На основе работ В. И. Вернадского и других исследователей, внесших большой вклад в изучение биосферы планеты, мы предлагаем различать три основные ее формы.
1. Формы биологической систематики, включающие популяции, виды, роды, семейства и др., принятые в ботанике и зоологии. В геохимии они выступают в совокупности как живое вещество и изучаются как однородное вещество (видовое и родовое) и неоднородное (как вещество биоценозов, состоящих из однородных живых веществ и их закономерных сочетаний). По объему однородное вещество (по В. И. Вернадскому) соответствует биологическому виду или расе живых организмов. При характеристике однородного живого вещества В. И. Вернадский предложил использовать следующие количественные показатели: а) химический состав; б) среднюю массу организмов и в) среднюю скорость заселения ими всей поверхности земного шара.
2. Бногеографические формы — территории, характеризующие географическое распространение и распределение растений и животных, специфику флоры и фауны. Это бногеографические зоны, области, подобласти, провинции, округа и участки. Отдельно выделяются ботани-ко-географические и зоогеографические территории, дающие представление о составе и характере флоры и фауны, их распространении и условиях развития.
3. Экологические формы, известные под названиями экосистем (биогеоценозов), экотопов, биотопов. Они определяют специфику изучения биосферы в экологических аспектах. Понятие экосистемы введено в биологию ботаником А. Тэнсли в 1935 г. Оно трактуется как совокупность местообитания и характерных для него сообществ живых организмов, т. е. неживой и живой природы, в их взаимодействии в определенном участке биосферы.
В строении и морфологии биосферы исключительно важное значение для развития живого вещества имеют следующие ее части (сверху вниз): слой живого вещества («пленка жизни»), который представляет собой совокупность современных биоценозов (сообществ) организмов и отдельных представителей растений и животных (слой называется также фито-сферой и зоосферой, вся созданная в биосфере биомасса оценивается В. И. Вернадским величиной 1013—1014 т);
педосфера, или почвенный покров, состоящая из разных генетических типов и видов почв, главный источник развития жизни на Земле, арена активных геохимических и биогеохимичеекпх процессов в зависимости от ландшафтов и их сочетании;
ландшафтно-экологпческие системы — биогеоценозы— функциональные системы, включающие существа и среду их обитания (биомы, биотопы и др.);
кора выветривания или зона гипергенеза, т. е. зона разрушения и преобразования горных пород, их минерально-геохимических изменений в верхней части земной коры под воздействием совокупности факторов и агентов физического, химического и биологического выветривания (аэрации, выноса и переотложения растворимых и остаточных продуктов разрушения и т. п.);
древняя (палео) биосфера — комплекс горных пород, рельефа и других ландшафтных компонентов, залегающих ниже современной биосферы и погребенных под ее новейшими образованиями; с древней биосферой связаны минеральные и органо-минеральные богатства, служащие материальной . основой развития человеческого общества; ныне минеральные и биогенные ресурсы в разной форме — в виде горных пород, рудных и нерудных минералов, химических элементов — в больших количествах извлекаются из земной коры и используются в народном хозяйстве;
многочисленные минералы верхней части земной коры и биосферы: свободные алюмокремневые кислоты (глины), карбонаты (известняки и доломиты), гидраты окиси железа и алюминия (бурые железняки, бокенты) и многие сотни других, которые создаются в ней под влиянием жизни;
природные воды осадочной оболочки; воды в технодинамических условиях биосферы богаты химически активными центрами жизни — организмами, главным образом; невидимыми глазу бактериями, растворенным кислородом и углекислотой;
миллионы органических и органо-минеральных соединений биолитов, органических пород (уголь каменный и бурый, антрацит, графит, гумусовые вещества, нефть, природные газы, сапропелиты, смолы, бальзам, воск, стеарин и др.); в биосфере и земной коре широко образуются многочисленные органические компоненты; аминокислоты, пептиды, белковые вещества, углеводы и их производные, липиды и др.;
минеральные ресурсы биосферы и земной коры, распространенные в форме свободных элементов: меди, серебра, золота, висмута, платины, железа, серы и многих других (до 50 наименований), силикаты (более 90% земной коры, включая кварц), несиликатные минералы — оксиды (А1203, Fe203 и др.), гидроокислы (например, Мп(ОН)2), карбонаты (CaC03, MgC03 и др.), сульфаты (CaS04, BaS04), сульфиды (Cu2S), галогениды (NaCl, MgCl2), фосфаты (Са3(Р04)2), селениды, теллуриды и т. д. Все они — главный источник сырья для металлургии, химической промышленности и многих других отраслей. Их добыча и использование в экономике и технике из года в год растут. Живое вещество В. И. Вернадский выделяет как особую форму нахождения атомов в земной коре (в молекулах, диссоциационных системах ионов, в состоянии рассеяния). В числе других форм нахождения атомов он выделил горные породы и минералы — в них преобладают стойкие молекулы и кристаллы; магмы — вязкие системы газов, воды и минеральных веществ, представляющие собой подвижные смеси диссоциационных систем; рассеяния элементов в свободном состоянии (в некоторых случаях ионизированных атомов).
Из сказанного вытекает, что биосферу необходимо представлять как сложнейший механизм геологического п биологического развития и взаимодействия косного и биогенного вещества. На основе идей В. И. Вернадского и описаний разных функций живого вещества биосферы можно выделить следующие циклы миграции и процессы, оказывающие влияние на развитие биосферы и эволюцию ее физических, геохимических, биологических и других параметров и свойств.
А. Геологические круговороты (циклы): минеральные (горных пород), тектонические, гидрогеологические, геохимические, геоморфологические. Ими определяется ис-торико-геологическое развитие земной коры и биосферы. Не было бы геологических круговоротов, эндогенных и экзогенных процессов, не было бы и постоянного вещественного и энергетического обновления в земной коре и биосфере. Вся Земля была бы мертвой планетой.
Б. Биологические (биогеохимические) круговороты. Они связаны с автотрофной и гетеротрофной деятельностью организмов. Последняя обеспечивает непрерывность жизни, ее вспышки и затухания в развитии биоценозов, поступательную эволюцию жизни в биосфере. Важнейшими процессами биологического (биогеохимического) цикла миграции вещества и потоков энергии являются в основном: 1) фотосинтез, 2) биогенная миграция, 3) биогеохимические циклы элементов, 4) биогеохимические функции живого вещества.
