Основы учения о биосфере [Георгий Витольдович Войткевич] (pdf) читать онлайн

А. ВРОНСКИЙ

Основы
учения

ёиосфере
\ 12

Я.

Г В. ВОЙТКЕВИЧ
В.А. ВРОНСКИЙ

Основы
учения

биосфере

о

Книга для учителя

МОСКВА «ПРОСВЕЩЕНИЕ» 1989

ББК 28.081
В65

Рецензенты:
географических наук Р. И. Злотин;
учитель географии школы № 655 Москвы М. В. Смирнова
кандидат

В., Вронский В. А.
Основы учения о биосфере: Кн.

Войткевич Г.

В65

для

свещение, 1989. 160 с.: ил., карт.
ISBN 5-09-001475-2
Тема «Биосфера» впервые включена в

графии. Учитель
жении

или

обучения.

всего

иначе

В

биосфере

представления

о

существования

человека.

Дана

характеристика

поверхности

земного

шара,

сталкивается

предлагаемой
как

вещества

описаны

изложены

книге

важнейшей

живого

ISBN 5-09-001475-2

Про¬

школьную программу по гео¬
с этими вопросами на протя¬

природной
и

современные
и основе

системе

по
распространения
важнейших химических

его

круговороты

Охарактеризована система закономерностей
биосфере.
Книга адресована учителям географии.
4306010000 233
102
89
103(03) 89
элементов.

В

так

М.:

учителя.

и

взаимосвязей

в

ББК 28.081

© Издательство «Просвещение»,

1989

ПРЕДИСЛОВИЕ
Изучение биосферы

становится

дни в связи с достижениями

особенно

наши

в

актуальным

научно-технической революции,

лением воздействия человека

с

уси¬
окружающую природу. Учение о

на

биосфере было создано выдающимся ученым-энциклопедистом
В. И. Вернадским (1863 1945). Под биосферой он понимал зем¬
ную область

жизни

организмов, которая

нижнюю

включает

атмосферы, гидросферу и верхнюю часть литосферы.
нимании учение о биосфере органически соединяется
ческой наукой в целом.
В. И. Вернадский впервые выдвинул идею

фактор

ский
его

в

развитии биосферы

необходимо учитывать

родов

и

предприятий,

в

целях

часть
по¬

таком

географи¬

с

что человече¬

о том,

становится

В

главенствующим

рационального размещения

магистралей

транспортных

и

каналов,

и

го¬

что¬

бы эти сооружения рук человеческих не нарушали и не губили
природу нашей планеты. Поэтому в современных условиях учение
о биосфере приобрело важное практическое значение. Человече¬

общество

ское

ностями

его

с

иногда

постоянно

от

природы
способность

растущими

берет

слишком

возмож¬

техническими
много,

не

учитывая

своих

к

воспроизводству
ограниченную
Только оптимизация отношений человека к биосфере

ресурсов.
может

обозримом будущем к возникновению ноосферы
разума, что будет знаменовать переход самой биосферы

вести

точно

в

новое

состояние.

В настоящее время процессы взаимодействия живой
материи

при¬

сферы

в

качественное

ее

(косного

вещества

удовлетворительно,

димо широкому кругу

биосферы)

так

что

населения

их

изучены

в

и

неживой

основном

доста¬

совершенно необхо¬
страны, имеющего отноше¬

знание

нашей

воздействию
окружающую среду разного характера. Это
обстоятельство привело к тому, что элементы учения о биосфере
ние

к

на

вошли в новую школьную программу

начальный

ра»

и

курс

по

физической географии

«Взаимодействие

компонентов

в

географии,
включены

в

частности

темы

в

«Биосфе¬

природе».
3

К настоящему времени

биосфере

о

монографии
Второва

многочисленные

написано

популярные
Н. Н. Дроздова

Имеются

много.

книги.

и

Мы можем

от¬

«Рассказы о био¬
затем
П.
И.
сфере» (1981),
Герасимова «Биосфера Земли» (1976),
Ю. А. Израэля и Ф. Я. Ровинского «Берегите биосферу» (1987),
А. В. Лапо «Следы былых биосфер» (1987). Однако краткого
изложения учения о биосфере, которое крайне необходимо в усло¬
виях реформы средней школы для
учителей географии (да и био¬
метить

пособие П. П.

и

нет. В связи с этим авторы предлагают настоящую книгу
для учителей географии. В ней они встретят в значительной мере
знакомый им материал по курсам физической географии. Однако

логии),

иных позиций по сравне¬
Он
изложен с точки зрения
существующими традициями.
непрерывного взаимодействия живого вещества с различными ра¬

этот

материал

нию

с

преподнесен

нее известными и

с

несколько

изученными явлениями в

литосфере нашей планеты.
Следует отметить общее
биосфере, которое возникло в

атмосфере, гидросфере

и

советской

науки.

образования

воспитательное

значение

нашей стране и является

и

важных

служит

о

Это учение становится неотъемлемой частью
кадров советской интеллигенции и крайне не¬

новых

обходимо для расширения общего кругозора. Оно
лее

учения

гордостью

касается наибо¬

закономерностей природных явлений нашей

серьезной основой

внейшей среды

в

для

построения

ближайшем будущем.

планеты

прогнозов изменения

Глава

I

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА БИОСФЕРЫ

Биосфера
та

это

«природа»,

торой

мы

среда нашей жизни, это
нас окружает, о ко¬

которая
в

говорим

разговорном
В.

Представление
модействуют

о том, что живые существа

с внешней

средой

и влияют

на

И.

языке.

Вернадский

нашей планеты взаи¬

изменение

этой среды,

наблюдений природных явлений. В этом
отношении зачатки
представлений о биосфере мы встречаем в
трудах голландских ученых Б. Варениуса во «Всеобщей геогра¬
фии» и X. Гюйгенса (1629 1695), а также у знаменитого фран¬
возникло давно

на

основе

цузского натуралиста Ж. Бюффона (1707 1788).
Различные проявления жизни выступили перед человеком как
общепланетарное, глобальное явление, как бы обволакивая плен¬

разной

кой

мощности поверхность земного шара.

Однако величай¬

роль жизни как решающего фактора в динамике веществ
верхних горизонтов нашей планеты выяснялась постепенно, пока
не стало
что живые
известно,
организмы могут существовать
только путем обмена веществ с внешней
средой. Такой обмен
имеет географическое значение, поскольку оболочки Земли состоят
шая

из химических элементов, входящих в состав организмов планеты:
как растений, так и животных. Эту мысль ярко выразил замеча¬

Ж. Кювье (1769 1832):
французский
натуралист
«Жизнь представляет, таким образом, более или менее сложный
вихрь, направление которого постоянно и который всегда захва¬
тывает молекулы, так что форма живого тела для него сущест¬
тельный

чем

веннее,

котором

его

вещество.

оно имеет

Пока

это движение

место, живо, оно живет.

существует, тело,

Когда

в

движение окон¬

чательно останавливается, тело умирает».

Французские

химики

(1802 1887), немецкий

Ж. Б. Дюма
химик

(1800 1884), Ж. Бусенго

Ю. Либих

(1803 1873)

и

некото¬

рые другие исследователи выяснили значение зеленых растений в
газовом обмене земного шара и роль почвенных растворов в пи¬
тании

лесах
тельно
ных

растений. После исследований Ж. Бусенго
Южной

Америки

важное

растений

и

значение

вообще

Начало учения
менитого

было

окончательно

углекислоты
живых

и

в тропических
установлено исключи¬

воды

в

образовании

зеле¬

организмов.
обычно связывают

с именем зна¬
о биосфере
французского натуралиста Ж. Б. Ламарка (1744 1829),

5

«биология».

который предложил термин
особой оболочки Земли

как
ны
те

по

роли

геологии

биосферы

Определение биосферы

были предложе¬
1875 г. в его рабо¬
Альп. Однако подробного освещения существа и

австрийским

видным

мы

и

само

геологом

ее

название

Э. Зюссом

в

у Э. Зюсса не находим. Ж. Б.

Ламарк

значи¬

глубже подошел к анализу взаимоотношений организмов
со средой их обитания и гибели, что непосредственно предшество¬
вало нашему современному пониманию биосферы. В своей книге

тельно

«Гидрогеология»

он посвятил целую главу влиянию живых орга¬
низмов на земную поверхность. Он писал: «...в природе существует
особая сила, могущественная и непрерывно действующая, которая
способностью
обладает
образовывать сочетания, умножать их,
разнообразить их...» Далее Ж. Ламарк отмечал, что «влияние жи¬

вых организмов на вещества, находящиеся на поверхности земного
шара и образующие его внешнюю кору, весьма значительно, по¬
эти существа, бесконечно разнообразные и многочислен¬
непрерывно сменяющимися поколениями, покрывают свои¬
ми
постепенно накапливающимися и все время
отлагающимися
остатками все участки поверхности земного шара». Из этих вы¬

тому
ные,

что

с

сказываний

ки

что

следует,

в отношении

ложения

он

намного

своем

времени

пятитомном
о

Земле

взаимосвязи

и

свое

опередил

Выдающийся натуралист
в

смелой,

огромной геологической роли организмов
и

но
и

правильной
продуктов

их

оцен¬

раз¬

время.

географ А. Гумбольдт (1769 1858)
«Космос» дал синтез знаний того

сочинении

Космосе

и

на

этого развил идею о
явлений. В дальнейшем

основании
и

всех

природных процессов
о закономерных связях между расте¬
ниями, животными и минералами было развито В. В. Докучаевым
в
учении о географических зонах, охватывающих все элементы

углубленное представление
земной поверхности. В
главным

1899 г. В. В.

Докучаев

писал:

«Изучались

образом

отдельные тела, минералы, горные породы, рас¬
огонь (вулка¬
и явления, отдельные стихии
тения и животные,

в чем, повторяем, наука и достигла
но
не их соотношения, не та генетиче¬
удивительных результатов,
ская, вековечная и всегда закономерная связь, которая существу¬
ет между силами,-телами и явлениями, между мертвой и живой
природой, между растительным, животным и минеральным цар¬

низм),

вода, земля, воздух,

ствами, с одной стороны, человеком, его бытом и даже духовным
с другой. А между тем именно эти соотношения, эти за¬
миром
кономерные взаимодействия и составляют сущность познания есте¬
ства, лучшую и высшую прелесть естествознания».
Факты и положения о биосфере накапливались постепенно в
связи с развитием ботаники, почвоведения, географии растений и
других, преимущественно биологических наук, а также геологиче¬
ских дисциплин. Те элементы знаний, которые стали необходимы¬
ми

для

понимания

возникновением

биосферы

экологии

в

целом,

науки,

оказались

изучающей

связанными

с

взаимоотношения

окружающей среды. Работа Э. Геккеля «Всеобщая
морфология организмов» знаменует начало развития экологии.

организмов

6

и

Земли

Существование биосферы
системы

выражается

веществ

при

участии
изложена

ворота была
шотта.

определенной природной

как

первую очередь в круговороте энергии и
всех живых организмов. Идея этого круго¬

в

в

Книга выдержала

книге

натуралиста Я. Молеи в 1886 г. была пе¬
организмов по способам

немецкого

несколько

изданий

Подразделение
автотрофные, гетеротрофные и миксотрофные, предложенное в 80-х годах XIX в. немецким физиологом
В. Пфеффером (1845 1920), было крупным научным обобщением,
способствующим пониманию основных процессов обмена веществ
в
биосфере.
Большое значение в области географии и экологии растений
имели работы А. Энглера и Е. Варминга. А. Энглер (1844 1930)
реведена

на

русский

питания

на

три

язык.

группы:

рассмотрел историю развития флоры земного шара и дал первое
основе палеогеографических материалов.
ее
на
подразделение
Датский ботаник Е. Варминг (1841 1924) в своей книге «Эко¬

география растений» подробно рассмотрел разнообраз¬
морфолого-анатомические приспособления многочисленных

логическая
ные

растений

к

логических

условиям среды их обитания. Он выделил четыре эко¬
типа растительности Земли
гидрофиты, ксерофиты,

мезофиты и галофиты.
Значительно более широкое
сфере

мы

биосфере
щений

является

области

в

и

Основные

одним

из

крупнейших

естественных

идеи

В.

И.

о био¬
Учение о
интересных его обоб¬

глубокое представление

встречаем у В. И. Вернадского

(1863 1945).
и

наук.

биосферы
опуб¬
которой различные стороны

Вернадского

проблемам

по

1926

сложились в начале нынешнего столетия. В
ликованы

учения о

в книге «Биосфера», после
биосфере рассматривались

большой, опубликованной

через 20

им
лет

во

г. они

многих

после

его

графии «Химическое

были

статьях

и

в

смерти, моно¬
ее окружения»,

строение биосферы Земли и
которую он называл главной книгой жизни.
В. И. Вернадский рассматривал биосферу как область жизни,
основа которой
взаимодействие живого и косного вещества. Он
писал: «Живые организмы являются функцией биосферы и тесней¬
шим образом материально и энергетически с ней связаны, являют¬
ся огромной геологической силой,
представляют живое вещество, т.

ее

определяющей. ...Организмы

всех живых ор¬
ганизмов, в данный момент существующих, численно выраженное
в элементарном химическом составе, в весе, в энергии. Оно свя¬
зано с окружающей средой биогенным током атомов: своим дыха¬
нием, питанием и размножением». Таким образом, по В. И. Вер¬
это био¬
надскому, самая существенная особенность биосферы
генная

миграция

атомов

лучистой энергией Солнца

е.

совокупность

химических

элементов,

вызываемая

проявляющаяся в процессе обмена ве¬
ществ, росте и размножении организмов. Эта биогенная миграция
атомов подчиняется двум биогеохимическим принципам:
1. Стремится к максимальному проявлению: возникает «всюди

ность» жизни.

7

2. Приводит к выживанию организмов, увеличивающих биоген¬
ную миграцию атомов.
Согласно современным представлениям, биосфера
это свое¬

образная оболочка Земли, содержащая
организмов и ту часть вещества планеты,
прерывном обмене с этими организмами.

Биосфера

всю

совокупность живых
находится в не¬

которая

охватывает

нижнюю часть атмосферы, гидросферу и
литосферы. Продукты жизнедеятельности жи¬

верхние горизонты

вых существ относятся к весьма подвижным веществам, которые
перемещаются в пространстве далеко за пределы обитания орга¬
низмов.

Поэтому естественно, что распределение живых организ¬
мов более ограничено в пространстве, чем вся биосфера в целом.

Биосфера
своего

Земли
по

состава

быть охарактеризована

может

отдельным

оболочкам, которые

в

она

отношении

охватывает.

наиболее легкая оболочка нашей планеты,
Атмосфера
граничащая с космическим пространством. Через атмосферу осу¬
ществляется обмен вещества Земли с Космосом. Земля получает

космическую

пыль

и

метеоритный материал, теряет

самые

легкие

водород и гелий. Атмосфера Земли насквозь пронизывается
мощной радиацией Солнца, которая определяет тепловой режим
поверхности планеты, вызывает диссоциацию молекул атмосфер¬
ных газов и ионизацию атомов. Обширная область разреженной
верхней атмосферы состоит преимущественно из ионов. Эта
область обозначается как ионосфера. Большая часть массы атмо¬

газы:

сферы

имеет

В

однородный

относительно

тропосфере

азотно-кислородный

со¬

присутствуют также
твердые и жидкие частицы, которые обычно называют аэрозоля¬
ми. Обычно принято выделять постоянные и переменные компо¬
став.

во

взвешенном

состоянии

атмосферы в зависимости от длительности их пребывания в
атмосфере. Примером служит вода, которая может находиться в
атмосфере в разных формах и разных концентрациях. Однако это
подразделение составных частей атмосферы является относитель¬
ненты

так

ным,

как

в

течение

длительных

интервалов времени

все

ком¬

атмосферы оказываются, переменными. Химический со¬
став атмосферы (для сухого воздуха) представлен в таблице 1.
Очевидно, что главными составными частями атмосферы являют¬
ся: азот, кислород, аргон и углекислый газ.
Одним из важнейших компонентов атмосферы является озон Оз.
поненты

Его

разложение связано с поглощением ультра¬
фиолетовой радиации Солнца, которая губительна для живых
организмов. Для образования озона необходимы свободные ато¬
мы кислорода, которые возникают при разложении
молекул 02
под воздействием квантов излучения в ультрафиолетовой области.
Озон образуется при столкновении:

образование

и

О3.

0-f-02
В

то

же

лагаясь
озона

8

время озон поглощает ультрафиолетовую радиацию, раз¬
на

молекулярный

располагается

на

и

атомарный кислород. Основная

высотах

от

10 до 50

км

с

масса

максимальной

Таблица 1
Средний химический
Элемент

n2

02
Аг
со2
Ne
Не
СН4
Кг
N20
н2
Хе
03

атмосферы

состав

Объемные
%

Весовые
%

78,08
20,95
0,93
0,03
1,8-Ю-з
5,2-10-4
2,2-10-4
Ы0-4
мо-4
5-10-5
8-Ю-з
МО-6

75,51
23,15
1,28
0,046
1,25-Ю-з
0,72-10-4
1,2-10-4
2,9-10-4
1,5-10 4
0,3-10-5
3,6-10-5
3,6-10-5

на высотах 20 25 км. Озоновый слой
«экран»
имеет исключительно важное значение в сохранности жизни на
Земле.
Г идросфера
водная оболочка Земли. Вследствие высо¬

концентрацией

кой

подвижности

воды

проникают

образования. Они находятся
атмосфере, формируют океаны

родные
ной

повсеместно

в

различные при¬

в виде паров и облаков в зем¬
и

моря, существуют

в

замо¬

районах континентов и в виде
мощных ледяных панцирей покрывают полярные
участки суши.
Атмосферные осадки проникают в толщи осадочных пород, обра¬

роженном

состоянии в высокогорных

зуя подземные воды. Вода способна растворять в себе многие ве¬
щества, поэтому любые воды гидросферы можно рассматривать в
качестве
естественных
растворов разной степени концентрации.
Даже наиболее чистые атмосферные воды содержат 10 50 мг/л

растворенных

веществ.

Гидросфера находится в тесной взаимосвязи с литосферой
(подземные воды), атмосферой (парообразная влага) и живым
веществом биосферы, в которое она входит в качестве обязатель¬
ного компонента (табл. 2).
Подавляющая часть массы природных вод (94%) слагает Ми¬
ровой океан, который представляет собой уникальную природную
систему. В ней происходит грандиозный 'процесс обмена и транс¬
формации энергии и вещества нашей планеты. При этом различ¬
ные физические, химические и биологические процессы объединя¬
ются, образуя единую природу океана
древнейшую область био¬

сферы Земли. Со
его

времени образования океана протекало изменение
природы под воздействием различных природных процессов:

солнечного

излучения,

геологических

и

геохимических

факторов

что
особенно важно,
биологических процес¬
под влиянием
и,
сов. Биологические процессы проявлялись и проявляются в разви¬
тии живых организмов, в усвоении солнечной энергии и накопле¬
нии

свободной

энергии

в

самих

телах

организмов,

в

биологиче-

9

Таблица 2
Распределение водных масс в гидросфере Земли
(по М. И. Львовичу)

Форма

Мировой

%

Объем воды,

нахождении

в

океан

94,0
4,0
0,3
1,7
0,02
0,01
0,001
0,0001

60 000
активного

4 000

обмена

24 000
280
85
14

Пары атмосферы
Речные воды

1,2

1 458 000

Всего

общего

объема

1 370 000

Подземные воды
Подземные воды
Ледники
Озера
Почвенная влага

от

103 км-'

100,00

ской продуктивности

Мирового

океана, в

и осадкообразовании на всей площади дна
формировании различного рода органогенных

илов.

Морская (океаническая) вода представляет собой раствор, со¬
держащий в среднем в 1 кг 35 г вещества. Другими словами, сред¬
няя соленость морской воды 35%о (промилле).
Таблица 3
Средний химический

(в
Эле¬

%

мент

Эле¬

состав

весовых

%

н
С1
Na
Mg
S
Са
К
Вг
С
Sr
В

85,70
10,80
1,90
1,05
1,3-10-1
8,8-10-2
4-10-2
3,8-10-3
6,5-Ю-з
2,8*10-з

F
Si
Rb
Li
N
Р
J
Ва
Fe
А1

0,8*10-з
4,6*10-4

Mo
Си

воды

%)
Эле¬

Эле¬

%

1,3
3
2
1,5
1
7
5
2
1
'

,

ю-4
10-5
10-5
io-5
10-3
10-6
10-3
10-e
IO-0

1 io-fl
1 10-e
3 10-7

Sn
U
V
Ni
Mn
Ti
Co
Cs
Y

%

мент

мент

мент

О

морской

3
3
3
2
2
1
5
3,7
3

io-7
io-7
io-7
io-7
io-7
io-7
10-8
io-8
io-8

As
Ge
Sc
Ga
Pb
Hg
Th
Au
La

1 10-®
6-io-®
4-10-®
3-10-®
310-®
3*10-®
1-10-®
4*10-l°
2,9 10-10

1,3

Ag

3 io-8

Cl

Bi
Se

2 io-8
1 io-8

Eu
Ra

1 o 10
1 10 10
l-io-14

Средний химический состав морской воды, которая в гидросфе¬
ре преобладает, представлен в таблице 3. В настоящее время мож¬
но считать, что в морской воде присутствуют все химические эле¬
менты

таблицы Менделеева. Однако преобладающая

ренных веществ

сложена

немногими

часть раство¬
химическими элементами: Na,

Mg, Са, Cl, С, S. Они находятся в морской воде в виде ионов раз¬
типа. Так, можно выделить катионы: Na1+, Mg2+, Са2+ и

личного

10

Cl1 , S042-, НСОз1-, С032 . Другие химические элементы
в морской воде в более низких
концентрациях, чем
главные ионы. Некоторые из элементов, несмотря на относительно
анионы

присутствуют

в

низкую концентрацию, играют важную роль
сах

и

моря

в

морских

организмах.

В

этом

химических

отношении

процес¬
ведущая

роль принадлежит азоту, фосфору, кремнию, которые усваивают¬
ся живыми организмами, и их концентрация в морской воде конт¬
ролируется ростом и размножением морских животных и рас¬

тений.

Следует

удивительную особенность океаниче¬
характеризуются постоянным соотно¬
шением во всем объеме
Мирового океана. Это указывает на устой¬
чивость динамического
равновесия между количеством растворен¬
ных веществ, поступающих с поверхности континентов в океан, и
отметить

одну

главные

ионы

ской воды

их

осаждением.

Земная

наиболее неоднородная твердая оболочка
кора
Земли, сложенная различными минеральными ассоциациями в ви¬
де
осадочных,
изверженных и метаморфических горных пород.
В настоящее время земной корой принято считать верхний слой
твердого тела планеты, расположенный выше сейсмической гра¬
ницы Мохоровичича (Мохо)1. Эта граница находится на разных
глубинах и отмечает резкий скачок в увеличении скорости сейсми¬
ческих

границу
вают

3,7
гает

волн,

возникающих

Мохоровичича,

при

землетрясениях.

Проходя

продольные сейсмические

волны

сквозь

увёличи-

глубиной скорость с 6,5 до 8 км/с, поперечные волны от
4,5 км/с. Под материками граница Мохоровичича дости¬
глубины 70 км, а под океаном 10 км.
с

до

4

Таблица
Основные данные о земной коре
(по А. Б. Ронову и А. А. Ярошевскому)
Типы
земной коры

Объем,
10" км'4

Континенталь¬
ный тип
Субкоитинентальный тип
Океанический
тип

Земная

кора

Средняя
мощность,

Средняя
плотность,
км

Масса,

ИЗ24

г

г/см'

6500

43,6

2,78

18,07

1540

23,7

2,79

4,30

2170

7,3

2,81

6,09

10210

20,0

2,79

28,46

в

среднем

В учебной и научной литературе применяется термин «литосфера», предло¬
женный Э. Зюесом. В настоящее время под литосферой понимают более об¬
ширную, чем земная
ка Земли, имеющая

это верхняя твердая
кора, область. Литосфера
большую прочность и переходящая в нижележащую

сферу, прочность которой относительно мала.
верхнюю мантию до глубин примерно 200 км.

Она

включает

земную

оболоч¬

астено¬
и

кору

11

Таким образом, выделяются

два основных типа земной коры

океанический. Между ними находится проме¬
жуточный тип, который может быть назван субконтинентальным

континентальный

(табл. 4).
Разная

и

земной коры в области континен¬
различием состава слагающих ее горных
пород. Океаническая кора сложена в основном базальтовым ма¬
териалом, континентальная
материалом, близким по составу к
гранитам. Гранитные породы содержат больше кремнекислоты и
меньше магния и железа, чем
породы базальтовые.
Таблица 5
Химический состав земной коры

тов

и

мощность

океанов

(толщина)

связана

с

Океаническая

Континентальная

Земная

Компонент

Si02
ТЮ2
А1203
Fe203
FeO
MnO
MgO
CaO
Na20
K20
p2o5
Copp
co2
so3
Simp
Cl
F
H20

кора

кора

кора

в среднем

56,23
0,71
14,46
2,36
5,41
0,13
4,77
6,98
2,40
1,98
0,16
0,08
1,48
0,12
0,08
0,03
0,03
1,57

48,17
1,40
14,90
2,64
7,37
0,24
7,42
12,19
2,58
0,33
0,22
0,05
1,37

55,24
0,86
14,55
2,42
5,86
0,15
5,37
8,12
2,44
1,61
0,17
0,07
1,44
0,09
0,08
0,03
0,03
1,46

0,05
0,02
0,02
1,05

По данным таблицы 5 можно видеть, что общий химический
состав земной коры определяют немногие элементы. Всего лишь
слагают основ¬
восемь элементов: О, Si, Al, Fe, Са, Mg, Na, К
ную ее массу. При этом ведущим и наиболее распространенным
элементом является кислород, составляющий едва ли не половину
массы земной коры («47,3%) и 92% ее объема. Он прочно свя¬
зан химически с другими элементами в главных породообразую¬
щих минералах. Таким
ная

в ходе
занные

образом,

в

количественном

отношении

зем¬

царство кислорода, химически прочно связанного
геологического развития земной коры, не покидающего свя¬
это

кора
с

ним

элементы.

Земная

кора сложена горными породами различного типа и
различного происхождения. Из них на осадочные породы прихо¬
дится 9,2%, на метаморфические
20,0% и на магматические

70,8%.
Поверхность
12

континентов

на

80%

занята

породами осадочны¬

почти полностью свежими осадками как
ми, а океаническое дно
продуктами сноса материала континентов и деятельности морских
организмов. Земная кора первоначально возникла как продукт

выплавления
шем

материала

оказался

нием воздуха, воды
часть

земной

первичной мантии, который в дальней¬
переработанным в биосфере под влия¬

существенно

Континентальная
геологической истории

и деятельности организмов.
в

коры

течение

длительной

находилась в ту или другую эпоху в области

биосферы,

что

нало¬

свой отпечаток на облик, состав и распространенность оса¬
дочных горных
пород и сосредоточенных в них месторождений
жило

полезных ископаемых в

нистых

и

нефти, горючих

виде угля,

сланцев, крем¬

карбонатных

пород, связанных в прошлом с жизнедея¬
тельностью организмов.
Поэтому континентальная земная кора
имела и имеет прямое и косвенное отношение к биосфере.

Живое

вещество

биосферы

в

общем

ничтож¬

занимает

пространство в масштабе всего земного шара. Широкое рас¬
связано
самого
«живое
вещество»
пространение
термина
ное

главным

что

зал,

ное

образом
все

целое

Жизнь

работами В. И. Вернадского. Он ясно пока¬
живых организмов Земли образует еди¬

с

количество
живое

вещество

планеты.

самый выдающийся процесс на ее поверх¬
ности, получающий живительную энергию Солнца и вводящий в
движение

леева.

Земле

едва

ли

Биосфера

жизнью с
можно

на

ее

не

есть

активным

существование

все

химические

часть

земного

элементы

таблицы Менде¬

пространства,
В

химическим

охваченного

биосфере

проявлением.
любых возможных

в

организмов

воз¬

концент¬

от единичных бактерий и спор в
1. см3 атмосферного
рациях
и
воздуха до мощных тропических лесов экваториальной зоны
жизни в пучинах Мирового
океана. По своим требова¬
следов

к условиям внешней среды
ных верхних горизонтах Земли: в

ниям

организмы

расселяются

в

раз¬

нижней

атмосфере, в гидросфе¬
ре, в почвах в глубинах литосферы, пропитанных природными во¬
дами и нефтяными месторождениями (рис. 1).
Все живое вещество по своей массе занимает ничтожную до¬
сравнению с любой из верхних оболочек земного шара. По
современным вероятным оценкам, выполненным советскими уче¬
ными, общее количество массы живого вещества в современную
эпоху равно 2420 млрд. т. Эту величину можно сравнить с мас¬
сой оболочек Земли, в той
или иной степени охваченных био¬
лю по

сферой:
Масса,

Живое вещество
Атмосфера
Гидросфера
Земная кора

в

т

2,4- 101г
5,15-1015
1,5-Ю1»
2,8-Ю1»

Сравнение

1
2146
602 500
1 670 000

13

50000

20000
10000

2000
1000

100

10

0

1

,

-10

-100

-1000

10000

Рис 1.

Распределение организмов

в

биосфере: 1 озоновый слой, 2

ница снегов, 3
почва, 4
животные, обитающие в пещерах, 5
рии в нефтяных водах (высоты и глубины даны в метрах)

гра¬
бакте¬

МАССА ВСЕЙ ЗЕМЛИ

Масса литосферы
Масса гидросферы

Масса атмосферы

Масса живого вещества

1000

100

Рис. 2. Сравнение масс
К. К. Маркову и др.)

По своему

оболочек

Земли

на

логарифмической

Толщина
оболочки,

шкале

км

(по

воздействию

на
окружающую среду
особое место к качественно резко от¬
живая
личается от других оболочек земного шара, так же
как
материя отличается от мертвой. Сравнение масс оболочек Зем¬
ли с массой живого вещества представлено также на рисунке 2.

живое

активному

вещество

занимает

-

Средний химический

состав

(по А. П. Виноградову,
Эле¬

%

мент

Эле¬

%

мент

4

живого
в

весовых

6

%)

Эле¬

Эле¬

мент

мент

О

70,0

Cl

2-10-2

Zn

5-10-4

с

18,0
10,5
5 10-1
310-1
3-10-1
2-10-1
4-10-2
7-10-2
5-10-2
2-10-2

Fe
А1
Ba
Sr
Mn
В
TR
Ti
F

1-10-2
5-10-3
310-3
2-10-3
MO-3
MO-3
n-10-з
8-10-4
5-10-4

Rb
Cu
V
Cr
Br
Ge
Ni
Pb
Sn

5-10-4
2-10~4
n-10"4
n-10-4
1,5-10-4
MO-4
5-10-5
5-10-5
5-10-5

н
Са
К
N
Si
Mg
Р
S
Na

Таблица

вещества

%

As

3-10-5

Co
Li
Mo
Y
Cs
Se
U
Hg
Ra

2-10-5
1-10-5
MO"5
1 10-5
MO"5