Таким образом, устойчивое состояние биосферы достигается, когда мощность валовой продукции биосферы совпадает с метаболической мощностью всех организмов Земли с высокой точностью. В этих условиях устанавливается энергетический баланс между вводом энергии в биосферу, (синтезом) и метаболическим потреблением энергии биотой (дыханием). При этом энергетические потоки как синтеза, так и разложения поддерживаются огромным числом разнообразных некоррелированных сообществ, конкретно взаимодействующих между собой.[ ...]
Заметное изменение видового состава биосферы, т.е. переход биоты и окружающей ее среды из одного устойчивого состояния в другое происходит на протяжении миллионов лет. В течение сотен и тысяч лет переход биоты в новое устойчивое состояние (развитие биосферы) произойти не может. Могут лишь наблюдаться процессы возврата (релаксации) к существующему в данный геологический период устойчивому состоянию после естественных внешних возмущений, не нарушающих устойчивость биосферы. При возмущениях, превосходящих пределы ее устойчивости, может произойти полный распад биосферы и жизни. Длительное существование жизни показывает, что подобных катастрофических возмущений биосферы не было за всю её историю.[ ...]
В поддержании экологического равновесия в биосфере решающее значение имеет совпадение с высокой точностью запасов углерода в органических и неорганических веществах в биосфере. Отношение этих запасов к продуктивности глобальной биоты представляет собой время биологического оборота биогенного запаса биосферы, которое имеет порядок десятков лет.[ ...]
Между тем за счет процессов дегазации Земли (вулканической деятельности, фильтрации из мантии) систематически выбрасывается в биосферу неорганический углерод (диоксид углерода), часть которого в виде неорганических карбонатов откладывается в осадочных породах и выводится из биосферы. Разность между выбросами и отложениями составляет чистый поток неорганического углерода в биосферу. Таким образом, за время порядка миллиарда лет запас неорганического углерода в биосфере должен был возрасти в десятки тысяч раз, чего не произошло. С помощью изменения концентрации углерода в пузырьках воздуха ледовых кернов Антарктиды и Гренландии различного возраста установлено, что в пределах погрешности измерений концентрация углерода в атмосфере сохранялась постоянно в течение последних нескольких тысяч лет.[ ...]
Такое положение объясняется тем, что атмосфера выработала механизм, компенсирующий возникающее расхождение в балансе углерода, который сводится к процессу накопления органического углерода в осадочных породах. Показано, что запасы органического углерода, накопленные за миллиарды лет и дисперсно распределенные в осадочном слое толщиной порядка километра, близки к количеству неорганического углерода, поступившего за то же время в биосферу извне.[ ...]
Захороненный в осадочных породах органический углерод навсегда выбыл из биологического круговорота и не должен включаться в понятие биосферы. Природные запасы нефти и газа содержат тысячную часть органического углерода в осадочных породах.[ ...]
Считается, что в целом биота контролирует величины продукции и деструкции в биосфере до восьми значащих цифр, т.е. регулирующая способность биоты исключительно высока. Продолжающийся процесс захоронения органического углерода в осадочных породах составляет десятитысячную часть биологической продукции в биосфере, обеспечивает постоянство концентраций кислорода и углекислого газа в биосфере. Естественная биота Земли способна с высокой точностью поддерживать пригодное для жизни состояние окружающей среды.[ ...]
Неблагоприятные изменения и случайные отклонения характеристик окружающей среды биота биосферы может компенсировать путем направленного изменения управляемых биотой концентраций окружающей среды, аналогично действию принципа Ле-Шателье в физических и химических устойчивых системах. Регулирующее воздействие биоты ка окружающую среду при этом сводится к изменению соотношения между запасами органических и неорганических веществ а биосфере, путем изменения мощностей синтеза органических веществ из неорганических и разложения органических веществ на неорганггеескке составляющие.[ ...]
В том случае, когда потоки синтеза и разложения органических веществ (биологическая продуктивность), приходящиеся на единицу земной поверхности, превосходят физические потоки переноса биогенов, биота способна создавать локальные концентрации биогенов в окружающей её среде, значительно превосходящие концентрации их во внешней среде. Так поддерживаются высокие концентрации органических и неорганических биогенов в почве по сравнению с их нижележащими слоями земной поверхности.[ ...]
Вернуться к оглавлению