Отдаленные проявления жизни в явлениях стратосферы при теперешнем состоянии биогеохимии могут быть оставлены временно вне ее поля зрения, так как совершенно почти не охвачены научной работой ее ближайшие проблемы, без которых невозможна в ней настоящая научная работа и подход к решению биогеохимических проблем стратосферы.
В дальнейшем выяснится, каково положение озонового экрана в биогеохимической организованности биосферы.
24. Сейчас я оставляю в стороне как стратосферу и озоновый экран – своеобразную форму проявления в ней жизни, так и те проявления жизни, которые наблюдаются ниже биосферы в более глубоких оболочках земной коры, в стратосфере и в метаморфической оболочке, куда жизнь переносит в виде органогенных минералов космическую энергию солнца[109]. Я остановлюсь только на биосфере.
Однако нельзя забывать, что такое ограничение предмета исследования есть искусственный прием, есть временно удобное упрощение большого природного процесса в порядке научной работы, рассечение единого целого, исходя из заданий, с природным процессом логически не связанных.
В действительности и создание озонового экрана в стратосфере, и создание органогенных горных пород – углистых, углеводородистых или карбонатов в стратосфере и в метаморфической оболочке – неотделимо от проявлений жизни в биосфере и определяет организованность всей биосферы.
Рассмотрение этих процессов есть дело будущего.
В текущей работе необходимо выделить те темы, которые кажутся наиболее важными или наиболее доступными, стоят на очереди.
При создании нашей биогеохимической лаборатории следующие темы казались наиболее важными. К части их удалось подойти. Это следующие темы:
1. Формы нахождения жизни в биосфере – концентрация и рассеяние жизни.
2. Диссимметрия пространства, занятого носителями жизни в связи с пространственной неоднородностью биосферы.
3. Газовая функция жизни в связи с созданием тропосферы.
4. Концентрация жизнью радиоактивной энергии в биосфере. Одну проблему о значении человечества в биосфере я оставляю сегодня в стороне и надеюсь вернуться к ней в другом месте.
Я оставляю пока в стороне и ряд других важных, но менее общих проявлений жизни в биосфере: ее значения в создании поверхностных и части подземных вод, ее значения в создании биогенных минералов и горных пород, в создании почвы и подпочвы, ее значения в организованности химических процессов выветривания, то есть воздействия тропосферы и жизни на твердую часть литосферы, входящую в биосферу.
Наконец, оставляю в стороне те огромной важности проблемы, которые должны количественно определить планетные константы жизни: вопрос о массе живого вещества в биосфере и его геологической вечности, вопрос об атомном составе биосферы и о его геологической вечности, вопрос о среднем количественном атомном составе живого вещества в биосфере и его геологической вечности.
Еще много надо предварительной работы, прежде чем можно будет точно решить эти проблемы, но пытаться решать их мы должны уже сейчас.
Из этого простого перечисления ярко видно значение в организованности нашей планеты того явления, которое мы называем жизнью и проявлением которого являемся и мы сами, и наша мысль.
V. Концентрация и рассеяние жизни в биосфере
25. Жизнь в биосфере различно выражена в трех геосферах, которые можно в ней различить – в жидкой, в твердой и в газообразной.
Чрезвычайно характерна диссимметрия – индивидуальное, неповторяемое земное явление – в распределении в биосфере фазовых геосфер.
Жизнь в газообразной геосфере (в тропосфере) всегда проявляется временно: нет живых форм, которые всегда непрерывно находились бы – «жили» – только в ней. Это в подавляющем числе случаев временно подымающиеся в тропосферу организмы суши. Суша через тропосферу в проявлениях своей жизни в биосфере ярко выступает на первое место: так, например, организмы суши через тропосферу коренным образом меняют историю воды в биосфере[110].
Помимо резкого биогеохимического различия морской жизни (в гидросфере) и жизни суши (в коре выветривания) мощность пространства, занятого жизнью в обоих случаях резко различна. В Океане ниже уровня геоида живые существа с их биогеохимическим эффектом должно быть проникают глубже 10,3 км; их существование доказано на глубинах больше 6 км; в среднем здесь жизнь идет в слое вещества мощностью в 3,8 км. Гидросфера по массе охватывает большую часть живого вещества, отвечая около 79 % поверхности планеты. Но водная жизнь лишь косвенным, сложным путем связывается с газовым строем планеты, об огромном биогеохимическом значении которого я еще буду сегодня говорить. Чрезвычайно также характерно, что эта океаническая жизнь соприкасается с совершенно другими геосферами, чем жизнь суши и вызывает совершенно другие химические процессы, концентрирующие и запасающие космическую энергию солнца. Под биосферой в областях Океана лежат массивные породы, изредка кислые, а главным образом, основные; подходит к дну океана базальтовая геосфера, на многие километры отстоящая от коры выветривания.
Жизнь суши нигде не охватывает таких мощных пространств в вертикальном разрезе, как это наблюдается в гидросфере. Обычно охваченный жизнью слой биосферы не превышает метров, десятков метров. В глубь от поверхности суши жизнь, однако, в подземных водах и нефтях идет до глубин, вероятно, много превышающих 1,3 км.
26. Чрезвычайно характерной чертой распределения жизни в биосфере является: 1) всюдность, 2) ее рассеянность и 3) ее концентрация в очень тонких по сравнению с мощностью биосферы пленках, нередко сплошь покрывающих сотни тысяч квадратных километров, например, всю поверхность океана (планктонная живая пленка).
Благодаря подвижности организмов, достигающей огромных скоростей передвижения, увеличивающихся сейчас успехами человеческой техники, благодаря еще большей скорости размножения организмов жизнь охватывает и влияет на всю биосферу: везде в ней – в достаточной длительности времени – может встречаться живой организм.
Всюдность жизни в этом смысле характеризует биосферу.
В то же самое время каждый организм является самодовлеющим целым, отдельным и независимым от других. Каждый организм является в биосфере активным нарушителем ее энергетического и материального строения. Можно с энергетической точки зрения назвать организмы энергетическими биоцентрами.
Нахождение энергетических биоцентров в биосфере имеет две разные формы проявления, непрерывно наблюдаемых в течение всего геологического времени, то есть в течение не менее 1,5–2 млрд лет, всегда в биосфере одновременно существующих. Во-первых, рассеянные, одиночные или немногочисленные нахождения среди косной природы, – среди основного материального субстрата биосферы, и во‑вторых, нахождения многочисленных организмов, собранных в определенные биоценозы или сгущения в определенных частях биосферы.
27. Формы распределения биоцентров в биосфере, концентраций и рассеяний жизни, не меняются в своих основных чертах и в местах своего расположения в гидросфере и на суше, несмотря на происходящее в течение хода геологического времени резкое и непрерывное изменение морфологической структуры составляющих их организмов.
Их распределение представляет независимую от геологического времени геологически вечную черту строения биосферы.
В пленках и в сгущениях, мощность которых в предельном случае (для береговых сгущений) превышает сотню-другую метров, собирается наибольшая масса живых организмов. Мощность этих пленок обычно исчисляется в метрах, в десятках, реже в сотнях метров. Но благодаря огромной геохимической энергии и всюдности жизни биогеохимический эффект сгущений жизни огромен.
Можно различить следующие важнейшие сгущения:
I. Гидросфера (где сосредоточена максимальная масса жизни).