкову і наземно-повітряну дорослу стадії).
Основними результатами біогеохімічної активності живої речовини можна вважати кисневу революцію близько 2,5 мільярдів років тому; формування стійких меж між сушею і водоймами (перетворення плащового стоку води з континентів у річищний); створення ґрунту; регуляцію утворення геологічних відкладень.