Вертикальна структура біосфери

Вертикальна структура біосфери визначається існуванням автохтонних організмів (рис. 6.1). Якщо за точку відліку взяти рівень Світового океану, то верхня межа біосфери збігатиметься з нижньою межею найбільшої концентрації озонового горизонту, яка розташована на висоті 22-24 км. Звісно, що на такій висоті постійних мешканців немає, але висхідні повітряні потоки заносять сюди велику кількість мікроорганізмів, які “заселяють” частинки пилу, котрі водночас є ядрами конденсації вологи. Віруси, пилок, спори досить часто трапляються на значних висотах.

Всю товщу повітряної маси від поверхні океану і суходолу до найбільшої концентрації озону М. Реймерс назвав аеробіосферою. Аеробіосферу можна розділити на три частини: нижню частину тропосфери до висоти 50-300 м – хамеаеробіосферу (грец. хараі – низько, повітря, біосфера), яка найбільше насичена життям; середню і верхню частину тропосфери, де життя розріджене – мезоаеробіосферу до висоти 8-18 км тропосфери, і нижню частину стратосфери (до озонового горизонту) – екзоаеробіосферу. В екзоаеробіосфері, як і у верхній частині мезоаеробіосфери, організми можуть існувати лише в стані анабіозу. Цю частину аеробіосфери з екстремальними (лат. extremus – крайній) життєвими умовами називають парабіосферою (Дж. Хатчісон, 1972).

Висоти суходолу над рівнем моря аж до найвищої вершини Землі – Евересту (8 848 м) – з відповідними біогеоценозами диференціюють на підставі фізико-географічного поділу на рівнини (низовини 0-200 м н. р. м. й височини 200-500 м н. р. м.) та гори (низькі – до 1000 м, середні – до 2 000 м і високі – понад 2 000 м) з відповідними рівнинними та гірськими біоценозами.

Від нульового рівня океану аж до його максимальних глибин (Маріанський жолоб – 11 022 м) розміщена океанобіосфера. (Водні об’єкти суходолу з відповідними організмами називають аквабіос-ферою. Океанобіосфера поділяється за глибинами і рівнем освітленості на чотири частини: літоральну (лат. litoralis – прибережний) глибинами до 200 м. До цієї глибини доходить 1,0-0,5% сонячного світла і можливий фотосинтез. Вона найбільше насичена життям. За рівнем освітленості М. Реймерс назвав її евфотичною (грец. ev -добре і світло). У глибоководній частині океану їй відповідає епіпе-лагіаль (грец. єкі – над і кєХауод – відкрите море) – двохсотметрова товща води над глибоководною частиною океану. Цю зону можна назвати епібіосферою. Нижче літоральної (епіпелагіальної) зони розташована батіальна (грец. fiaQbq – глибокий) зона з глибинами 0,2-3,0 км. У відкритому океані цим глибинам відповідають мезо-пелагіаль (0,2-0,5 км) і батіпелагіаль (0,5-3,0 км). Слабкий рівень освітлення характерний лише для верхньої частини батіальної зони, яку М. Реймерс назвав дисфотичною (грец. Sua – префікс, що означає утруднення, розклад і світло), в якій обмаль світла. За сукупністю глибин і освітлення її можна назвати батібіосферою.

За аналогією абісальні (грец. aftvaGoq – безодня) глибини (36 км), де немає світла (афотичні), можна назвати абісобіосферою, а понад 6 км глибини – ультраабісобіосферою, або екстремобісфе-рою. Адже такі глибоководні западини мають екстремальні умови життєвого середовища і суцільно не поширені. Екстремобіосферою можна назвати також гірські вершини висотою понад 6,0-6,5 км, покриті льодовиками, адже там можуть існувати лише мікроорганізми, спори, насіння рослин у стані анабіозу.

До всіх глибин дна Світового океану приурочені бентосні (грец. fievQoq – дно, глибини) організми, які утворюють своєрідну оболонку – бентособіосферу. Це головно океанічний мул, до десятків метрів “нашпигований” глибоководними організмами: губками (Poryfera), морськими зірками (Asteroidea), офіурами (Ophiuroidea), голотуріями (Holothuroidea) та ін.

Земна кора на суходолі має найбільшу потужність під гірськими системами – до 70 км. Анаеробні мікроорганізми знайдено найглибше у нафтоносних водах на глибинах близько 4,5 км. Глибше можуть залягати осадові породи, які утворились за сприяння живих організмів у минулі геологічні епохи. У сучасних умовах на цих глибинах ознак життя не виявлено.

Найщільніше заселений приповерхневий п’ятиметровий горизонт, до якого приурочені ґрунти й підґрунтя (материнські породи). Цей горизонт має назву педосфери. Загалом кора вивітрювання гірських порід сягає 30-50 м, максимально – до 200 м. На цих глибинах значно рідше трапляються живі організми. Цю частину земної кори можна назвати гіпобіопедосферою (грец. vino – під, вниз). Нижче гіпобіопедосфери аж до глибини 1 000 м поширюється ґрунтове повітря, або “підземна тропосфера”. Сюди випадково можуть потрапляти деякі організми, але вони перебувають там тимчасово, бо не дають потомства. Цю частину літосфери називають гіпогеобіосферою. На глибинах 1 000-5 000 м розташована теллуробіосфера (лат tellus (tellu-ris) – Земля). Ґрунтового повітря на таких глибинах немає, тому там можуть траплятися лише анаеробні бактерії. Лімітуючим чинником на цих глибинах є не тільки відсутність повітря, а й високі температури, які сягають 80-105°С.

Нижче теллуробіосфери (5-6 км) виділяють гіпобіосферу, куди випадково можуть потрапляти анаеробні організми, а ще нижче (611 км) розміщена метабіосфера – горизонт літосфери, перетворений живими організмами (живою речовиною або біогенними речовинами), але в ньому живих організмів немає.

Отже, максимальна висота біосфери не перевищує 22-24 км над поверхнею Землі, де розташований найщільніший озоновий горизонт, і не опускається глибше 10-12 км, що в сумі становить 32-36 км.

Закономірності горизонтальної структури біосфери розглядаються в регіональній частині підручника (розділи 8-12).

Посилання на основну публікацію