Роль биоты в формировании атмосферы

Биота - это совокупность организмов, обитающих на какой-либо территории. Живые организмы играют огромную, определяющую роль в формировании и функционировании экосферы. Биота обеспечивает стабильность экосферы, поддерживая оптимальные условия ее существования и гася возмущения.
Один из самых важных, а может быть, и наиважнейший природный процесс в экосфере - фотосинтез, то есть процесс образования растительностью органического вещества из углекислого газа атмосферы и воды с использованием солнечной энергии. Простейшая химическая реакция фотосинтеза может быть записана следующим образом:
6СО2 + 6Н2О + солнечная радиация (свет) → С6Н12О6 + +6О2↑
углекислый газ + вода + свет → глюкоза + кислород
При образовании органического вещества в процессе фотосинтеза, растения, в дополнение к углероду, водороду и кислороду, присоединяют в органическое вещество азот и серу. Фотосинтезированное органическое вещество – это важнейший возобновимый ресурс экосферы, основа всей жизни и мощный регулятор глобальных биогеохимических циклов.
Для фотосинтеза используется менее одного процента поступающей к поверхности Земли солнечной радиации. Убедительного объяснения столь низкого коэффициента использования энергии Солнца пока не найдено.
Заметим, что по абсолютной величине суммарная энергия, затрачиваемая на фотосинтез, значительна. Она на порядок превышает количество энергии, потребляемой человеческим обществом.
Наряду с синтезом органического вещества в природе, происходит распад органических структур на составные части, включая питательные (биогенные) вещества, с выделением энергии. И в этом процессе биота играет определяющую роль. На глобальном уровне, вследствие, главным образом деятельности биоты, устанавливается с очень высокой степенью точности баланс между продукцией и деструкцией органического вещества. Тем самым обеспечивается устойчивость цикла углерода, этого важнейшего биогеохимического цикла.
Биота осуществляет также весьма эффективное управление потоками и концентрацией биогенных элементов, определяя тем самым устойчивость соответствующих глобальных биогеохимических циклов.
Очень важно, что в процессе фотосинтеза образуется также и кислород. Именно благодаря деятельности биоты атмосфера Земли имеет значительное содержание кислорода. Одним из фундаментальных последствий формирования кислородной атмосферы было образование озонового слоя, отсекающего наиболее жесткую, губительную для живых организмов часть ультрафиолетовой солнечной радиации, что позволило биоте в процессе ее эволюции выйти из океана на сушу.
По современным космогоническим представлениям, между климатическими условиями Земли и соседних планет – Марса и Венеры, где жизнь невозможна, – не существует физических барьеров. Переход климата Земли в климат любой из этих планет может осуществиться в достаточно короткий отрезок времени – порядка 10 тыс. лет. Однако за почти 4 млрд. лет истории жизни на Земле этого не произошло по причине того, что альбедо, парниковый эффект и другие важные характеристики климата находятся под контролем глобальной биоты. Выбросы неорганического углерода из земных недр в атмосферу компенсируются депонированием этого элемента в составе органических соединений, в осадочных породах, так что содержание СО2 в атмосфере сохраняется на относительно постоянном уровне в течение сотен миллионов лет.
Человеческое общество в процессе своей эволюции оказывало все увеличивающееся давление на окружающую среду. Во многих случаях это давление осуществляется посредством воздействия на биоту и биогенные процессы. В соответствии со сложившимися в природе соотношениями, человек может потреблять не более нескольких процентов от производимого в процессе фотосинтеза органического вещества. На самом деле он потребляет или разрушает около 40% органического вещества, производимого растительностью суши, что является важнейшим индикатором глобального экологического кризиса.