ГЕОХИМИЯ БИОСФЕРЫ. Структура биосферы

История термина «биосфера»: от Ламарка, Гумбольдта, Зюсса, Докучаева – к Вернадскому.

Термин «биосфера» ввел в научную литературу знаменитый австрийский геолог Эдуард Зюсс в 1875 г. Зюсс подчеркнул уникальность земной биосферы для планет: «Одно кажется чужеродным на этом большом, состоящем из сфер небесном теле, а именно – органическая жизнь... На поверхности материков можно выделить самостоятельную биосферу...»

Последний ученый-энциклопедист Александр Гумбольдт тоже считается одним из предтечей понятия «биосфера». В своей великой книге «Космос» он разработал глобальную концепцию – Земли как целого, и в частности – идею о повсеместном распространении жизни (Вернадский называл это «всюдностью») и её связи с неорганическим миром, что было для 19 в. совершенно новым.

Этот синтетический подход к естествознанию был развит учителем Вернадского – Докучаевым, который резко выпятил именно процессы взаи- модействия между живой и неживой (косной) природой, образующее единство, которое он называл «высшей прелестью естествознания». Такое взаимодействие порождает природные тела нового качества; таким качественно новым – биокосным образованием – Докучаев считал почву.

Наконец, в 1926 г. в Ленинграде была издана книжечка Вернадского «Биосфера», в которой были четко сформулированы все основные положения биогеохимии: (1) «биосфера представляет оболочку жизни – область существования живого вещества»; (2) биосфера есть область земной коры, «занятая трансформаторами, переводящими космические излучения в действенную земную энергию – электрическую, механическую, тепловую и т.д.». Биосферу Вернадский [1987, с. 98] дополнительно подразделял еще на 4 «геосферы», захватывающие тропосферу, гидросферу, поверхностную часть суши континентов и островов и «области подземной жизни».

Структура биосферы

Согласно Вернадскому [Вернадский, 1987,с. 51–52], биосфера включает 7 «разнородных частей».

1) Совокупность живых организмов – живое вещество; масса его в биосфере составляет всего 0.25%. Однако оно насыщено энергией и «является могучей геологической силой, нигде на планете больше не существующей, связанной с другим веществом биосферы только биогенной миграцией атомов. Концентрация живым веществом определенных химических элементов в биосфере есть, по-видимому, ее господствующий – БИОГЕННЫЙ геологический процесс».

2) Непосредственные продукты биосферы, овеществленные в стратисфере, то-есть созданные «былыми биосферами». Это биогенные осадочные породы – биолиты, например, ископаемые угли или карбонатные породы.

3) Вещество, «образуемое процессами, в которых живое вещество не участвует: КОСНОЕ ВЕЩЕСТВО, твердое, жидкое и газообразное».

4) Тесная смесь живого и косного вещества, образующая единые системы – «БИОКОСНОЕ ВЕЩЕСТВО... которое создается одновременно живыми организмами и косными процессами, представляя динамические равновесные системы тех и других. Таковы вся океаническая и почти вся другая вода биосферы, нефть, почва, кора выветривания... и т.д. Организмы в них играют ведущую роль. Эти биокосные организованные массы являются сложными динамически равновесными, в которых резко проявляется геохимическая энергия живого вещества – БИОГЕОХИМИ­ЧЕСКАЯ ЭНЕРГИЯ...»

5) Радиоактивные вещества и продукты их распада.

6) Рассеянные атомы, создаваемые космическими излучениями.

7) Космогенное вещество в атомной и, возможно, молекулярной форме.

При этом «Живое и биокосное вещество встречаются на нашей планете только в биосфере, биогенное господствует в стратисфере...».

Как и во всех классификациях Вернадского, в этой тоже легко обнаружить логические противоречия. Так, очевидно, что биокосное вещество – составное, значит не индивидуальное; космогенное – тоже косное и пр. Так происходит потому, что Вернадский никогда не выдерживал принцип единого основания при одном делении, а всегда использовал сразу несколько классификационных признаков, нисколько не заботясь об их иерархии: у него было системное, синтетическое мышление.

А.В.Лапо попытался «причесать» классификацию Вернадского и получил следующее (рис. 1).

Рис. 1. Типы вещества биосферы Земли

По А.В.Лапо [1987, с. 40], с редакционными изменениями

Примечания.

* В том числе органическое вещество осадочных пород (ОВ), как рассеянное (РОВ), так и концентрированное (КОВ);

** В том числе и углеводородное ОВ мантийного происхождения (например, метан)

*** В том числе и ОВ космического происхождения (углистое вещество хондритов).

-------------------------------

Хотелось бы обратить внимание на примечания: в них говорится специально об органическом веществе. Надо ясно понимать, что вещество биогенное – отнюдь не синоним вещества органического (так было в 19 веке, но не так ныне!), ибо мы знаем, с одной стороны, абиогенные органические вещества (в углистых хондритах), а с другой – массу биогенных неорганических веществ (например, карбонатные или кремневые ракушки). Было бы гораздо проще, если бы органические вещества назывались бы, например, углеводородными, потому что они по большому счету именно таковы. Но так уж сложилось в науке – термины живут, даже когда они нелогичны[1].