Геологическая энциклопедия - биосфера

В кругообороте вещества Б. участвуют все хим. элементы, известные в земной коре, а также искусственные, полученные в процессах ядерного синтеза и поступившие в Б. с началом атомных бомбардировок и последующих испытаний ядерного оружия.

В Б. установлено св. 500 тыс. видов растений и ок. 1,5 млн. видов животных. Практически бесконечно разнообразие частных экосистем (биогеоценозов) длительно устойчивых и самовоспроизводящихся комплексов взаимосвязанных видов живых организмов и абиотич. источников вещества и энергии среды.

Б. мощный фактор геол. преобразований, под влиянием к-рого изменяются способы и пути миграции хим. элементов, образуются новые хим. соединения, резко возрастает интенсивность процессов выветривания и разделения элементов и изотопов, формируется хим. состав вод и газов.

В экосистемах сосредоточена осн. масса функционирующего живого вещества, ок. 300 млрд. т в сухом весе, или 0,01 % массы земной коры. Непрерывно текущий процесс обмена огромной интенсивности привёл к переработке организмами массы вещества, во много раз превосходящей не только биомассу, но и (в сумме геол. времени) массу земной коры (см. табл.).

В пределах Б. везде встречаются живые организмы или следы их деятельности. Газы атмосферы, литосферы и гидросферы (кислород, азот, углекислота, углеводороды) имеют гл. обр. биогенную природу. Биогенны природные воды, каустобиолиты (нефти, угли, битуминозные известняки и т.д.), органогенные известняки, их метаморфич. аналоги (мраморы, углистые сланцы, графитовые породы). Естеств. пределами развития жизни являются повышенные и пониженные темп-ры, давления и радиация. Поле устойчивости жизни (экстремальные пределы выживания организмов) обширно: от предельных океанских глубин до атмосферных высот порядка 25-30 км. Поле существования жизни (область воспроизводства организмов) значительно меньше: от дна Марианского жёлоба до вершины г. Джомолунгма (Эверест), а в толщах г. п. глубина проникновения жизни (анаэробная микрофлора подземных вод) превышает 3 км.

Б. осн. аккумулятор солнечной энергии в верх. слоях земной коры. Геол. функции Б. состоят, в частности, в деструкции косного (минерального) вещества, в формировании биокосных систем (почва), в переносе вещества против силы тяжести и в горизонтальном направлении (следствие экспансии жизни), в избират. накоплении соединений и хим. элементов в живых организмах и продуктах метаболизма, в ускорении энергообмена при фотосинтезе, разложении энергонасыщенных веществ, передаче энергии по пищевой цепи. Только в процессе фотосинтеза ежегодно накапливается, перераспределяясь, значит. масса углерода, фосфора, хрома, марганца, молибдена, железа, кобальта, никеля, меди, цинка и др. элементов, иногда соизмеримая с разведанными запасами в недрах планеты. В доманиковых фациях разл. эпох (от протерозоя до нашего времени) в краткие временные отрезки (5-20 млн. лет) накоплены огромные запасы углеводородов, урана, др. металлов. Возможности Б. к накоплению особенно ярко выражены в процессах формирования м-ний нефти, угля, горючих сланцев.

Б. играет активную роль в газовом балансе планеты. Эндогенные потоки гелия ("гелиевое дыхание", по Вернадскому) сочетаются с потоками ювенильных углеводородных газов и ⁴⁰Ar; углекислый газ частично ювенилен, частично является продуктом переработки органич. вещества былых Б. Первичная вода атмосферы Земли имела эндогенное происхождение, но с появлением живого вещества масса и качество атмосферы зависят от деятельности биогеоценозов и от техногенеза.

К числу невосстановимых огранич. ресурсов Б. относятся п. и. Извлечение минеральных ресурсов характеризуется всё возрастающими масштабами, снижение темпа роста к-рых возможно за счёт сокращения потерь (в недрах, при обогащении и в конечном переделе). Этому способствует внедрение комплексного, безотходного произ-ва с утилизацией всех полезных компонентов. Расширение площадей, занятых открытыми разработками, поставило экономич. проблему сохранения ландшафта, плодородной почвы, поверхностных и грунтовых вод.

Рост народонаселения и всё возрастающие темпы потребления первичных ресурсов Б. предопределяют создание глобального комплекса мероприятий по охране Б. Междунар. соглашениями положено начало исследованиям проблемы "Человек и биосфера" в рамках разл. междунар. и нац. программ (см. Охрана окружающей среды). В частности, создаются и внедряются Безотходные технологии. Развиваются прогрессивные методы выемки горн. массы с закладкой выработанных пространств инертными материалами. В переработку включаются забалансовые руды и хвосты обогащения. Применяется скважинное, кучное и заводское выщелачивание в комбинации с бактериальными методами извлечения компонентов.