Твердое тело Земли имеет три основных геосферы: ядро Земли, промежуточную оболочку и земную кору. Радиус ядра около 3500 км. Промежуточная оболочка заполняет пространство от поверхности ядра до нижней поверхности земной коры и имеет толщину около 2900 км. Земная кора, или литосфера, является верхней твердой оболочкой Земли толщиной 15 - 70 км; сверху она ограничена атмосферой и гидросферой. Земная кора имеет слоистое строение, различное в разных местах. Самое верхнее положение занимает осадочная оболочка (стратисфера). Она прерывиста, имеет мощность до 10 - 15 км и состоит из осадочных горных пород, среди которых преобладают глины и глинистые сланцы. Пески и песчаники, известняки и доломиты составляют меньшую ее часть.
Формирование стратисферы началось еще в древнем докембрии и продолжается до сих пор. Общий возраст земной коры определяется в 3 - 3,5 млрд. лет, однако возраст самых древних доступных наблюдению докембрийских геологических формаций несколько превышает 2 млрд. лет. Осадочная оболочка образовалась в результате длительного процесса дифференциации вещества литосферы под воздействием тектонических движений, Солнечной энергии и жизнедеятельности организмов. Этот процесс сопровождался сложным обменом веществ между гранитной и базальтовой оболочками Земли, с одной стороны, и атмосферой и гидросферой - с другой. Химический состав стратисферы, в сумме с солевым составом океана, близок к среднему составу земной коры в целом.
В течение геологической истории Земли происходили закономерные изменения внутреннего строения и состава земной коры, рельефа ее поверхности, характера внешних и внутренних геологических процессов. Так, например, породы древнейшей архейской эры повсеместно сильно метаморфизованы (перекристаллизованы), пронизаны внедрениями магмы и смяты в складки. По всей поверхности материков неоднократно возникали горы, которые потом разрушались. В течение протерозоя и позднее материки, опускаясь, частично заливались морем и, поднимаясь, вновь превращались в сушу. Одновременно в различных местах происходили мощные движения земной коры, в результате которых возникали многочисленные горные хребты, позднее разрушенные. Современные внутренние геологические процессы проявляются:
1) в медленных поднятиях и опусканиях земной поверхности, скорость которых в горных областях достигает нескольких сантиметров в год, но обычно исчисляется миллиметрами в год;
2) в резких движениях отдельных участков земной коры - землетрясениях;
3) в вулканических извержениях.
В результате вышеуказанных геологических процессов, а также при постоянном воздействии со стороны атмосферы (включая солнечную и космическую радиации), гидросферы и биосферы на протяжении двух млрд. лет происходило формирование основного слоя литосферы - почвы.
Ее образование происходило из рыхлых горных пород, то есть фщ. единиц подуровней Г - Е: глин, суглинков, супесей и песков, представляющих собой продукты выветривания магматических, метаморфических или плотных осадочных пород, залегающих на месте своего образования или, чаще, подвергшихся переносу и переотложению (часто многократному) текучими водами или ветром. Почва состоит из твердой, жидкой (почвенный раствор) и газообразной (почвенный воздух) частей. В составе твердой части основную долю по массе занимает обычно минеральная часть, представленная мелкими (чаще всего от 1 мм до десятых и сотых долей микрона) частицами различных минералов. В состав почвы входят следующие химические соединения (в убывающем порядке): SiO2, Al2O3, Fe2O3, K2O, Na2O, MgO, CaO, CO2, Cl, SO4 и многие другие. Но наиболее ценной составной частью почвы является гумус, или перегной - конечный результат фукнционального Развития Материи по оргуровню Ж. В состав гумуса входят различные высокомолекулярные кислоты, среди которых наибольшее значение имеют группы гуминовых и ульминовх кислот и фульвокислот. Основу сложных молекул гуминовых кислот составляют цепочки ароматических ядер типа двух- и трехчленных фенолов. К ним присоединены различные функциональные группы: карбоксильные, метоксильные, спиртовые и др.
Все многочисленные химические соединения подуровня Ж, включая и гумусовые вещества, представляют собой сложные системные образования, заключающие в свои фн. ячейки фщ. единицы всех предыдущих подуровней от а до Д. Каждая из этих частиц в виде определенным образом организованных структур Материи несет на своем оргуровне различные функциональные нагрузки, значительно отличающиеся друг от друга. Однако, как это было и на предыдущих этапах Развития Материи, каждое устоявшееся системообразование подуровня Ж в определенный момент становится фщ. единицей следующего оргуровня - З (биосферы). И как только острие невидимой линии тензора Развития Материи переместилось из уровня Ж в уровень З, сразу же уровень Ж остался за пределами области актуального Развития Материи и стал, как и все предыдущие оргуровни, поставщиком функциональных полуфабрикатов - фщ. единиц своего подуровня - для построения фн. систем уровня З.
Своеобразным аккумулятором этих полуфабрикатов и служит гумусовый горизонт почвы, состоящий главным образом из ее органического вещества. Являясь самым верхним слоем почвы и непосредственно соприкасаясь с атмосферой и, частично, с гидросферой, гумусовый горизонт имеет относительно небольшую толщину. Она колеблется в разных почвах от нескольких сантиметров до одного, иногда до 1,5 м. В районах пустынь, полупустынь, гор и т.п. гумусовый горизонт практически отсутствует. Но и там, где он значителен, содержание гумуса в верхней части гумусового горизонта - от десятых долей процента до 15 - 18%. Таким образом, образование, функционирование и развитие фн. систем и фщ. единиц всех последующих оргуровней Материи находится в прямой зависимости от количественного состава полуфабрикатов, находящихся в гумусовом горизонте аккумуляторе. А так как этот аккумулятор многие миллионы лет имеет практически неизменную площадь (), он и является одним из основных естественных регуляторов численности всего живого на Земле в точно такой же степени, в какой само все живое на Земле во избежание худших последствий должно саморегулировать свою численность в соответствии с возможностями этой ступени системной организации Материи.
[ Оглавление ] [ Продолжение текста ]
[ Оглавление ]
Игорь Кондрашин
Диалектика Материи
Диалектический генезис материальных систем
(продолжение)
Уровень З
Условно разграничивая каскадные ступени Развития Материи, необходимо четко себе представлять, что начало этапа фн. развития Материи по каждому последующему оргуровню и прекращение ее развития по предыдущему значительное время протекают параллельно, одновременно одно с другим. Образование и накопление гумусового слоя почвы на Земле происходило в течение многих сотен миллионов лет. При этом процесс протекал одновременно с началом развития биосферы и появлением Жизни на нашей планете. Формирование биосферы шло главным образом по пути синтеза фщ. единиц гумусового горизонта почвы, который накапливает и хранит фн. системы - комплексы оргуровня Ж, ставшими на определенном этапе фщ. единицами уровня З, из которых, в свою очередь, впоследствии началось образование систем данного подуровня - аминокислот, белков и других внутриклеточных структур.
Все это произошло в период, когда, как известно, углеводороды и их простейшие кислородные и азотистые производные, возникшие на поверхности Земли, находясь в водном растворе - в первичной земной гидросфере, - в силу действия законов движения Материи в качестве () постепенно вовлекались в реакции полимеризации и конденсации и таким путем все более интегрировались в разнообразные сложные органические соединения, имевшие различные функциональные свойства. В этой смеси органических веществ возникли, в частности, и аминокислоты. Дальнейшая структурная интеграция этих фн. систем по схеме:
привела к созданию коацерватных капель - индивидуальных белковых комплексов, отделенных от окружающей среды определенно выраженной поверхностью.
В коацерватных каплях, как и в любой фн. системе Материи данного организационного уровня, постоянно протекают химические процессы синтеза и распада. Однако время протекания каждой отдельной реакции под влиянием включенных в систему катализаторов настолько мало, а частота реакций настолько велика, что процессы длятся практически беспрерывно. От этого создается впечатление "живости" рассматриваемого объекта. Таким образом, скорости синтеза и распада высокомолекулярных органических соединений являются основой функционирования всех существующих жизненных систем, при этом каждая из протекающих реакций имеет свой строго определенный алгоритм. Соотношение частоты и скоростей указанных процессов зависит от индивидуального состава и организации каждой данной системы, а также ее взаимодействия с условиями окружающей среды. Если в этом соотношении соблюдается баланс, коацерватная капля, как и любая система, приобретает динамически устойчивый характер. В случае, если в ней преобладает скорость и частота синтетических реакций, она растет. В противом случае она распадается на составляющие фщ. единицы. Таким образом, существует тесная связь между индивидуальной системной организацией данной коацерватной капли, теми химическими превращениями, которые совершаются в ней в соответствии с определенными для ее фн. ячеек алгоритмами, и ее дальнейшей судьбой в данных условиях существования.