Состав биосферы. 
Основы геоэкологии

Совокупность множества биогеоценозов создают единую глобальную экосистему — биосферу. В составе биосферы различают:

• — живое вещество, образованное совокупностью организмов;
• — биогенное вещество, которое создается в процессе жизнедеятельности организмов (газы атмосферы, каменный уголь, известняки и др.);
• — косное вещество, образующееся без участия живых организмов (основные породы, лава вулканов, вулканические газы, метеориты);
• — биокосное вещество, представляющее собой совместный результат жизнедеятельности организмов и абиогенных процессов (почвы).

В. И. Вернадский выявил геологическую роль живых организмов и показал, что их деятельность представляет собой важнейший фактор преобразования минеральных оболочек планеты. Поэтому биосферу он определял как оболочку Земли, которая населена и преобразуется живыми существами.

Биосфера включает гидросферу, часть атмосферы и литосферы (рис. 2.2). Развитие органического мира тесно связано с водной оболочкой Земли (гидросферой), куда входят воды океанов, морей, континентальных водоемов, ледяных покровов. 98,3% массы гидросферы приходится на Мировой океан (совокупность океанов и морей). Он является местом скопления колоссального количества биологических, минеральных и энергетических ресурсов. Благодаря фитопланктону океан поставляет почти поло;

Рис. 2.2. Строение биосферы [40]

вину всего кислорода атмосферы. В Мировом океане определены более 70 химических элементов, но основную массу образуют всего лишь пять: кислород, водород, хлор, магний и натрий.

В морской воде в растворенном виде находятся соли хлоридов (NaCl, KCl, MgCl₂) и сульфатов (MgS0₄, CaS0₄). Небольшая доля приходится на карбонаты (СаС0₃). Помимо солей в состав морской воды входит йод, фтор, фосфор, цинк, свинец и другие элементы, а также газы: кислород, азот, углекислый газ, иногда сероводород, например, в глубинной части Черного моря.

В гидросфере организмы проникают на всю глубину Мирового океана — до 10—11 км. С изменением температуры, солености, давления и глубины изменяются виды подводных растений и организмов.

В приповерхностном слое воды (пелагическая зона) обитают пассивно плавающие одноклеточные, растительные организмы и свободно плавающие рыбы, морские беспозвоночные.

В прибрежной, или литоральной части, из-за приливов и отливов достаточно сложные условия жизни. В районе континентального шельфа, погруженной окраины континента, не глубже 200 м, находится неритовая зона с богатым развитием разнообразных форм морских организмов (бентос).

От бровки шельфа довольно круто уходит на глубину 2000 м континентальный склон, который переходит в континентальное подножье. Здесь расположена батиальная зона с определенным комплексом батипелагических организмов.

Континентальное подножье (от 2000 до 3500 м) сопряжено с ложем океана, имеющего глубину 3500—6000 м. Па таких глубинах в абиссальной и субабиссальной зонах распространение живых сообществ связано с выходом горячих и теплых гидротермальных и холодных сульфидно-метановых источников. Глубоководные экосистемы обнаружены на глубине до 6000 м в рифтовых зонах (Галапагосский рифт), в глубоководных желобах (Нанкай), на поднятиях (Восточно-Тихоокеанское), во впадинах (Дзенису) и на подводных вулканах (Эримо, Касимо) (К. С. Кузьминская, 1996).

Атмосфера — внешняя газовая оболочка Земли. Она на 99,6% состоит из азота, кислорода и аргона; остальные.

0,4% приходятся в основном на водяной пар, углекислый газ, метан, закись и окись азота, озон, фреоны.

Современные процессы образования газов, согласно Л. И. Перельману (1989), подразделяются на три группы: физико-химические, биогенные и техногенные. К первым относятся радиоактивный распад (образование Аг — аргона, Не — ксенона, Rh — родия), радиолиз воды (Н, О), ядерные реакции в атмосфере (¹⁴С, ³Н), разрушение минералов при выветривании (газы включений), различные окислительно-восстановительные реакции (С0₂, H₂S) и др. С биогенными процессами связано поступление в атмосферу почти всего кислорода, С0₂, N₂, II₂S, СН₄ и других газов, с техногенными — С0₂, NO, СО, S0₂, углеводородов, ацетальдегидов и т. д. Проницаемые зоны Земли и районы месторождений, особенно нефти и газа, также являются поставщиками газов: С0₂, Н₂, S0₂, H₂S, HCl, СН₄, N₂, H₂S и др.

Атмосфера имеет несколько слоев: тропосферу, стратосферу, мезосферу, термосферу и экзосферу. Споры бактерий и грибов встречаются на расстоянии до 20 км от поверхности Земли — в тропосфере и нижней части стратосферы. Значительную роль в развитии живых организмов играет озоновый слой атмосферы, который поглощает губительное для организмов ультрафиолетовое излучение Солнца.

Литосфера включает земную кору и твердый слой мантии. В литосфере жизнь опускается на глубину 3,5—7,5 км, что обусловлено температурой земных недр и уровнем проникновения воды в жидком состоянии. Основная масса организмов сосредоточена в верхнем слое почвы.

На рис. 2.2 видно, что живые организмы в пределах биосферы распределены неравномерно. На большой высоте и глубинах гидросферы и литосферы организмы встречаются относительно редко. Жизнь сосредоточена главным образом на поверхности земли, в почве и приповерхностном слое океана.

В распределении живых организмов по видовому составу наблюдается определенная закономерность. В количественном отношении преобладают формы, состоящие на относительно низком уровне эволюционного развития. Из общего числа видов 21% приходится на растения, но их вклад в общую биомассу составляет 99%. Среди животных 96% видов беспозвоночные и только 4% позвоночные, из которых только десятая часть — млекопитающие.

Масса живого вещества составляет всего 0,01—0,02% от косного вещества биосферы; она играет ведущую роль в геохимических процессах. Элементы, их соединения и энергию, необходимые для обмена веществ, организмы черпают из окружающей среды. Огромные количества живой материи воссоздаются, преобразуются и разлагаются.

Ежегодно благодаря жизнедеятельности растений и животных воспроизводится около 10% биомассы.