10.1. Біосфера Землі, її характерні особливості

Утворення, розвиток і еволюція грунту зобов'язані взаємодії малого біологічного і великого геологічного кругообігів речовин і потоків сонячної енергії у границях кори вивітрювання гірських порід. У 1875 році австрійським ученим геологом Зюсом запропонований термін "біосфера", сфера життя. До появи життя на нашій планеті існували тільки геологічні процеси і великий геологічний кругообіг речовин. Його вік 3,5-4 млрд. років.

Виникнення життя на Землі сформувало "сферу життя", привело до появи малого біологічного кругообігу речовин або хімічних елементів. Ці два кругообіги речовин відбуваються одночасно і носять назву біогеохімічного циклу. Вернадський сформулював закон: з появою біосфери усі хімічні реакції на планеті протікають при безпосередній участі живої речовини.

Біосфера – найбільш високоорганізована природна система на нашій планеті. Вона складається з таких компонентів: атмосфери, гідросфери, літосфери, педосфери (рис.27).

Рис. 27. Межі компонентів біосфери

Для кожного компонента характерні свої рівні організації. Границі розповсюдження живої речовини визначають границі біосфери. Біосфера має по вершинах верхню (атмосфера) та нижню границі (рівень грунтових вод). У просторі вона неоднорідна, що призводить до великої різноманітності біогенної міграції (природні зони, фації); біогеоценозів, ландшафтів.

В.І.Вернадський сформулював поняття і розробив вчення про біосферу. Вона є сферою проживання живої матерії, середовищем для всієї планети. Жива речовина відіграє величезну роль у геологічній історії планети. Він дав визначення біогеохімії.

Біогеохімія (біо – життя, гео – земля) – наука про вивчення хімічного складу живих організмів, участь живої речовини і продуктів її розкладу в процесах міграції, розсіювання та накопичення хімічних елементів.

Геохімія – наука про історію атомів хімічних елементів у розвитку планети, про сучасний хімічний склад гірських порід і шляхи міграції хімічних елементів на Землі.

До появи життя на Землі протікали тільки геохімічні процеси. Це, в основному, процеси руйнування кристалічних решіток первинних мінералів, міграція різних водних розчинів і синтез нових мінеральних сполук. Джерело енергії геохімічних процесів – сонячна енергія.

З виникненням життя на Землі з'явився грунтотворний процес. Його рушійна сила – взаємодія малого біологічного і великого геологічного кругообігів речовин разом з енергетичними потоками на земній поверхні. Виник комплекс явищ біогеохімії грунтоутворення: міграції і трансформації хімічних сполук у межах грунтового профілю і підстилаючої товщі гірських порід, тобто у границях грунтового покриву планети; основою цього є цикли організованості біосфери, а також педосфери. Крім того, біогеохімія грунтоутворення пов'язана: а) з перетворенням вуглецю і живої речовини у грунтах; б) зміною азоту у едафотопах і ландшафтах; в) особливостями міграції і ареалами акумуляції продуктів вивітрювання і грунтоутворення сполук кремнію, алюмінію, фосфору і мікроелементів у грунтах; г) наявністю ізотопів у едафотопах.