Примеры и дополнительная информация
На ранней Земле, когда не было растительного покрова, испарение воды с суши было понижено, а сток в реки и моря — повышен. Появление наземных растений и почв и постепенное увеличение занятых ими площадей сильно уменьшило сток. В воздух стало поступать значительно больше паров через испарение растительностью, что привело к увеличению количества осадков на суше. В свою очередь это способствовало продвижению растений в глубь континентов. Таким образом растительность изменяла климат в благоприятную для себя сторону. Это пример положительной обратной связи между организмами и окружающей средой, когда начавшийся процесс усиливает сам себя и ведет к направленным изменениям условий.
В составе живого вещества обнаружено больше половины элементов таблицы Менделеева, но преобладают 14 из них. Десятки процентов веса приходятся всего на два элемента — кислород и водород, проценты — на углерод, азот и кальций, десятые доли процента составляют фосфор, кремний, калий и сера, сотые доли — магний, железо, натрий, хлор и алюминий. Остальные элементы более редки, хотя часто бывают необходимы. Эти 14 элементов не случайная совокупность. На них приходится 99,9% общей массы живых организмов, и они же образуют 98,9% веса всей земной коры, хотя и находятся в ней в иных пропорциях. Таким образом, жизнь — «плоть от плоти» химическое производное нашей Земли.
Жизнь распределена на поверхности Земли неравномерно. Существуют области ее повышенной концентрации в биосфере — на границах раздела разных сред: воды, воздуха и горных пород. В. И. Вернадский назвал их «пленками жизни». В верхнем 100-метровом слое океанов сосредоточено 95% всего планктона, в 1 г почвы находится до 2,5 млрд клеток микроорганизмов. Наиболее полно развита жизнь и наиболее активны биогеохимические процессы в местах контакта всех трех сред: воды, воздуха и твердого субстрата. Здесь в оптимуме находятся все факторы, необходимые для жизни. В устьях рек, на побережьях морей развиваются богатые сообщества, которые могут быть названы «сгущениями жизни». Дополнительная неравномерность распределения жизни на Земле обусловлена географической зональностью и масштабами поступления солнечной энергии на разные участки земной поверхности.
На суше ежегодно в круговорот веществ поступает около 150 млрд т растительной продукции. Океаны создают вдвое меньше. Если принять общую первичную продукцию суши за 100% , то вклад разных континентов будет примерно следующим: Европа — 6%, Азия — 28, Африка — 22, Северная Америка — 13, Южная Америка — 26, Австралия с островами Океании — 5%. Если же сравнить продуктивность растений на единицу площади, например на гектар, то она составляет (в процентах от средней по всем континентам) в Европе 89, в Азии — 103, в Африке — 108, в Северной Америке — 86, в Южной Америке — 220, в Австралии — 90.
Весь кислород, содержащийся в атмосфере, а также во многих поверхностных минералах, накоплен за счет фотосинтеза. При полностью замкнутом биологическом круговороте накопления кислорода не должно происходить, так как все его количество полностью расходовалось бы в процессах дыхания живых организмов и разложения мертвых остатков. Однако значительное количество органического вещества выпадало в прошлом из круговорота, превращаясь в каменный уголь, торф, горючие сланцы и др. Поэтому содержание кислорода в воздухе постепенно росло.
Вес живого вещества в биосфере ничтожен, он составляет примерно десятитысячную долю процента от веса земной коры. Ежегодно производится около 0,1 от существующей массы и столько же разрушается. Следовательно, за 10 млн лет через живые организмы проходит масса вещества, равная весу земной коры. Если можно было бы собрать всю биомассу, произведенную на Земле за последние 600 млн лет, то она покрыла бы Землю слоем 2000 км.