Глава XIX. ЖИВОЕ ВЕЩЕСТВО БИОСФЕРЫ ЗЕМЛИ КАК ПЛАНЕТНОЕ ЯВЛЕНИЕ

Смотрите также:

БИОСФЕРА. Следы былых биосфер

Вернадский Владимир Иванович

Вернадский. Ноосфера Вернадского. Биосфера планеты Земля

Владимир Иванович Вернадский. Основанные Вернадским ...

Биосфера. Вернадский. Дж. Мерей. Зюсс. Ламарк

ВЕРНАДСКИЙ. БИОСФЕРА. Представитель космизма ...

НООСФЕРА. ВЕРНАДСКИЙ

Вернадский. Какое вещество считается живым. Термин «живое ...

ВЛАДИМИР ИВАНОВИЧ ВЕРНАДСКИЙ. Биография и книги ...

ВЕРНАДСКИЙ. Биография и труды Вернадского. Вершиной его ...

Ноосфера. Вернадский. Пьер Тейяр де Шарден

Газовые функции живого вещества. Биогенное происхождение атмосферы Земли

Уже в 1912 г. [28] я отметил замечательную черту в строении нашей планеты, что все газы, образующиеся в биосфере, теснейшим образом связаны своим происхождением с жизнью, с живым веществом, всегда биогенны и изменяются главным образом биогенным путем. Они являются преобладающей массой газов на нашей планете. Это биогенное происхождение выражается в двух резко различных процессах. Во-первых, газовый процесс как прямое выражение жизненного процесса живого вещества - биогенной миграции атомов первого рода (см. § 195). И, во-вторых, биогенный процесс второго рода, когда разрушаются с выделением газов биогенные и биокосные породы и образования.

Эти последние процессы резко выражены в явлениях метаморфизма и вулканизма. Подавляющая часть вулканических и метаморфических газов такого биогенного и биокосного происхождения второго рода. Они выходят из метаморфических и гранитной оболочек. Огромное число вулканических и метаморфических газов по существу является продуктом жизни. Весьма, вероятно, что этого рода газы по весу здесь преобладают. Таковы пары воды, углеводороды, углекислота, тиоугольная кислота, аммиак и другие.

В общем масштабе, взятые в целом для всей планеты, биогенные газы этих обеих форм происхождения составляют почти всю газовую массу нашей планеты, всех ее газовых оболочек, и, мне кажется, едва ли можно говорить о более чем немногих процентах по весу газов другого происхождения на нашей планете, идущих из космических пространств или образующихся в вулканических очагах вне пород биогенного происхождения. Для метаморфических оболочек мы сейчас не знаем газов явно не биогенного происхождения, так как осадочные породы играют огромную роль в их образовании и в образовании более глубокой гранитной оболочки.

Два основных газа, по массе преобладающие на нашей планете, вода и угольная кислота, существующие на ней во всех трех физических состояниях - твердом, жидком, газообразном - неразрывно связаны с живым веществом, и мы не можем отделить ту их часть, которая материально не биогенного происхождения.

В результате суммарного действия живого вещества создаются все основные газы тропосферы и более высоких газовых оболочек - N2,02, С02, H2S, СН4 и др. , и определяются между ними количественные соотношения. Их состав количественно неизменен в ходе геологического времени, сколько мы можем сейчас судить, и для господствующих газов, в подавляющей массе биогенного происхождения, выражается в неизменности процентного количественного и объемного соотношений между N2 и 02 в тропосфере и стратосфере, и в независимости этого соотношения от химических реакций, ими производимых, перехода их в соединения и ухода их в космическое пространство. По весу это преобладающая часть тропосферы. В результате жизнь - живое вещество создает тропосферу (см. § 155 и сл.) и непрерывно ее в динамическом равновесии поддерживает около некоторого статического равновесия.

Является научным эмпирическим фактом, что тропосфера не есть астрономическое явление, а есть планетное явление, созданное живым веществом.

Так как стратосфера и ионосфера материально неотделимы от тропосферы, то можно это выразить в более общей форме, что атмосфера 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.

С точки зрения планетной астрономии важно отметить, что теоретически быстрота создания газов живым веществом может быть так велика, что атмосфера этим путем может быть создаваема и быть длительной, особенно для относительно более тяжелых газовых частиц, например для азота или кислорода и для малых планет, и для спутников, сила тяготения которых считается астрономами недостаточной для создания атмосферы [29], потому что скорость отлета для легких газов чрезвычайно велика.

Атмосфера, как мы ее наблюдаем, есть статическое состояние динамического равновесия: газ приходит, и газ уходит. И если приход какого-нибудь газа биогенного происхождения превышает его уход, идет более быстро, чем "отлет" под влиянием тяготения (или равен ему), он может скопляться около планеты не только потому, что сдерживается силой всемирного тяготения. Он сохраняется потому, что не успевает уйти.

Среди газовых функций мы можем выделить как основные: 1) кислородно- углекислотную функцию; 2) углекислотную функцию, независимую от кислородной; 3) озонную и перекись-водородную функцию; 4) азотную функцию; 5) углеводородные функции; 6) отдельно от углеводородных должна быть выделена терпеновая функция, так как число различных терпенов должно исчисляться тысячами видов; отдельно можно поставить запахи планеты, явления, по-видимому, большого планетного значения, совершенно почти научной работой не затронутые и химически чрезвычайно разнообразные (см. § 183); 7) сероводородная функция. Этот список далеко не полон, но касается тех функций, о которых мы имеем более или менее ясное представление.

Необходимо обратить внимание, как недавно указал акад. Н.Г. Холодный [30], что в почве, в подпочве и в верхней части коры выветривания скопляется значительное число разнообразных биогенных газов, совсем неизученных и, может быть, объясняющих тот новый мир микроскопической жизни, который его новой методикой открывается. Это явление требует чрезвычайного внимания.

Строение этой газовой атмосферы очень своеобразно, она является мозаичной микроатмосферой, химически различной в небольших участках почвы. Н.Г. Холодный обратил при этом внимание, что микрофлора и микрофауна этих участков различны.

Каждый хлорофилльный зеленый организм является носителем кислородно-углекислотной функции. Почти весь свободный кислород в пределах геохор и гидросферы создается только хлорофилльной растительностью под влиянием световой энергии Солнца в определенных пределах видимого солнечного спектра из углекислоты, воды и, может быть, нитратов.

Лик нашей планеты для наблюдателя, вне ее находящегося, ее геохор - материков и островов, кажется зеленым. Такими же, в меньшей степени, должны являться из-за пределов планеты и океаны из-за их планктона.

Весь животный мир, и человек в том числе, взятый в целом, требующий для своей жизни свободного кислорода, являются придатком хлорофилль- ных организмов. Без них он не мог бы существовать. Хлорофилльные растения являются автотрофным живым веществом. В отсутствие их наземный животный мир позвоночных должен был бы исчезнуть. Независимо от хло- рофилльных растений, от свободного кислорода существует мир микробов и бактерий, грибов, которые являются или паразитами хлорофилльного или животного вещества, или используют энергию биогенных минералов и горных пород, например нефтей. По-видимому, этот мир как раз существует на Венере и Марсе, и, вероятно, он в докембрийскую эру и, может быть, в кембрии господствовал на нашей планете, так как мощная наземная растительность суши развилась после кембрия или в конце кембрия. Кислород, выделяемый хлорофилльными растениями, входит в бесчисленные реакции, образуя богатые кислородом минералы, и поддерживает всю хлорофилльную и наземную животную жизнь. Вся верхняя часть литосферы им окислена. За- кисные соединения железа, марганца, ванадия, меди, хрома и т.п. перешли в окисные. Очевидно, живое вещество создает его в избытке, и этим путем возмещаются тысячи реакций химического окисления и дыхания организмов (борьба за газ) [31]. Одновременно при дыхании выделяется угольная кислота в соответствующем масштабе. Можно сказать, что свободный кислород на нашей планете в своей подавляющей массе создается кислородно-углеки- слотной функцией живого хлорофилльного вещества.

Надо иметь в виду, как указано в § 169, что хлорофилл при этом в огромном большинстве случаев, если не всегда, находится в виде особых микроскопических телец, хлоропластов, которые размножаются делением. Кроме этого процесса, мы не знаем сейчас процессов значительно меньшего масштаба, и, вероятно, наши знания еще увеличатся, и мы сможем тогда оценить планетное значение этой функции живого вещества во всей его силе. Прежде чем перейти к этому, я отмечу вкратце те процессы, которые нам сейчас известны и которые, вероятно, в ближайшее время уточнятся. Тогда мы сможем больше оценить их планетное значение.

В § 149 я указал на непрерывное образование свободного кислорода в широко распространенных на нашей планете подземных радиоактивных водах, содержащих радий и радон, как в пределах биосферы, так и в более глубоких оболочках. Процесс этот совершенно не изучен и является неизбежным следствием действия ос-лучей (в форме быстро движущихся дважды ионизированных атомов гелия Не2+). Там же я указал и на другой пока совершенно не изученный, но, по-видимому, несомненный случай образования свободного 02 в рассолах соленых озер. Нам эти процессы и другие, пока неизвестные, представляются ничтожными по сравнению с кислородно-углекислотной функцией хлоро- филльных растений. Однако окончательно судить мы пока не можем и должны направить на это исследовательскую мысль.

Мы знаем и другую форму образования свободного кислорода, более легкого одноатомного кислорода Оь обладающего мощной свободной энергией, который образуется в ионосфере и, вероятно, в стратосфере под влиянием космических излучений и ультрафиолетовых лучей нашего Солнца, разлагающих молекулу 02 (см. § 96). Здесь постоянно идет процесс, который можно выразить динамическим равновесием: 20г 02. Вместе с озоновым экраном (см. § 97) этот процесс играет огромную роль в организованности нашей планеты.

Вместе с азотом биогенный кислород составляет всю тропосферу, одну из основных геосфер биосферы и переходит дальше в стратосферу. Количество его колеблется в ничтожных пределах. В стратосфере и выше кислород подвергается резкому изменению, давая озон (см. ниже озонную функцию), перекись водорода и01( активный, должно быть уходящий в космическое пространство.

Образование хлорофилльным процессом кислорода идет только при освещении хлорофилльных организмов солнечными лучами. Это фотохимический процесс, связанный с определенной частью видимого солнечного спектра. Фотохимический процесс для лас не совсем ясен, и возможно образование промежуточного продукта, газообразного, муравьиного альдегида, быстро переходящего в твердые углеродистые соединения растительных тканей, но непрерывно на планете находящегося в свободном состоянии. Количественно процесс не изучен.

Ночью выделение кислорода прекращается, и выступает на первое место угольная кислота, которую хлорофилльные растения выделяют непрерывно при своем дыхании, так же как и животные.

К содержанию книги: Академик Владимир Иванович Вернадский - Химическое строение биосферы Земли и ее окружения