Как
отмечалось выше, биомасса живых организмов (любого систематического
уровня) характеризует один из аспектов биосферы. Зная ее величину, можно
составить представление о количестве изъятых из окружающей среды
биогенных элементов. Однако этот показатель еще не дает основания судить
о скорости их оборачиваемости в системе «окружающая среда – живое
вещество». Речь идет о биогеохимических круговоротах. В этом плане
большое влияние на динамику биосферы оказывают такие процессы, как
скорость круговорота веществ, которая в свою очередь во многом
определяется скоростью продуцирования органических веществ. Кроме этого,
немаловажное значение для формирования биогеохимических циклов характер
воспроизводства организмов, смена их поколений и, в конечном итоге,
особенности динамики численности многих видов популяций растений и
животных. Известно, что существуют организмы, обладающие
способностью преимущественного (более 10 %) накопления отдельных
элементов, таких как кремний, железо, сера, фосфор и др. Так,
например, фораминиферы и радиолярии (простейшие животные) в составе
своих скелетов содержат углекислый кальций, кремнезем. После отмирания
их скелетики в громадных количествах опускаются на дно и формируют
радиоляревые илы. Часть углекислого кальция растворяется в воде (не
достигая глубин 5000–6000 м) и вовлекается в планетарный обмен.
Подсчитано, что реками в океаны и моря ежегодно выносится около 109 т
CaCO3, которые затем переходят в донные
осадки. Основную же массу известковых осадков дают скелетные остатки
морских животных (в основном планктон). Эти осадки широко распространены
в низких широтах. Далее, в процессе геологических преобразований,
известковые породы попадают на сушу, где, растворяясь дождевыми,
речными, подземными водами, снова вовлекаются в планетарный круговорот.
Возможен еще один сценарий кругооборота веществ. В результате движения
литосферных плит океаническая кора погружается в мантию. Она уносит туда
и морские отложения, которые накопились на дне. Следовательно, мантия
обогащается не только неорганическими элементами, но и горными породами
органического происхождения. Все это оказывает влияние на ее состав до
глубин в сотни и даже тысячи километров. Положение зон со временем
меняется. Изменяется вещество Земли, которое находится в постоянном
движении. В расщелинах на дне океана изливается не только базальтовая
лава, но и горячая минерализованная вода, богатая медью, цинком и
другими химическими элементами. Температура в зонах выброса воды
достигает 3300 °C. Это так называемые гидротермы, способствующие в
дальнейшем образованию наростов, столбов и труб высотой до 27 м. По этим
трубам поднимается горячий раствор, и мелкие минеральные частицы
попадают в воду. Название у труб экзотическое – курильщики. Около них
кипит жизнь, состоящая из бактерий, моллюсков, крабов. Осмысливая
становление биосферы, ее эволюцию, нельзя не отметить тот факт, что в
каждые исторические эпохи формировалось неравномерное распределение
живого вещества по планете – его мозаичность. Данная закономерность
порождалась своими центрами видообразования организмов, наличием
соответствующих климатических и почвенных условий, интенсивностью
круговорота веществ и другими факторами. Поэтому современный вид
биосферы является отражением тех далеких геохимических и геофизических
процессов, которые сформировали ее лик. Убежденность ученых в том, что в
прошлом палеобиогеоценозы функционировали подобно современным,
опирается на актуалистический метод. Смысл его заключается в следующем: на
прошлое распространяют те закономерности, которые наблюдаются в
настоящее время, или «современность – ключ к пониманию прошлого». Например,
сейчас в тропическом лесу на площади 2 га можно насчитать более 200
видов растений, тогда как в смешанном лесу умеренного пояса – только 10
видов. Значит, если в древних отложениях обнаруживаются остатки
вечнозеленых растений, пальм, крупные листья и богатое биоразнообразие, –
то можно утверждать, что в этот период на данной территории климат был
подобен тропическому, а если попадают растения с мелкой листвой или
колючками, присутствием опушения или воскообразного налета, – это зона
аридного климата (современных пустынь) и т. д. В свете
вышеизложенного следует полностью согласиться с утверждением А. Н.
Тюрюканова: «…биосферная концепция Докучаева – Вернадского убедительно
доказала, что исторический метод – это метод активного и объективного
познания окружающего нас мира; показала, как возник и как развивался лик
планеты под воздействием живого вещества и почему мы застали его таким,
а не иным» (1990, с. 39–40).
Источник: Биогеохимические процессы и продукционные циклы. Общие положения |
