Учение о поглотительной способности почв разработал советский
ученый К. К. Гедройц (1933), выделивший несколько
типов поглотительной способности почв: механическую, моле-
кулярно-сорбционную, ионно-сорбционную и биологическую.
Совокупность физических и химических свойств почвы, способность
экологически воздействовать на живые организмы имеет
существенное значение для постоянных или временных обитателей
почвенного покрова и прежде всего для животных. Почва
представляет собой опорный субстрат для большинства наземных
и водных видов растительных организмов, и из нее они получают
необходимые для жизни минеральные вещества и воду.
Основные почвообразующие факторы (климат и растительность)
распределяются на поверхности нашей планеты в виде
поясов или зон, вытянутых более или менее параллельно широтам.
В связи с этим почвы располагаются по земной поверхности
зонально.
Во все геологические периоды почвенный покров подвергался
воздействию естественных сил природы: размыванию,
разрушению и созиданию, а в связи с расширением масштабов
270 Глава 7. БИОСФЕРА
и интенсификацией хозяйственной деятельности человека это
воздействие усиливается.
Сохранение почвенного покрова Земли — необходимое условие
обеспечения и поддержания экологического равновесия
в биосфере.
7.2.5. Магнитосфера
Земля представляет собой как бы огромный магнит, воображаемая
ось которого лежит близко к оси вращения планеты.
Магнитосфера — это зона проявления магнитных свойств
космического тела. Геомагнитное поле относится к естественным
электромагнитным полям и, как и гравитационное поле,
является всепроникающим и всеохватывающим физическим
фактором, миллиарды лет влиявигем на эволюцию организмов
биосферы и на процессы, происходящие на Земле и в окружающем
ее пространстве в наши дни.
Магнитное поле Земли простирается на 70—80 тыс. км по
направлению к Солнцу и на многие миллионы километров
в противоположном направлении (рис. 7.24).
Магнитосфера оказывает сильное воздействие на движущиеся
в космическом пространстве в сторону Земли заряженные
электрические частицы
(солнечный ветер). Часть этих
частиц (электронов и протонов)
удерживается магнитосферой,
образуя огромное
кольцо или радиационный пояс
Земли, охватывающий нашу
планету вокруг геомагнитного
экватора. Магнитосфера
отделена от межпланетного
пространства магнитопаузой,
вдоль которой солнечный ветер
обтекает планету.
Заряженные частицы в
магнитном поле движутся
по-разному, в зависимости от
соотношения плотностей магнитной
и кинетической энергий.
На расстоянии около 10
земных радиусов поток заряженных
частиц встречает силь-
Рис. 7.24. Строение магнитосферы
Земли: 1 — магнитопауза;
2 — Земля; 3 — радиационный
пояс; 4 — фронт ударной волны;
5 — переходная область; 6 —
плоскость геомагнитного экватора
7.2. Геосферные оболочки Земли 271
ное магнитное поле, и под действием силы Лоренца изменяется
направление их движения. В целом движение становится
колебательным по спиральной траектории вдоль силовых линий
магнитного поля из Северного в Южное полушарие и обратно.
В зависимости от энергии и величины заряда частицы
совершают полный оборот вокруг Земли за время от нескольких
минут до суток.
Исследование космоса показывает, что магнетизм Земли —
явление уникальное. На Луне и в ее окрестностях не обнаружено
усиления магнитного поля по сравнению с окружающим
ее пространством. На Марсе и Венере магнитное поле соответственно
в тысячи и десятки тысяч раз слабее земного. Юпитер
и Сатурн обладают протяженными магнитосферами.
В соответствии с современной теорией существование
и форма магнитосферы Земли определяются ее внутренним
строением, значительно отличающимся от строения иных планет.
В процессе эволюции нашей планеты происходило постепенное
изменение (уменьшение) скорости вращения, при этом
различные ее слои, имея разную плотность, тормозились
по-разному. Проскальзывание менее плотного слоя мантии по
более плотному ядру привело к образованию своеобразного
природного генератора, создающего с тех пор магнитное поле
Земли. Поскольку скорость вращения планеты вначале была
большей, то геомагнитное поле тогда было более мощным, чем
в наши дни. Так, в пермский период год на Земле имел 380,
а в девонский — 430 сут.
Жизнь тесно связана с электромагнитными явлениями
и без них невозможна. Считается, что без магнитного поля
жизнь на Земле вообще не развивалась бы, без солнечной
энергии, воды или некоторых химических элементов.
Возникающие время от времени геомагнитные возмущения
влияют на физико-химические процессы и через них — на направленность
биохимических реакций. Во многих случаях
магнитное поле определяет и поведение живых существ. Установлено,
что дикие животные избегают линий электропередач
высокого напряжения, а олени и серны отказываются есть
корм из кормушек, расположенных под ними даже в самые суровые
периоды бескормицы. Для человека неблагоприятно
резкое изменение характера воздействия магнитного поля, в
частности, связанное с быстрым перемещением из одной точки
планеты в другую, и особенно если это перемещение происходит
с запада на восток.
272 Глава 7. БИОСФЕРА
Изменения в геомагнитном поле обусловлены в основном
солнечной активностью. Когда на Солнце происходит вспышка,
то в сторону Земли вырывается поток солнечной плазмы.
Проникая в магнитосферу, солнечный ветер резко повышает
температуру частиц в верхних слоях атмосферы и способствует
дополнительной ионизации, меняющей условия распространения
радиоволн, возбуждающей свечения (наблюдаемые в виде
полярных сияний) и магнитные бури. В годы активного Солнца
плотность потока энергии солнечного ветра усиливается,
граница радиационного пояса отодвигается и препятствие для
космических лучей увеличивается.
Радиационный пояс Земли представляет серьезную опасность
для экипажей космических кораблей при длительных
полетах в околоземном пространстве, а также выводит из
строя оптические приборы и солнечные батареи.
Наряду с закономерным изменением характеристик магнитного
поля по земной поверхности имеют место глобальные,
региональные и локальные особенности или аномалии, некоторые
из которых используют в качестве поисковых признаков
полезных ископаемых, прежде всего железной руды.
Развитие науки и техники ведет к появлению разнообразных
мощных искусственных электромагнитных полей и значительному
локальному нарушению естественного магнитного
поля планеты. Наличие глобального влияния антропогенной
деятельности на магнитосферу пока не установлено.
7.3. Живое вещество биосферы
Живое вещество — краеугольный камень учения о биосфере
В. И. Вернадского, который акцентировал внимание на
биогеохимической специфике этого образования следующим
образом:
на земной поверхности нет химической силы более постоянно
действующей, а потому более могущественной
по своим конечным последствиям, чем живые организмы,
взятые в целом».
В настоящее время описано около 300 тыс. видов растений
и более 1,5 млн видов животных. Из них 93% представлено сухопутными,
а 7% — водными видами животных. Суммарная
биомасса организмов сухопутных видов образована на 99,2%
зелеными растениями (2,4 • 101 2 т) и на 0,8% животными
7.3. Живое вещество биосферы 273
и микроорганизмами (0,2 • 101 1 т). В океане, напротив, растения
составляют 6,3% (0,2 • 109 т), а животные и микроорганизмы
— 93,7% (0,3 • 101 0 т) совокупной биомассы. Несмотря на
то что океан покрывает более 70% поверхности планеты, в нем
содержится лишь 0,13% биомассы всех живых существ, обитающих
на Земле.
Расчеты специалистов показали, что растения составляют
около 21% всех учтенных видов. Однако на их долю приходится
более 99% биомассы, тогда как на долю животных — менее
1% биомассы. Среди животных 96% видов составляют беспозвоночные
и только 4% — позвоночные, среди которых млекопитающие
составляют примерно 10%. Эти соотношения иллюстрируют
фундаментальную закономерность, а именно —
в биосфере количественно преобладают формы, имеющие низкое
качество развития (достигшие в процессе эволюции относительно
низких степеней морфофизиологического прогресса).
7.3.1. Свойства и функции живого
в биосфере
Живое вещество характеризуется определенными свойствами:
• стремление заполнить собой все окружающее пространство
— «давление жизни» по Н. Ф. Реймерсу.
Способность быстрого освоения пространства связана
как с интенсивным размножением (некоторые простейшие
формы организмов могли бы освоить весь земной
шар за несколько часов или дней при отсутствии факторов,
ограничивающих их потенциальные возможности
размножения), так и со способностью организмов интенсивно
увеличивать поверхность своего тела или образуемых
ими сообществ.