Причини стійкості біосфери
Унікальність нашої планети полягає в тому, що на ній є життя, яка пронизує не тільки водну і повітряну сфери, а й частина земної товщі. Що ж дозволяє життя у всіх її формах і проявах бути досить стійкою в часі і просторі? У спробі відповісти на цей досить складне питання слід врахувати, що життя в значно більшому ступені є явище космічне, ніж земне. Результати досліджень останніх років показують, що будова, еволюція біосфери, як і стійкість останньої, зумовлені початковими умовами, які існували до сучасного стану Всесвіту, і самим походженням Космосу. [. ]
Отже, магнітне поле є найважливіший захисник життя на Землі, без якого вона не змогла б зародитися в минулому, не змогла б зберегтися в теперішньому часі. Але поряд з цим є й інші чинники стабільності, породжені самим живим речовиною біосфери. [. ]
Озоновий шар біосфери. Найважливішим фактором виникнення і розвитку біосфери стало створення автотрофними організмами кисневої середовища на стику трьох оболонок Землі: літосфери, гідросфери та атмосфери. З появою такого хімічного активного елементу, як кисень у вільному, тобто молекулярному стані, істотно змінилися процеси мінералоутворення в поверхневих шарах геологічної оболонки планети, а отже, різко змінилися і всі хімічні чинники існування живої речовини. З іншого боку, наповнення атмосфери киснем сприяло і появі в ній озону. [. ]
Основна кількість озону зосереджено в стратосфері на висотах 15-25 км (верхня межа його поширення - до 45 км), де він утворює озоновий шар, або озоносферу. Основна маса озону утворюється в екваторіальній зоні і поширюється потім атмосферними рухами до полюсів безпосередньо. У поверхні Землі озон з'являється тільки під час грозових розрядів. [. ]
У різних широтних зонах Землі шар озонового максимуму розташовується на різних рівнях: в полярних районах - на висоті близько 20 км, в тропіках - 25-26 км, а в помірних широтах - між цими рівнями. Загальна кількість озону оцінюється в 3,3 млрд т, 85- 90% якого знаходиться в стратосфері, а решта - в тропосфері. [. ]
Розрахунки показали, що якщо все що містяться в атмосфері молекули озону рівномірно розподілити над поверхнею Землі, то товщина утворилася оболонки складе лише близько 3 мм для середньорічних середньоглобальної умов (тобто при температурі біля поверхні Землі 15 ° С і тиску 1 атм.). Для порівняння, товщина шару, утвореного усіма газами земної атмосфери при тих же умовах, складе приблизно 8 км. [. ]
Додамо, що від поглинання озоном ультрафіолетової сонячної радіації в чому залежить і температура атмосфери: стратосферний повітря нагрівається на кілька десятків градусів, при цьому максимальний нагрів доводиться на шар 40-45 км в високих широтах навесні і влітку. Крім того, озон інтенсивно поглинає інфрачервону (теплову) радіацію, причому особливо в середині «вікна прозорості» (8-13 мкм), в якому «не спрацьовує» водяна пара - основний атмосферне поглинач і випромінювач. Тому вертикальний розподіл температури атмосфери, а значить, її радіаційний режим і циркуляція прямо залежать від поведінки атмосферного озону. Сам же озон, внаслідок зазначеної здатності поглинати ІЧ-випромінювання, відносять до так званої парникових газів, що сприяє потеплінню в тропосфері. [. ]
Нарешті, вкажемо також, що завдяки наявності кисню в атмосфері згорає (окислюється) величезна, що обчислюються мільйонами тонн кількість космічного речовини (метеорити, комети, і т.п.), який прийшов з Космосу. В іншому випадку постійна бомбардування поверхні планети створила б для живих організмів, в т.ч. і людини, безліч проблем. Доречно згадати поверхню безатмосферних Місяця, покриту віспинами малих і великих кратерів. [. ]
Стабільність біосфери в значній мірі ґрунтується на високому видовому розмаїтті живих організмів, окремі групи яких виконують різні функції в підтримці загального потоку речовини і розподілу енергії, на найтіснішому переплетенні і взаємозв'язку біогенних і абіогенним процесів, на узгодженості циклів окремих елементів і врівноважені ємності окремих резервуарів. У біосфері діють складні системи зворотних зв'язків і залежностей. [. ]