§ 50. Біясфера і яе межы

Біясфера

Біясфера (ад грэч.  bίos — жыццё і сфера spháira — шар) — абалонка Зямлі, створаная і заселеная жывымі арганізмамі.

Тэрмін «біясфера» ў 1875 г. увёў у навуку аўстрыйскі геолаг Э. Зюс. Паняцце «біясфера» ён тлумачыў як «тонкую плеўку жыцця на зямной паверхні, якая ў значнай меры вызначае аблічча Зямлі». 

Годам з’яўлення вучэння пра біясферу лічыцца 1926 г., калі выйшла кніга рускага вучонага-прыродазнаўца У. І. Вернадскага «Біясфера». Ён абагульніў вялізную колькасць навуковых даных, якія паказваюць на цесную ўзаемасувязь жывога і нежывога рэчыва. Паказаў, што планета Зямля не толькі населена жывымі арганізмамі, але і актыўна імі пераўтвараецца. Падкрэсліваючы геалагічную ролю жывых арганізмаў, У. І. Вернадскі пісаў: «На зямной паверхні няма хімічнай сілы, якая дзейнічае больш пастаянна, а таму больш магутнай, чым жывыя арганізмы, узятыя ў цэлым». З удзелам жывых арганізмаў адбываецца ўтварэнне глебы, асадкавых парод, карысных выкапняў, разбурэнне горных парод, забалочванне.

Межы біясферы

Межы біясферы вызначаюцца ўмовамі, неабходнымі для жыцця: наяўнасцю вады, мінеральных рэчываў, кіслароду, вуглякіслага газу,  спрыяльнага тэмпературнага рэжыму, ступенню салёнасці вады ў водных экасістэмах, узроўнем радыяцыі. Усе гэтыя ўмовы аптымальна спалучаюцца ў месцах кантакту трох геалагічных абалонак Зямлі — атмасферы, літасферы і гідрасферы. Кожная з гэтых геалагічных абалонак планеты мае свае спецыфічныя ўласцівасці. Гэтыя ўласцівасці вызначаюць разнастайнасць форм жывых арганізмаў, якія жывуць у дадзенай частцы біясферы, і фарміруюць асноўныя марфалагічныя асаблівасці наземных, водных і глебавых арганізмаў, прыстасоўваючы іх да жыцця ў пэўных умовах. Такім чынам, паветраная, водная і глебавая абалонкі зямнога шара ўяўляюць сабой не проста прастору, запоўненую жыццём, але выступаюць як асноўныя асяроддзі жыцця. Таму біясфера як жывая абалонка планеты размяшчаецца ў межах гэтых трох сфер.

Атмасфера — паветраная абалонка Зямлі. Яна мае пэўны хімічны склад: каля 78 % азоту, 21 % кіслароду, 1 % аргону і 0,03 % вуглякіслага газу. Бліжэй да паверхні Зямлі ў якасці прымесі ў атмасферы змяшчаюцца вадзяныя пары. Пры ўзаемадзеянні з асноўнымі парніковымі газамі, такімі як метан, азон і вуглякіслы газ, вадзяныя пары ўдзельнічаюць у награванні ніжняга слоя атмасферы. Гэтыя атмасферныя прымесі дзейнічаюць падобна да празрыстага даху парніка, раскінутага над Зямлёй, прапускаючы да яе даўгахвалевае цеплавое выпраменьванне. Адгэтуль і іх назва — парніковыя газы. Парніковы эфект, што ўзнікае дзякуючы ім, адыгрывае важную ролю ў цеплавым балансе Зямлі. Ён захоўвае цяпло ў паверхні Зямлі, і тэмпература паветра становіцца вышэйшай.

У склад біясферы ўваходзіць толькі самы ніжні слой атмасферы — трапасфера. Таўшчыня трапасферы на экватары складае 18—22 км, ва ўмераных шыротах — 10—16 км, а на полюсах — 8—10 км. Яна вызначаецца інтэнсіўнасцю вертыкальных (узыходных ці сыходных) струменяў паветра, выкліканых награваннем зямной паверхні. Тэмпература паветра ў трапасферы з вышынёй паніжаецца на 0,6 ºС на кожныя 100 м і вагаецца ад +40 да –50 ºС. Верхняй мяжой біясферы прынята лічыць азонавы слой. Ён размешчаны на рознай адлегласці ад паверхні Зямлі і мае максімальную шчыльнасць азону на вышыні 22—25 км. Вышэй за  азонавы экран жыццё немагчыма з прычыны цвёрдага ультрафіялетавага выпраменьвання Сонца.

Бліжэй да паверхні Зямлі атмасфера насычана шматстайнымі наземнымі формамі жыцця: жывёламі, раслінамі, грыбамі, пратыстамі. Некаторыя арганізмы, такія як казуркі, птушкі, кажаны, паднімаюцца над яе паверхняй на сотні метраў. Некаторыя выгляды драпежных птушак здольныя лётаць на вышыні 3—7 км. Насенне і спрэчкі раслін, грыбоў, бактэрыі паднімаюцца пасіўна ўгару ўзыходнымі паветранымі струменямі на дзясяткі кіламетраў (да вышыні 20—22 км). Аднак усе пералічаныя лятучыя арганізмы толькі часова знаходзяцца ў атмасферы. Няма арганізмаў, якія ўвесь час жывуць у паветры.

Літасфера — цвёрдая паверхневая абалонка Зямлі, якая ўключае зямную кару і частку верхняй мантыі. Яе таўшчыня вагаецца ў межах 50—200 км. Распаўсюджванне жыцця ў літасферы абмежавана і рэзка памяншаецца з глыбінёй. Жыццё засяроджана ў самым верхнім пласце зямной кары — глебавым покрыве і верхняй частцы зямной кары. Распаўсюджванню жыцця ў глыб зямной кары перашкаджаюць розныя фактары: адсутнасць святла, нарастанне з глыбінёй шчыльнасці асяроддзя, высокая тэмпература. У сярэднім тэмпературны прырост складае каля 3 °С на кожныя 100 м. Менавіта таму тэмпература з’яўляецца галоўным фактарам, які абмяжоўвае жыццё ў літасферы. Пераважная большасць відаў засяроджана ў глебе — верхнім рыхлым пласце зямной кары, які ў сярэднім мае таўшчыню ў некалькі дзясяткаў сантыметраў. У глыбіню на некалькі метраў пранікаюць, напрыклад, бактэрыі, карані раслін, рыючыя жывёлы — краты, чэрві. Найбольшая глыбіня, на якой былі выяўлены некаторыя віды бактэрый, складае 3—4 км. Тэмпература тут дасягае +100 °С. Менавіта гэта глыбіня лічыцца ніжняй мяжой распаўсюджвання жыцця ў літасферы.

Гідрасфера — водная абалонка Зямлі. У адрозненне ад літасферы і атмасферы яна цалкам засвоена жывымі арганізмамі. Нават на дне Сусветнага акіяна, на глыбінях каля 11 км, былі выяўлены разнастайныя віды жывёл, бактэрый.

Неабходна адзначыць, што шчыльнасць пражывання арганізмаў у акіяне нераўнамерная. Асноўная маса відаў знаходзіцца ў гідрасферы ў межах 150—200 м ад паверхні. Гэта звязана з глыбінёй пранікнення святла, якое з’яўляецца лімітуючым фактарам для існавання аўтатрофных арганізмаў, а значыць, і відаў жывёл, якія кормяцца раслінамі. Аднак існуе немалая колькасць відаў глыбакаводных драпежных жывёл і мікраарганізмаў, якія прыстасаваны да жыцця ў поўнай цемры. Іх прадстаўнікі маюць звышадчувальныя органы слыху і дотыку, моцна развітыя вочы, што дае магчымасць улоўліваць нават самыя слабыя светлавыя хвалі. Некаторыя віды не маюць вачэй зусім. Яшчэ адно прыстасаванне глыбакаводных арганізмаў — гэта люмінесцэнтныя органы, якія могуць свяціцца, выкарыстоўваючы энергію хімічных рэакцый. Такое святло аблягчае перамяшчэнне і прываблівае здабычу.

Гідрасфера адыгрывае вялізную ролю ў фарміраванні прыроднага асяроддзя нашай планеты. Яна вельмі актыўна ўплывае на атмасферныя працэсы, такія як награванне і ахаладжэнне паветраных мас, насычэнне іх вільгаццю.

Атмасфера, літасфера і гідрасфера цесна звязаны паміж сабой. На межах гэтых сфер засяроджана асноўная частка відаў жывых арганізмаў, утвараючы адносна тонкую «плеўку жыцця» на паверхні нашай планеты.

Праверым веды