О чем говорят и молчат почвы

Живое вещество со своими геохимическими функциями, создав биосферу, настолько преобразовало лик Земли, что мы можем говорить об уникальности нашей планеты среди других планет Солнечной системы. Возраст Земли как космического тела оценивают в 5—5,5 миллиарда лет. Возраст находок ископаемых остатков организмов — 3—3,5 миллиарда лет. Время появления живых организмов на Земле благодаря новым отбытиям все более отодвигается в глубь геологических веков, а исходя из геохимических представлений В. И. Вернадского, жизнь на планете вечна, то есть она появилась приблизительно одновременно с возникновением Земли. И все это время живое вещество перерабатывало вещество литосферы, гидросферы и атмосферы. Естественно, что главная задача современной науки о биосфере состоит в количественной оценке основных параметров живого вещества и его работы по организации биосферы, что, в первую очередь, сводится к определению количества биомассы на суше и в океане. По приблизительным подсчетам, биомасса единовременно живущих организмов на Земле составляет 2,423х10¹² тонн, а на долю водных приходится всего 0,003х10¹² тонн. Вес растений–фотосинтетиков на Земле составляет 2,4х10¹² тонн, а вторичных организмов (животных) — 0,023 10¹² тонн. Предполагалось что биомасса микроорганизмов значительно меньше биомассы живого вещества, сосредоточенного в Мировом океане. Однако в последнее время установлено, что, несмотря на то что океан занимает две трети поверхности Земли, он почти в 1000 раз уступает суше по запасам живого вещества. С биосферной точки зрения океан — это биологическая пустыня. Окончательная, точная инвентаризация биомассы живого вещества планеты еще не проведена, но порядок величин установлен, по–видимому, правильно.

Однако важно не только оценить массу живого вещества на планете. Необходимо знать его видовое разнообразие, то есть знать, какие виды обитают на Земле, сколько и какова численность каждого вида, каков их вклад в энергетический и геохимический круговорот веществ. При этом нельзя упускать из поля зрения важнейший показатель — скорость размножения организмов. По разным оценкам в наше время на Земле существует около 3,5 миллиона биологических видов, из них на долю растений приходится около 500000 видов. Остальная часть видов приходилась на животных и микроорганизмы, учет и систематика которых далеки от завершения.

Среди животных организмов наибольшим числом видов представлен класс насекомых (около 1000000), причем это число не окончательное. Так что изучающему список видов современных обитателей Земли стоило бы задуматься над тем, что нынешняя геологическая эпоха — эпоха господства насекомых, а отнюдь не человека. Да и то сказать: 3,5 миллиона видов, прошедших миллиарднолетнюю эволюцию, и один вид — человек — возрастом в несколько тысячелетий. Тут есть над чем задуматься!

Биомасса живущих организмов характеризует один из статических аспектов биосферы. Скорость круговорота веществ и, в первую очередь, скорость размножения разных видов, или смена поколений, дает представление о биосферных процессах как о явлении динамическом. К сожалению, скорости размножения организмов еще должным образом не систематизированы, хотя оценке их В. И. Вернадский придавал большое значение. Известно, что быстрее всех размножаются микроорганизмы, медленнее других — млекопитающие. Скорости размножения организмов варьируют в интервале от 10¹ до 10⁶ минут.

Прижизненные функции живого вещества разнообразны по масштабам, а их вклад в геохимические процессы зависит от дифференциального эффекта каждого вида организмов, его численности, скорости размножения, метаболической активности и ряда других факторов.

С живым веществом, представляющим собой мощный геохимический фактор в биосфере, связаны следующие функции: газовые, концетрационные, окислительно–восстановительные, биохимические и биогеохимические. Совокупность этих функций определяет все химические превращения веществ в биосфере. Все функции, кроме биохимической, осуществляются в термодинамическом поле биосферы, которое, по В. И. Вернадскому, существенно отличается от автономного поля организма.

Газовые функции живого вещества проявляются в форме миграции газов и их превращений из простых форм в сложные и обратно, как следствий прижизненного и посмертного метаболизма. Живое вещество в биогеохимическом смысле состоит из газов (кислорода, азота, углекислоты, водород и др.). По мнению В. И. Вернадского, кислород и азот атмосферы, практически вся углекислота, в том числе связанная в известняках в виде карбонатов, природные горючие газы и т. п. — это производные живого вещества. Между живым веществом и газовой компонентой биосферы осуществляется постоянный обмен, определяющий важнейшие геохимические особенности нашей планеты. Среди основных газовых функций выделяются: кислородно–углекислотная, углекислая, озонная, азотная, углеводородная, сероводородная и терпеновая.