Енергетичний баланс біосфери

Жива оболонка планети – біосфера – безупинно поглинає енергію не тільки Сонця, а й що йде з надр Землі; енергія трансформується, передається від одних організмів до інших і випромінюється в навколишнє середовище. Єдиним первинним джерелом зовнішньої енергії на Землі є світлове і теплове випромінювання Сонця.

Щорічно на земну поверхню надходить близько 21 х1023 кДж енергії, з цієї величини на ділянки Землі, покриті рослинами, а також на водойми з міститься в них рослинністю припадає близько 40%. З урахуванням втрати енергії радіації внаслідок відображення та інших причин, а також енергетичного виходу фотосинтезу загальна кількість енергії, що запасається щорічно в продуктах фотосинтезу, становить 20 х1022 кДж.

Окрім створення чистої продукції живий покрив суші використовує захоплену їм енергію Сонця для процесу дихання. Ці енергетичні витрати становлять близько 30-40% енергії, що витрачається на створення чистої продукції. Таким чином, рослинність суші перетворює сумарно (на дихання і створення чистої продукції) близько 4,2 * 1018 кДж на рік сонячної енергії.
Органічні речовини, утворені в процесі фотосинтезу, служать джерелом енергії для поїдання і подальшого засвоєння одних організмів іншими: від рослин до рослиноїдних тварин, від них – до м’ясоїдних і т. д.

Вивільнення укладеної в органічних сполуках енергії відбувається також у процесі дихання або бродіння. Інформація, що міститься в їжі енергія не робить круговороту, а поступово перетворюється на теплову енергію. У підсумку поглинена організмами у вигляді хімічних зв’язків сонячна енергія знову повертається в простір у вигляді теплового випромінювання. Тому біосфері потрібен постійний приплив енергії ззовні. До Землі приходить короткохвильове випромінювання (світло), а йде від неї довгохвильове теплове випромінювання.

Для існування біосфери на Землі постійно повинні відбуватися безперервні хімічні перетворення її живої речовини, тобто речовини після використання організмами повинні переходити в засвоювану для інших організмів форму. Кругообіг того чи іншої хімічної речовини з неорганічного середовища через рослинні та тваринні організми і назад у неорганічне середовище з використанням енергії Сонця і хімічних реакцій називається біогеохімічним циклом, це частина біологічного кругообігу.
Діоксид вуглецю атмосфери асимілюється наземними рослинами під час фотосинтезу і включається до складу органічних речовин. У процесі дихання рослин, тварин і мікроорганізмів вуглець, що міститься в організмі, знову переходить в атмосферу у вигляді СО2. Ці два процеси повністю врівноважені, лише близько 1% вуглецю, засвоєного рослинами, відкладається у вигляді торфу і видаляється з круговороту. За 7-8 років живі організми пропускають через свої тіла весь вуглець, що міститься в атмосфері, а всі зелені рослини Землі щорічно витягають з атмосфери до 300 млрд т діоксиду вуглецю, або 86 млрд т вуглецю в чистому вигляді.

Посилання на основну публікацію