Глава II. БИОСФЕРА, ЕЕ КОМПОНЕНТЫ И ФУНКЦИИ

В.А. Ковда

Смотрите также:

Почва и почвообразование

Почвоведение. Типы почв

Книги Докучаева

Фитоценология

Химия почвы

Происхождение жизни

Геология

Основы геологии

Геолог Ферсман

Черви и почвообразование

Дождевые черви

Вернадский. Биосфера

Геохимия - химия земли

Минералогия

Земледелие. Агрохимия почвы

Справочник агронома

Удобрения

Происхождение растений

Ботаника

Биология

Эволюция биосферы

Земледелие

Геоботаника

Общая биология

Биографии биологов, почвоведов

Эволюция

Исследования метеоритов, космической пыли Марса и Венеры, лунного грунта и древнейших горных пород земной коры убеждают ученых в том, что максимальный возраст этих образований близок и измеряется величинами 4,5—4,6 • 10* лет. Это, конечно, не означает, что история Вселенной началась 4,5 млрд. лет назад. Это лишь время начала формирования планет Солнечной системы, включая Землю (Масайтис, 1980). Длительность этого времени практически невозможно представить. Но еще труднее представить время, которое предшествовало этому событию. Оно уходит в космическую бесконечность.

На поверхность Земли поступали и поступают гигантские и малые метеориты; общее количество поступающего на Землю метеоритного вещества и пыли ежегодно составляет п • 10~6 - п • 10~9 г/см2, что в пересчете на космическое время и поверхность Земли дает астрономические величины (Соботович, 1974). Земля получает ежегодно до 10б — 108 т вещества, которое ассимилируется литосферой, почвами и донными осадками морей и океанов. Таким образом, почвенный покров Земли и поныне сохраняет свои связи с космосом в самой прямой форме.

ДОБИОСФЕРНЫЙ ПЕРИОД ПЛАНЕТЫ ЗЕМЛЯ

Земля в первые периоды существовании была безжизненной— стерильной. Но предпосылки к возникновению жизни, образования биосферы и почвенного покрова были унаследованы Землей от космического вещества. Высокомолекулярные органические соединения присутствовали уже в газопылевом облаке, предшествовавшем образованию Земли. Эти соединения стали источником углекислоты и соединений азота в атмосфере, а затем и основой возникновения жизни (Борщевский, 1977).

Новейшие данные по химическому составу планет, Солнца, различных звезд, вещества межзвездного пространства даны в табл. 4. В элементном составе космического вещества преобладают биофильные элементы: Н, О, С, N; в заметных количествах содержатся Si, S, Fe, Mg, AI, P, Ca, К. Возможно, именно эти биофильные элементы и соединения способствовали возникновению живого вещства на Земле (Войткевич, 1983). В межзвездном веществе и метеоритах присутствуют также разнообразные молекулярные соединения минерального и органического характера (в частности, аммиак, вода, углекислота, метан, сероводород, карбиды, графит, углеводороды). Особенно важно открытие постоянного присутствия в межзвездном пространстве различных "органических'' молекул типа формальдегида, ацетальдегида и др., которые могли послужить основой для синтеза органических полимеров, нуклеиновых кислот, полисахаридов и дать начало жизни (табл. 4).

При расчете числа атомов подтверждается одна и та же закономерность преобладания в Солнечной системе азота, углерода, водорода (McElroy, 1965) : Si - 1,0 • 106; N - 3,7 • 106; С - 1,2 • Ю7; О - 2,1 • 107; He - 2,2 - 109; H — 3,2 • Ю10.

Таблица 4. Химический состав межзвездного пространства (Raymand, Talbot, 1980)

Элементы относительно водорода

Н 1,0   С 3,7 -10'4      Si        3,5 Ю"5

Не ОД N 1,2- 10'4      S          1,6 • 10"5

О 6,8 • 10 ~4  Fe        2,5 • 10 "5

Mg      3,6 10"5

Обнаруженные межзвездные молекулы

н2        H20     NH3    HC3N  CH3OH CH3C2H hcooch3    (CH3)2o

он        H2S     H2CO  HCOOH          CH3CN CH3CHO            CH3CH2OH

SiO      so2      HNCO ch2nh  nh2cho nh2ch3           ch3ch2cn

so        HCN    H2CS  H2CCO           ch2chcn          hc7n

SiS      HNC    C3 N   nh2cn  hc5n   

NS       ocs                                         

сн+      HCO +                                   

сн        HCO                                      

CN      CCH                                      

СО      n2h+                                      

В.И. Вернадский предполагал, что возникновение жизни и биосферы на Земле является неизбежным следствием эволюции космоса и в особенности присутствия простейших органических веществ во Вселенной.

Неизвестно, являются ли эти молекулы органических соединений продуктами абиотического синтеза или остатками погибших биосфер других планет. Но присутствие органических соединений во Вселенной, по мнению В.И. Вернадского, является устойчивой и обязательной особенностью космоса.

Сгущение космического вещества неизбежно вело к возникновению живого вещества и жизни. Однако чем больше мы знаем о ближайшей Вселенной, тем меньше оказывается в нашем распоряжении данных, подтверждающих наличие жизни и биосфер на других, известных нам планетах Солнечной системы и даже галактик. Вероятность развитой жизни во Вселенной, конечно, существует. Но и уникальность Земли как планеты, несущей жизнь в высокоразвитых формах, все еще бесспорна. На человечество тем самым ложится задача общекосмического значения — сохранить и расширить биосферу Земли, не допустить ее деградации или разрушения.

Малоизвестен длительный (2-2,5 млрд. лет) период неоднократного радиоактивного разогрева и самоплавления планетной массы и оформления современных структур Земли: ядра, представленного тяжелыми металлами, каменной силикатной оболочки — мантии, водной и газовой (атмосферной) оболочек (7). Базальты и перекрывающие их граниты разных генераций являются как бы фундаментом земной коры, закрытой толщами последующих осадочных пород. Радиоактивный разогрев мантии, тектонические разрывы земной коры, вулканизм неоднократно вели к излияниям базальтовых лав, переплавлению осадочных пород, образованию гранитов и гнейсов, выходу на поверхность ювенильных паров и масс воды, газов, растворов. Современные вулканы выполняют эти функции. В составе газов долгое время преобладали аммиак, углекислота, сероводород, метан. Обширные планетарные депрессии оказались занятыми водами первичного океана. Образование гор, вулканизм, остывание лав, движение водных и воздушных масс, физико-химическое выветривание и растворение минералов магматических пород под воздействием углекислоты были первыми процессами "оземления" монолитной базальтовой гранитной литосферы и образования осадочных пород. Продолжительность стерильного периода в истории Земли оценивается временем, равным 1-2 • 109 лет. Это был период первоначального абиотического образования механических и химических осадочных пород, толщ вулканических песков, известняков, кварцитов, кремневых отложений, сланцев. Создавались ландшафты, подобные свежим лавовым покровам на Гавайских островах, в Северном Китае или на Армянском нагорье.

К содержанию книги: Ковда В.А. Биогеохимия почвенного покрова