В наши дни накопление в атмосфере углекислого газа от сжигания углеводородного топлива рассматривается как тревожная тенденция, ведущая к потеплению климата, таянию ледников и грозящая повышением уровня Мирового океана более чем на сто метров. В связи с этим следует отметить функцию захвата и захоронения избыточной углекислоты морскими организмами путем перевода ее в соединения углекислого кальция, а также путем образования биомассы живого вещества.
Вследствие выполнения окислительно-восстановительных функций осуществляются химические превращения веществ, содержащих атомы с переменной валентностью. Окислительная функция выражается в окислении с участием бактерий и, возможно, грибов всех бедных кислородом соединений в почве, коре выветривания и гидросфере. Например, так образуются болотные железные руды, бурые железистые конкреции, ожелезненные горизонты. Восстановительная функция противоположна по своей сути окислительной. Благодаря ей в результате деятельности анаэробных бактерий в нижней трети профиля заболоченных почв, практически лишенного кислорода, образуются оксидные формы железа.
Биохимические функции связаны с жизнедеятельностью живых организмов - их питанием, дыханием, размножением, смертью и последующим разрушением тел. В результате происходит химическое превращение живого вещества сначала в биокосное, а затем, после умирания, в косное. Следует различать разрушение тел организмов после их смерти, идущее повсеместно и вызываемое микробами, грибами и некоторыми насекомыми, и разрушение, связанное с массовым захоронением растительных и животных остатков после их смерти или гибели. В последнем случае совместное или последовательное выполнение живым веществом концентрационных и биохимических функций приводит к геохимическому преобразованию литосферы.
Биогеохимические функции, связанные с деятельностью человека, обеспечили большие изменения химических и биохимических процессов в биосфере, способствуют становлению ее нового эволюционного состояния - ноосферы. Уже сегодня локальное и планетарное загрязнение в результате развития теплоэнергетики, промышленности, транспорта и сельского хозяйства может привести к необратимым последствиям в биосфере, так как человек интенсивнее, чем другие организмы, изменяет физические условия среды. Чистота морских вод - результат фильтрации, осуществляемой разнообразными организмами, но особенно зоопланктоном. Большинство из этих организмов добывает пищу, отцеживая из воды мелкие частицы. Работа их настолько интенсивна, что весь океан очищается от взвеси за 4 года. Озеро Байкал исключительной чистотой своих вод во многом обязано веслоногому рачку эпишуре, который за год трижды процеживает его воду.
5. Состав и функции биосферы
Биосфера (от гр. «биос» -- жизнь + гр. «сфера» -- шар) -- часть оболочки Земли, населенная живыми организмами.
Биогеоценозы являются элементарной структурой биосферы. Сама биосфера, состоящая из совокупности всех биогеоценозов (экосистем), рассматривается как большая экологическая система -- биосфера -- высший уровень организации жизни на Земле. Учение о биосфере создано академиком В.И. Вернадским (1863--1945).
На планете Земля различают несколько геосфер.
Рис. 1 Геосферы Земли
Литосфера (гр. «литос» -- камень) -- внешняя твердая оболочка земного шара.
Гидросфера -- все океаны, моря, составляющие 70,8% Земли.
Атмосфера -- простирается вверх до 100 км. В ней выделяют:
· тропосферу (от гр. «тропа» -- перемена), которая включает взвешенные в воздухе водяные пары, перемещающиеся при неравномерном нагреве поверхности Земли;
· стратосфера (от лат. «стратум» -- слой) до 100 км высотой. У ее границ вверху возникают северные сияния, на высоте 15--35 км -- озоновый экран;
· ионосфера -- расположена выше стратосферы. Биосфера охватывает верхнюю часть литосферы, всю гидросферу и нижнюю часть атмосферы -- тропосферу. Наиболее населена самая ннжняя часть тропосферы. Границы жизни -- нижняя проходит по литосфере на глубине 2--3 км; верхняя -- по верхней части тропосферы.
Биосфера состоит из живого и неживого компонентов. Совокупность всех живых организмов нашей планеты образует живое вещество биосферы.
Живое вещество выполняет в биосфере следующие биогеохимические функции:
· газовую -- поглощает и выделяет газы;
· окислительно-восстановительную -- окисляет, например, углеводы до углекислого газа и восстанавливает его до углеводов;
· концентрационную -- организмы-концентраторы накапливают в своих телах и скелетах азот, фосфор, кремний, кальций, магний.
В результате выполнения этих функций живое вещество создает и поддерживает компоненты биосферы.
биосфера энергия фотосинтез средообразующий
Заключение
На земной поверхности нет химической силы, более постоянно действующей, а потому и более могущественной по своим конечным последствиям, чем живые организмы, взятые в целом. Химическое состояние наружной коры нашей планеты всецело находится под влиянием жизни и определяется живыми организмами, с деятельностью которых связан великий планетарный процесс - миграция химических элементов в биосфере. Жизнь на Земле - самый выдающийся процесс на её поверхности, получающий живительную энергия Солнца и приводящий в движение (круговорот веществ) едва ли не все химические элементы таблицы Менделеева. Жизнь сводится к непрерывной последовательности роста, самовоспроизведения и синтеза сложных химических соединений.
Без переноса энергии, сопровождающего эти процессы, невозможно было бы ни существование самой жизни, ни образование надорганизменных систем всех уровней организации. Если бы солнечная энергия на планете только рассеивалась, то жизнь на Земле была бы невозможной. Чтобы биосфера существовала, она должна получать и накапливать энергию извне. И эта работа выполняется живыми организмами.