БИОСФЕРЫ

Лапо Андрей Витальевич

Следы былых биосфер, или Рассказ о том, как устроена биосфера и что осталось от биосфер геологического прошлого

Издательство Знание: 1987

В книге рассказывается «о том, как устроена биосфера и что осталось от биосфер геологического прошлого». Показан основополагающий вклад В. И. Вернадского в учение о биосфере и о роли жизни в геологических процессах. Большое внимание уделяется новейшим научным открытиям, в частности удивительным оазисам жизни, обнаруженным в рифтовых зонах Мирового океана на глубине 1500—3000 м.

Биосфера — оболочка Земли, заселённая живыми организмами и преобразованная ими. Биосфера начала формироваться не позднее, чем 3,8 млрд лет назад, когда на нашей планете стали зарождаться первые организмы. Она проникает во всю гидросферу, верхнюю часть литосферы и нижнюю часть атмосферы, то есть населяет экосферу. Биосфера представляет собой совокупность всех живых организмов. В ней обитает более 3 000 000 видов растений, животных, грибов и бактерий. Человек тоже является частью биосферы, его деятельность превосходит многие природные процессы и, как сказал В. И. Вернадский: «Человек становится могучей геологической силой».

Предисловие. Термин биосфера. Фотобиосфера и меланобиосфера

Владимир Иванович Вернадский. Основанные Вернадским биогеохимия и учение о биосфере. Радиогеология и биогеохимия

Биосфера как саморегулируемая кибернетическая система. Всюдность жизни. Саморегулирование биосферы Земли живыми организмами

Геологические катастрофы в истории Земли. Непрерывность развития органического мира в течение всей геологической истории

Мозаичность строения биосферы. Экосистемы. Биогеоценоз. Биогеохимический круговорот в биосфере

Границы биосферы. Поля устойчивости жизни и поля существования жизни. Мегабиосфера – анобиосфера, парабиосфера, биосфера, метабиосфера

Особенность биосферы как динамической системы. Принцип устойчивого неравновесия  живых систем

Основной признак биосферы - участие во всех ее процессах живого вещества. Биосфера – экзобиосфера

Что такое ноосфера. Концепция ноосферы В. И. Вернадского. Агросфера и техносфера

Живое вещество. Типы вещества слагающих биосферу - биогенное и биокосное вещество, вещество космического происхождения

Генетическая классификация типов вещества биосферы

Все живое из живого – принцип Реди. Гипотеза самозарождения жизни

Биогенные вещества в биосфере - необиогенное и палеобиогенное вещество

Абиогенное вещество внеземного происхождения

Термин «живое вещество». Живое вещество как форма активированной материи

Свойства живого вещества. Химический состав, движение и наличие эволюционного процесса

Исследования химического состава живого вещества

Классификация живого вещества. Деление организмов по способу питания. Автотрофы, гетеротрофы,  фотоавтотрофы, хемоавтотрофными. Хемосинтез

Пищевая цепь – трофическая цепь. Трофические уровни. Некротрофы, биотрофы, сапротрофы. Трофология

Соматическое и репродуктивное деление живого вещества. Вирусы как внеклеточная форма живого вещества 

Клеточные формы жизни. Прокариоты. Бактерии. Фотоавтотрофные бактерии. Функции бактерий в биосфере

Архебактерии

Цианобактерии. Биосферная роль цианобактерий

Жизнедеятельность прокариотов

Эукариоты. Царство растений. Водоросли. Высшие растения  – фотоавтотрофы и миксотрофы

Грибы - второе царство эукариотов. Биосферная функция грибов – разлагать отмершую органику

Простейшие – необходимое звено биогеохимического круговорота вещества в биосфере

Многоклеточные животные. Функции многоклеточных животных в биосфере – перемещение вещества против стока, средообразующая

Симбиоз. Симбиотические отношения и симбиотрофные организмы

Жизненные пленки и сгущения жизни. Фотобиосфера и меланобиосфера. Первопричина деления биосферы на биогеогоризонты

Морские экосистемы. Планктон. Экогоризонты, планктонная пленка жизни

Бентос донной пленкой жизни. Биосферная роль бентали – донной пленки жизни

Приповерхностный слой океана. Источник неживой органики в приповерхностном слое

Сгущения жизни в океане – прибрежные, саргассовые, рифовые 

Апвеллинг. Апвеллинговое сгущения жизни в океане

Абиссальное рифтовое сгущение жизни. Гидротермальные источники «чёрные курильщики». Рифтии и полихеты

Экосистемы суши. Наземная пленка жизни на суше. Концентрация жизни в почвенной пленке. Область подземного разрежения жизни. Стигобиосфера

Живое вещество суши. Береговые и пойменные сгущения жизни. Биомасса высших растений

Сгущения жизни стоячих водоемов. Состав живого вещества в стоячих и текучих водах суши

Геологическая работа живого вещества в биосфере. Пищеварительная деятельность грунтоедов на суше и илоедов и фильтраторов в океане как геохимический фактор биосферы

Геологическая деятельность живого вещества в наземных и водных экосистемах

Функции живого вещества в биосфере. Энергетическая функция  - ассимиляция живым веществом энергии и передаче ее по трофической цепи

Концентрация живым веществом элементов биоминералов. Биоминералогия

Биофильные элементы. Органогены. Вовлечение химического элемента в биотический круговорот

Деструктивная функция живого вещества в биосфере. Отличие биотического фактора от абиотического в интенсивности разложения минералов

Средообразующее влияние живого вещества

Перемещение вещества – снизу вверх - живым веществом в биосфере

Факторы формирования палеобиогенного вещества в земной коре. Биофактор

Экофактор. Превращение органических остатков из компонентов биосферы в компоненты литосферы

Тафофактор. Переход биогенного вещества в ископаемое состояние. Формирование осадочных пород

Биокосные системы. Формирование осадочных пород в биокосных системах с последующим захоронением

Стадии литогенеза, формирования осадочных пород – гипергенез, седиментогенез, диагенез, катагенез

Гипергенез – выветривание. Биогенное выветривание горных пород. Поверхностная пленка биогеохимического выветривания

Седиментогенез. Биофильтрация. Биотурбация. Биоседиментация в морях и океанах

Биогеохимические принципы Вернадского. Формирование осадочных пород в условиях биосферы при влиянии живого вещества

Докембрийские микробиоты. Эдиакарская фауна. Палеонтология докембрия - наука о древнейшей жизни

Акритархи микроископаемые, строматолиты, минерализованные остатки прокариот. Архейские экосистемы

Первые телесные остатки многоклеточных животных в отложениях венда. Вендская фауна

Граница докембрия и фанерозоя

Жизнь в палеозое. Палеозойские и мезозойские флоры. Рост массы живого вещества в ходе геологического времени

Метабиосфера. Осадочная оболочка Земли – стратиграфически наложенные друг на друга былые биосферы

Карбонатные осадки и карбонатонакопление. Фораминиферовые, кокколитовые и птероподовые илы. Бентогенные карбонатные отложения

Карбонатные породы. Известняки из скелетных остатков организмов. Бактериогенные известняки

Доломитовые породы. Образование доломита в результате жизнедеятельности организмов

Биогенные карбонатные породы

Кремнистые породы - диатомиты, силикофлагеллиты, радиоляриты и спонголиты. Биогенный кремнезём опал. Кремнистые осадки образуются в биосфере в результате концентрационной функции живого вещества

Каустобиолиты. Фитералы. Генезис твердых горючих ископаемых

Каустобиолиты. Нефть образовалась из биогенного органического вещества

Формирование каустобиолитов. Палеобиогенная органика метабиосферы

Фосфатные породы. Желваковые и ракушечные фосфориты, костяные брекчии. Биогеохимический цикл фосфора

Биогенное происхождение фосфоритов - гипотеза об образовании фосфоритов в результате массовой гибели организмов

Железистые и марганцевые осадочные породы. Бактериогенное рудообразование. Биогенное происхождение железомарганцевых руд

Аллиты, или глиноземистые породы богатые свободным окислом алюминия глиноземом. Отложение бокситов

Соли – хемогенные осадочные породы из легко растворимых в воде минералов

Обломочные и глинистые осадочные породы

Влияние жизни на формирование земной коры. Гранитная оболочка Земли как область былых биосфер

Заключение

Словарик специальных терминов 

Литература

Перечислим в хронологическом порядке некоторые работы по основным проблемам, рассмотренным в этой книге.

С. Н. Виноградский.  О роли микробов в общем круговороте жизни. Спб., Типогр. Имп. АН, 1897, 28 с.

Н. И. Андрусов.  Бактериология и геология, их взаимные отношения. – Уч. зап. Имп. Юрьевск. ун‑та, год 5, №1, 1897, с. 1–20.

М. А. Егунов.  Биоанизотропные бассейны. – Ежегод. по геол. и минерал. России, т. 4, 1900–1901, с. 41–63.

Г. А. Надсон.  Сверлящие водоросли и их значение в природе. – Бот. зап. Вып. 18. 1900–1902, с. 1–34.

В. С. Садиков.  Химия жизни. Вып. 1. Пг., Науч. хим.‑техн. изд‑во, 1923, 88 с.

Б. В. Перфильев.  Новые данные о роли микробов в рудообразовании. – Изв. Геол. ком., т. 45, №7, 1926, с. 797–818.

Я. В. Самойлов.  Биолиты. Л., Науч. хим.‑техн. изд‑во, 1929, 140 с.

Д. В. Соколов.  О микроорганизмах в подпочвенных слоях и биохимических факторах выветривания. – Изв. АН СССР, ОМЕН, 1932, №5, с. 693–712.

А. П. Виноградов.  Химический элементарный состав организмов моря. – Труды БИОГЕЛ, 1935, т. 3, с. 63–278; 1937, т. 4, с. 5–225; 1944, т. 6, с. 5–273.

Б. Л. Личков.  Современный литогенезис на материковых равнинах. – Изв. АН СССР, сер. географ. и геофиз., т. 9, №5–6, 1945, с. 547–564.

А. Г. Вологдин.  Геологическая деятельность микроорганизмов. – Изв. АН СССР, сер. геологич., 1947, №3, с. 19–38.

К. А. Воскресенский.  Пояс фильтраторов как биогидрологическая система моря. – Труды Гос. океанографич. ин‑та, 1948, вып. 6(18), с. 55–120.

Б. Б. Полынов.  Избранные труды. М.–Л., Изд‑во АН СССР, 1956, 752 с.

В. А. Ковда.  Минеральный состав растений и почвообразование. – Почвоведение, 1956, №1, с. 6–18.

Л. С. Берг.  Избранные труды, т. 2. М., Изд‑во АН СССР, 1958, 426 с.

Ю. П. Бяллович.  Биогеоценотические горизонты. – Труды МОИП, т. 3, 1960, с. 43–60.

Значение биосферы в геологических процессах. Вопросы взаимосвязи палеонтологии и тектоники. М., Госгеолтехиздат, 1962, 248 с.

С. И. Кузнецов, М. В. Иванов, Н. Н. Ляликова.  Введение в геологическую микробиологию. М., Изд‑во АН СССР, 1962, 240 с.

А. Л. Яншин.  Принцип актуализма и проблема эволюции геологических процессов. – В сб.: Пути и методы познания закономерностей развития Земли. М., 1963, с. 1–8.

Средообразующая деятельность животных. М., Изд‑во МГУ, 1970, 102 с.

И. Н. Крылов.  На заре жизни. М., Наука, 1972, 104 с.

Б. С. Соколов.  Докембрийская биосфера в свете палеонтологических данных. – Вестн. АН СССР, 1972, №8, с. 48–54.

Т. В. Аристовская.  О некоторых аспектах геохимической деятельности почвенных микроорганизмов как составной части биогеоценоза. – В сб.: Проблемы биогеоценологии. М., Наука, 1973, с. 11–23.

А. Л. Чижевский.  Земное эхо солнечных бурь. М., Мысль, 1973, 350 с.

Ю. П. Зайцев.  Жизнь морской поверхности. Киев, Наукова думка, 1974, 112 с.

Н. Б. Вассоевич.  Различные толкования биосферы. – В сб.: Исследование органического вещества современных и ископаемых осадков. М., Наука, 1976, с. 381–389.

Н. Н. Верзилин, Н. Н. Верзилин, Н. М. Верзилин.  Биосфера, ее настоящее, прошлое и будущее. М., Просвещение, 1976, 224 с.

А. И. Перельман.  Биокосные системы Земли. М., Наука, 1977, 160 с.

А. В. Сидоренко, В. А. Теняков.  О планетогенном аспекте познания экзогенных, биогенных и метаморфогенных процессов. – Докл. АН СССР, 1978, т. 241, №6, с. 1409–1412.

Современные задачи и проблемы биогеохимии. – Труды БИОГЕЛ ГЕОХИ АН СССР, 1979, т. 17, 196 с.

А. Б. Ронов.  Осадочная оболочка Земли. М., Наука, 1980, 80 с.

Г. В. Гегамян.  Ламарк, Вернадский и биосферология. – Природа, 1981, №9, с. 78–81.

Б. С. Соколов.  Палеонтология, геология и эволюция биосферы. – Труды Ин‑та геологии и геофизики СО АН СССР, 1981, вып. 517, с. 156–167.

К. И. Лукашев, И. К. Вадковская.  Геохимические очерки биосферы. Минск. Наука и техника, 1982, 156 с.

Биогеохимические аспекты формирования осадочных пород и руд. Л., 1983, 128 с.

Биоседиментация в морях и океанах. М., 1983, 160 с.

Палеонтология и эволюция биосферы. Л., Наука, 1983, 152 с.

Г. А. Заварзин.  Бактерии и состав атмосферы. М., Наука. 1984, 192 с.

А. В. Лапо.  Живое вещество и минералообразование. – Записки Всесоюзного минералогического общества, 1985, ч. 114, вып. 1, с. 26–29.

В. И. Вернадский и современность. М., Наука, 1986. 230 с.

Роль биогеохимических исследований в расширении минерально‑сырьевой базы СССР. Л., 1986, 145 с.

 Автор: Андрей Витальевич Лапо

кандидат геолого-минералогических наук, старший научный сотрудник Всесоюзного научно-исследовательского геологического института имени А. П. Карпинского в Ленинграде. Специалист в области геологии угольных месторождений, биогеохимии и общей экологии. Автор свыше 80 научных работ