РОЛЬ ОРГАНІЗМІВ У ПЕРЕТВОРЕННІ ОБОЛОНОК ЗЕМЛІ

РОЗДІЛ 3. ОСНОВИ ЕКОЛОГІЇ. ЛЮДИНА І БІОСФЕРА

§38. РОЛЬ ОРГАНІЗМІВ У ПЕРЕТВОРЕННІ ОБОЛОНОК ЗЕМЛІ

Які організми беруть участь у процесах грунтоутворення і відкладанні осадочних порід? Що таке гумус?

Живі організми беруть участь у процесах відкладання осадочних порід, грунтоутворенні, формуванні атмосфери. Таким чином, вони активно впливають на формування оболонок Землі.

Яка роль живих організмів в утворенні осадочних порід? Осадочні породи формуються на дні водойм внаслідок нашарувань різних нерозчинних сполук переважно біогенного

походження. У створенні осадочних порід беруть участь ті живі істоти, які накопичують протягом усього життя в своїх скелетах, черепашках, панцирах тощо сполуки кальцію, кремнію, фосфору та інші. Із залишків цих організмів (діатомових водоростей, форамініфер, радіолярій, молюсків, коралових поліпів та ін.) виникають різноманітні осадочні породи (вапняк, крейда, кремнезем, діатоміти, радіолярити) значної товщини (мал. 153, 154).

Поклади крейди і вапняків утворювалися протягом усього періоду історичного розвитку біосфери. Внаслідок накопичення на дні морів черепашок і скелетів відмерлих організмів

утворюється вапняковий мул. У його товщі відбуваються хімічні процеси, які в умовах підвищеного тиску зумовлюють утворення крейди чи вапняку. Геологічні процеси, що відбувалися на нашій планеті, приводили до того, що ті або інші частини материків опускалися, а певні ділянки морського дна піднімалися. Внаслідок цього відбувався перерозподіл площі суходолу й гідросфери, а також виникали гірські хребти з вапняку (Піренеї, Альпи, Гімалаї, Кавказькі гори тощо).

У накопиченні кремнеземових осадочних порід брали участь радіолярії і діатомові водорості. Радіолярити (осадочні породи, утворені переважно з внутрішньоклітинних скелетів радіолярій) представлені крем’яними глинами, родовищами напівкоштовних каменів (яшми, опала, халцедона). Переважно з радіоляритів утворений острів Барбадос у Карибському морі. Поклади фосфоритів і апатитів (солі фосфатних кислот, які використовують як добрива і сировину для промисловості) утворені рештками особливих груп морських тварин, що мали черепашки з фосфату кальцію.

Мал. 153. Діатомові водорості, які беруть участь в утворенні осадочних порід

Кам’яне (з решток викопних вищих спорових рослин), буре (викопних голонасінних) вугілля і торф (з решток мохоподібних) утворилися за особливих умов відповідного періоду. Поклади залізної руди формувалися протягом усього існування біосфери внаслідок життєдіяльності хемотрофних залізобактерій. Є гіпотези щодо біогенного походження нафти, природного газу та інших корисних копалин.

Живі організми беруть участь і в процесах руйнування гірських порід. Наприклад, лишайники, оселяючись на скелях, виділяють органічні кислоти, які руйнують мінерали. Лишайники та інші організми можуть руйнувати гірські породи і механічним впливом. Наприклад, гіфи грибів, які входять до складу лишайника, корені та ризоїди рослин проникають у тріщини скель, розширюючи їх. Це, у свою чергу, сприяє проникненню в ці тріщини води, що призводить до розчинення гірських порід, які стають крихкими і руйнуються.

Яка роль живих організмів у процесах грунтоутворення? Ми вже згадували, що без різноманітного світу живих істот, які населяють грунт, його формування було б неможливе. А відсутність грунту унеможливила б формування і функціонування наземних біогеоценозів.

Вплив мешканців грунту, а також вітру, води, повітря і кліматичних факторів забезпечує перебіг процесів грунтоутворення. Під час цих процесів відбуваються складні перетворення і переміщення різноманітних сполук у верхньому шарі літосфери. Процеси грунтоутворення сприяють збереженню і підвищенню родючості фунтів – здатності забезпечувати потреби рослин в елементах живлення, воді, а також кисні, необхідному для дихання їхніх підземних частин.

Мал. 154. Організми, які беруть участь в утворенні осадочних порід:

1 – радіолярія; 2 – молюск – наутилус; 3 – морський гребінець;

4 – устриця

Мал. 155. Організми – грунтоутворювачі: 1,2- кільчасті черви;

3 – черевоногий молюск; 4 – жук-гнойовик

Мешканці грунту впливають на його фізичні, хімічні й біологічні властивості. Так, кореневі системи рослин поліпшують його шпаристість, що впливає на надходження в грунт кисню, розчинів солей. Живі та відмерлі підземні частини рослин збагачують грунт органікою, слугують кормовою базою для грунтових тварин, грибів, бактерій. Деякі з мікроорганізмів, які мешкають у грунті у вільному стані або вступають у симбіоз з вищими рослинами (азотфіксуючі бактерії, ціанобактерії, деякі водорості), як вам вже відомо, здатні фіксувати атмосферний азот і збагачувати ним грунт, підвищуючи його родючість. На структуру і родючість грунтів впливає і діяльність певних груп тварин (дощові черв’яки, комахи, кроти, сліпаки): прокладаючи ходи в грунті, вони поліпшують його шпаристість. Тварини також збагачують грунт органікою і разом з грибами і бактеріями забезпечують процеси мінералізації (тобто розкладають органіку до неорганічних сполук, які здатні засвоювати рослини).

Рештки організмів (насамперед рослин), потрапляючи на поверхню грунту, утворюють шар підстилки. У підстилці за активної участі живих організмів одночасно відбуваються як процеси мінералізації, так і синтезу органічних речовин, що входять до складу гумусу. В утворенні гумусу беруть участь різні організми: безхребетні тварини, гриби, бактерії (мал. 155). Отже, запаси гумусу в грунті – це результат різноманітних процесів синтезу, розкладання і накопичення органічних речовин, переважно рослинного походження.

Як живі організми впливають на газовий склад атмосфери? На початку утворення біосфери газовий склад атмосфери значно відрізнявся від сучасного: в ній було багато водяної пари, вуглекислого газу, аміаку, сірководню, метану, проте не було вільного кисню та озонового екрана. Тому сонячні ультрафіолетові промені легко сягали поверхні Землі. Внаслідок цього життя тривалий час могло існувати лише у водному середовищі, оскільки вода поглинає ці промені. Але завдяки діяльності фото – синтезуючих ціанобактерій газовий склад атмосфери поступово змінювався: знижувалася концентрація аміаку, вуглекислого газу, метану тощо; з’явився вільний кисень. Приблизно 2-3 млрд років тому його концентрація в атмосфері досягла сучасної, завдяки чому сформувався озоновий екран. Це створило передумови виходу життя на суходіл.

Ви вже знаєте, що атмосферний кисень має фотосинтетичне походження. Рослинність Землі щорічно поглинає приблизно 1,7 – 108 тонн вуглекислого газу і виділяє майже 1,2 – 108 тонн кисню, який використовують у процесі дихання аеробні організми. Проте на співвідношення вмісту в атмосфері кисню і вуглекислого газу негативно впливає господарська діяльність людини (забруднення атмосфери промисловими викидами, інтенсивне спалювання енергоносіїв тощо), яка призводить до зниження в атмосфері концентрації кисню і підвищення вуглекислого газу. Внаслідок цього виникає так званий тепличний ефект: висока теплоємність вуглекислого газу зменшує випромінювання тепла поверхнею Землі, що зумовлює глобальне потепління клімату. Вуглекислий газ виділяється і в процесі дихання організмів, а також внаслідок розкладання органічної речовини живими істотами.

Організми впливають і на концентрацію в атмосфері азоту. Він зв’язується азотфіксуючими бактеріями, ціанобактеріями, а повертається в атмосферу в результаті процесів розщеплення органічних сполук або денітрифікації переважно у вигляді аміаку. Діяльність організмів сприяє надходженню в атмосферу сірководню, метану та деяких інших газів.