Химический состав геосфер и оболочек Земли

Самый высокий уровень организации жизни на Земле –биосфера. Этот термин появился в конце XIX в. и характеризует область активной жизни, охватывающую нижнюю часть атмосферы, гидросферу и верхнюю часть литосферы. В.И. Вернадский создал учение о биосфере как об активной оболочке Земли, в которой совокупная деятельность живых организмов, включая человека, является геохимическим фактором планетарного масштаба и значения. Он выделял в биосфере косное(солнечная энергия, почва и т.д.) и биокосное (органическое) вещества.

В атмосфере наиболее заселен слой толщиной до 50 метров. Вынос микроорганизмов на высоты более 15 км возможен конвекционными потоками. За верхнюю границу биосферы условно принимается озоновый слой (около 10–15 км), выше него мощный поток ультрафиолетового излучения убивает, вероятно, все живое. Однако исследования показывают, что защитить живые клетки от воздействия излучения и потоков ионизирующих частиц достаточно просто. Такую защиту может, в частности, обеспечить железный метеорит диаметром менее 0,6 мкм и стенками толщиной не более 0,1 мкм.

Нижняя граница распространения живых организмов в литосфере определяется температурой. По современным представлениям, живые организмы могут жить при температурах до 100 °С. Однако этот фактор может быть несущественным. Обнаружение грибов в ядерных реакторах говорит о возможности живого переносить огромные потоки ионизирующего излучения.

Считается, что средняя толщина биосферы – около 33 000 км, однако, известны и живые организмы, не нуждающиеся в кислороде, поэтому границы жизни могут быть гораздо шире.

Наиболее всеобъемлющей являетсябиогеохимическая концепция биосферы, сформулированная В.И. Вернадским. В этой концепции основу биосферы как геологической оболочки составляет живое вещество, понимаемое как совокупность химических элементов, сосредоточенных во всех живых организмах, вместе взятых.

По мнению В.И. Вернадского, для данного геологического периода количество живого вещества биосферы постоянно.

Живое вещество характеризуется огромной энергией, которая может быть использована для совершения работы. Эта энергия есть солнечная энергия, превращенная в энергию химических связей в процессе фотосинтеза зеленых растений и распространяющаяся по поверхности Земли благодаря способности живого регулировать проявления собственных процессов. Живое вещество оказывает непрерывное, постоянное воздействие на окружающий мир. По подсчетам В.И. Вернадского, ско­рость распространения (растекания) живого вещества по поверхности меняется в зависимости от размеров организма и достигает 300 м/с для бактерий (это, в общем, скорость звука в воздухе, вероятно звуковая волна спо­собна переносить живое вещество).

Живое вещество производит на Земле непрерывную, не прекращающуюся ни на мгновение работу по переработке своего окружения, по его изменению.

Эта функция живого вещества ставит биосферу в особое положение в структуре геологических оболочек. В механизме формирования земной коры она выступает активным началом, изменяющим газовый состав атмосферы, минеральный состав литосферы, почву, гидросферу. Глобальные геохимические функции живого вещества осуществляются через питание (концентрационная функция), дыхание (газовая функция) и размножение (транспортная функция) особей всех видов живых организмов во все этапы развития жизни на Земле.

Человек, являясь частью живого вещества, также, участвует в реализации геохимической функции живого вещества.

В настоящее время существует много различных вариантов происхождения жизни на Земле. Основные из них:

– креационизм (божественное сотворение живого);

– самопроизвольное зарождение жизни из неживого вещества;

– стационарное состояние, в соответствии с которым жизнь существовала всегда;

– панспермия (внеземное происхождение жизни);

– происхождение жизни на Земле в историческом прошлом в результате процессов, подчиняющихся физическим и химическим законам.