БИОСФЕРА. Геологическая работа живого вещества

Перемещение вещества – снизу вверх - живым веществом в биосфере

Наконец, пятая основная функция живого вещества в биосфере – транспортная . Еще со времен Ньютона известно, что перемещение потоков вещества на нашей планете определяется силой земного тяготения. Неживое вещество само по себе перемещается по наклонной плоскости исключительно сверху вниз . Только в этом направлении движутся реки, ледники, лавины, осыпи.

Живое вещество – единственный (помимо поверхностного натяжения) фактор, обусловливающий обратное перемещение вещества – снизу вверх , из океана – на континенты, реализующий тем самым «восходящую» ветвь биогеохимического круговорота. В первую очередь это касается воды.

Высшие растения осуществляют транспирацию влаги из почвы в атмосферу. Подсчитано, что при образовании каждого грамма биомассы высшие растения испаряют 100 г воды! Что же касается горизонтального переноса водяных паров в глубь континентов, то оно также производится при участии наземных растений. В самом деле, первоначально осадки выпадают лишь на небольшом удалении от источников испарения (морей или крупных озер), затем эта влага впитывается растениями, вновь испаряется ими и переносится в глубь материка воздушными потоками.

Этот процесс повторяется неоднократно. Влага, как по ступенькам лестницы, поднимается на «верхние этажи» континентов. Не будь растений, в отдаленные от моря районы континентов она бы, видимо, вообще не попала.

Растения, как известно, потребляют из почвы не дистиллированную воду, а питательный раствор, состав которого они сами регламентируют (не обходится, правда, без некоторого принудительного ассортимента). Элементам минерального питания растений, таким образом, также обеспечен биогенный транспорт, по крайней мере вертикальный. Вносят свою лепту в вертикальное перемещение вещества в наземных экосистемах и роющие организмы, доставляющие на поверхность материал из подпочвенных горизонтов.

Во второй главе мы уже говорили, что перемещение вещества по латерали в биосфере осуществляется многоклеточными животными, большинство которых обладает активной формой передвижения. В море в транспортировке материала велика роль нектона, в частности рыб и млекопитающих. В глобальном масштабе благодаря транспортной функции живого вещества осуществляется перенос вещества против направления стока. «Питание наземных организмов морской пищей, – писал Вернадский, – идет в таких размерах, что, может быть, компенсирует – во всяком случае возвращает на сушу – соизмеримую часть тех масс химических элементов, которые реки в растворе приносят с суши в море. С мезозойской эры эту роль главным образом играют птицы». Такую же роль выполняют и стаи морских рыб, поднимающиеся на нерест вверх по рекам, а из пресноводных водоемов значительная часть вещества выносится на сушу полчищами крылатых насекомых. «Мыши и люди, почвы и песни – возможно, всего лишь средства, замедляющие движение атомов к морю», – писал популярный американский писатель и лесовод Олдо Леопольд (1887–1948).

Во всех случаях, которые мы рассмотрели выше, транспортная функция осуществляется живым веществом активно. «Двигателем» при этом являются процессы жизнедеятельности. Однако бывает и иначе, когда живые организмы лишь пассивно способствуют перемещению вещества, а в качестве «двигателя» выступают другие механизмы. Такого рода транспортную функцию выполняют цианобактерии и водоросли.

Известно, что дно некоторых водоемов бывает покрыто толстым ковром цианобактерий (в научной литературе такие ковры называют матами). Когда фотосинтез происходит наиболее интенсивно, в матах накапливается кислород. Под действием его подъемной силы фрагменты мата отрываются от дна, захватывая с собой частицы грунта. В устье Волги в весенние дни всплывших дернинок цианобактерий бывает так много, что создается впечатление ледохода. Это – первый случай.

В другом случае пассивную транспортную функцию море осуществляют бентосные бурые водоросли. Во время штормов они отрываются от дна вместе с галькой, к которой прикреплены. По наблюдениям, проведенным на Баренцевом море, вес открываемой таким образом гальки (и даже валунов) в отдельных случаях достигает 3,5 кг. Эти своеобразные «плавсредства» оказываются во власти бушующей стихии и становятся «на якорь» только после того, как волнение стихает – зачастую довольно далеко от места первоначального произрастания.

«Живое вещество охватывает и перестраивает все химические процессы биосферы, – писал Вернадский. – Живое вещество есть самая мощная геологическая сила, растущая с ходом времени» (из этого высказывания и позаимствовано название данной главы). Воздавая должное памяти великого основоположника учения о биосфере, следующее обобщение профессор А. И. Перельман предложил называть «законом Вернадского»: «Миграция химических элементов в биосфере осуществляется или при непосредственном участии живого вещества (биогенная миграция), или же она протекает в среде, геохимические особенности которой (O₂, CO₂, H₂S и т. д.) обусловлены живым веществом, как тем, которое в настоящее время населяет биосферу, так и тем, которое действовало на Земле в течение всей геологической истории».