§2Биосфера как географическая оболочка
Физическая география рассматривает географическую оболочку Земли как природный комплекс, возникший в слое взаимодействия и взаимопроникновения литосферы, атмосферы и гидросферы и сформировавшийся под воздействием солнечной энергии и органической жизни. То есть географическая оболочка – это оболочка земного шара, состоящая из земной коры, атмосферы, гидросферы, почв, растительного и животного мира. Фактически же, географическая оболочка включает в себя земную кору, атмосферу, гидросферу и биосферу.
Биосфера (рис. 1) включает нижнюю часть атмосферы (аэробиосферу), всю гидросферу (гидробиосферу) – океаны, моря, поверхностные воды суши,террабиосферу– поверхность самой суши, а также литосферу (литобиосферу) – верхние горизонты твердой земной оболочки. В пределах биосферы выделяют две категории слоев: собственно биосферу, где живое вещество локализовано постоянно (эубиосферу), а также расположенные выше и ниже ее соответственнопарабиосферуиметабиосферу. В эти слои живые организмы могут попадать лишь случайно. Общая протяженностьэубиосферыпо вертикали – 12-17 км, хотя у разных авторов эти оценки несколько варьируют.
Рис. 1.
Строение биосферы
Верхней границей биосферы (включая парабиосферу) является озоновый экран (или слой).
Озоновый экран (озоносфера) – это слой атмосферы в пределах стратосферы, расположенный на разной высоте от поверхности Земли и имеющий наибольшую плотность (концентрацию молекул) озона на высоте 22-26 км.
Высота озонового слоя у полюсов оценивается в 7-8 км, у экватора – 17-18 км, а максимальная высота присутствия озона – 45-50 км. Выше озонового экрана существование жизни без специальной защиты невозможно из-за жесткого ультрафиолетового излучения Солнца.
Метабиосфера не опускается ниже 10-15 км, а нижней границей эубиосферы считаются донные отложения океана и верхние горизонты литосферы, подвергающиеся ныне (или подвергавшиеся в прошлом) воздействию живых организмов. К биосфере, например, относятся некоторые полезные ископаемые, в частности каменный уголь – продукт фотосинтеза растений в прошлые геологические эпохи. С учетом протяженности всех названных слоев по вертикали общая мощность биосферы оценивается в 33-35 км.
Биотические компоненты биосферы включают растения (фитосфера), животных (зоосфера) и микроорганизмы (микробосфера). К биосфере относится человеческое общество. Более 99 % всего вещества в верхних слоях литосферы (в литобиосфере) трансформировано живыми организмами.
Современная биосфера охватывает пространство, в котором живые организмы обитают в настоящее время. В то же время безжизненные скопления органических веществ и других соединений, образовавшихся при участии живых организмов в прежние геологические эпохи (залежи каменного угля, нефти, горючих сланцев, рудные образования, известняки и т.д.), относят к так называемым былым биосферам.
Процессы, протекающие в биосфере и обеспечивающие ее фунцкионирование как глобальной экосистемы, связаны с активным обменом веществом и энергией между ее компонентами. В этой связи важное значение имеют особенности физико-химической среды биосферы, такие как значительное содержание в ней жидкой воды, наличие многочисленных поверхностей раздела между твердыми, жидкими и газообразными фазами, и наконец, мощный поток солнечной энергии, проходящий через биосферу.