3. Верхняя метаморфическая оболочка (область цементации) Температура еще не достигает критической температуры воды. Давление не нарушает коренным образом свойств твердого тела
4. Нижняя метаморфи ческая оболочка (область анаморфизма) Температура выше критической температуры воды. Давление делает вещество пластическим
5. Твердая литосфера Характеризуется кристаллическим состоянием вещества
6. Стекловатая литосфера Твердое кристаллическое состояние вследствие высокой температуры и давления отсутствует. Пластическое стекло, проникнутое газами
6. Кора
выветривания Характеризуется свободным кислородом, водой, углекислотой
7. Осадочная оболочка
(стратисфера) Измененная древняя кора выветривания. До 5 км и больше
8. Гранитная оболочка
(пара- и ортограниты)
4. Область молекул и кристаллов Химические соединения
4. Тепловая и радиоактивная оболочка Различные и в общем радиоактивные излучения
5. Магмосфера Температура не достигла критического состояния всех тел (?). Граница земной коры (?)
6. Барисфера Температура достигла критического состояния для всех тел (?)
7. Магматическая Вязкая жидкость, проникнутая газом в горячей твердой среде (?)
8. Газ под большим давлением (?) Закритический газ (?)
9. Базальтовая
10. Кремнежелезная (?)
5. Магматическая оболочка
Отсутствие твердых хи-мических соединений. Полна газами
5. Тепловые излучения Радиоактивные процессы отсутствуют
Для тех вопросов, какие затрагиваются в этих очерках, такой характер наших знаний в этих частях схемы не имеет большого значения, так как биосфера всецело лежит вне зтих оболочек земной коры, и той части таблицы, которая основана на огромном эмпирическом материале и свободна от гипотез, угадок, конъюнктур и экстраполяции.
§89. Из всех факторов, определяющих химические равновесия, температура и давление и отвечающие им термодинамические оболочки имеют особое значение. Ибо они всегда существуют для всех форм нахождения вещества, для всех его состояний и химических комбинаций. Наше построение космоса — его модель — всегда термодинамическое. Поэтому в истории земной коры важно различать происхождение вещества и связанные с ним явления, исходящие из разных термодинамических оболочек.
Во всем дальнейшем изложении я буду называть вадозными явлениями тела, связанные со второй термодинамической оболочкой (поверхностной), фреатическими — связанные с третьей и четвертой (метаморфическими) и ювенильными — связанные с пятой.
Вещество из первой и шестой термодинамических оболочек не попадает в биосферу или не замечено в ней.
Живое вещество первого и второго порядка в биосфере
§ 90. Пределы биосферы обусловлены прежде всего полем существования жизни. Жизнь может проявляться только в определенной среде, в определенных физических и химических условиях. Это как раз та среда, которая отвечает биосфере.
Но едва ли можно сомневаться, что поле устойчивости жизни выходит за пределы этой среды. Мы даже не знаем, как далеко оно может выйти за них, так как мы не можем количественно оценивать силу приспособляемости организмов в течение геологического времени. Мы знаем, что приспособляемость зависит от течения времени, есть функция времени и что она проявляется в биосфере в теснейшей связи с сотнями миллионов лет ее существования.
Этих миллионов лет нет в нашем распоряжении, и мы не можем их пока ничем иным заменить в наших опытах.
Все наши опыты над живыми организмами производятся над телами, которые в безмерном времени1 приспособились к окружающим условиям — к биосфере, выработали нужные для жизни в ней вещества и их строение. Мы знаем, что эти вещества меняются в течение геологического времени, и пределы этого изменения нам неизвестны и не могут быть сейчас выведены из изучения их химического характера2.
Основным для нас выводом является то, что жизнь в земной коре охватывает область оболочек меньшую, чем поле ее возможного существования, несмотря на то что изучение природы прочно утвердило и постоянно подтверждает наше убеждение, что жизнь к этим условиям приспособилась, что организмы в смене веков выработали разнообразные формы организации, позволяющие им существовать в биосфере.
Лучше всего мы можем выразить это наше впечатление от изучения природы — это лежащее в основе всей нашей научной работы неосознанное эмпирическое обобщение — угверждением, что жизнь постепенно, медленно приспособляясь, захватила биосферу и что захват этот не закончился (§ 112. 122). Давление жизни (§27, 51) сказывается в расширении границ поля жизни в поле биосферы.
Поле устойчивости жизни в связи с этим есть результат приспособляемости в ходе времени. Оно не есть что-нибудь неизменное и неподвижное: пределы его не дают нам полного представления о возможных пределах проявления жизни.
Оно, как указывает изучение палеонтологии и экологии, постепенно, медленно расширяется.
§91. Поле существования живых организмов определяется не только физико-химическими свойствами их вещества, характером и свойствами окружающей их внешней среды, приспособляемостью организма к этим условиям. Для них чрезвычайно характерны и важны условия дыхания и питания, т. е. активного выбора организмами необходимых для их жизни веществ.
Мы уже видели огромное значение газового обмена организмов — дыхания— в установлении их энергетического режима и общего газового режима планеты, ее биосферы. Оно же вместе с питанием организмов, т. е, с передвижением силой их энергии жидких и твердых веществ из окружающей среды в автономное поле организма (§ 82), определяет прежде всего и области их нахождения.
Я уже касался этого явления, когда указывал на захват солнечной энергии зелеными организмами (§42). Здесь мы должны остановиться на нем внимательнее.
В явлениях питания и дыхания организмов основным элементом является источник, откуда берут организмы нужные для их жизни вещества.
С этой точки зрения организмы делятся на две резко различные группы: на живое вещество первого порядка — автотрофные организмы, которые в своем питании независимы от других организмов, и живое вещество второго порядка — гетеротрофные и миксотрофные организмы. Деление организмов по их питанию на три группы было введено в 1880-х г. немецким физиологом В. Пфеффером и является крупным эмпирическим обобщением, богатым разнообразными следствиями. Его значение в понимании природы более велико, чем это обычно думают.
Автотрофные организмы строят свое тело целиком из веществ косной, «мертвой», природы; все их «органические» соединения, содержащие азот, кислород, углерод, водород, составляющие главную массу их тела, берутся из минерального царства. Гетеротрофные организмы используют как пищу для жизни органические соединения, созданные другими живыми организмами. В конце концов для их существования необходима предварительная работа автотрофных организмов. В частности, их углерод и азот в значительной или в полной мере получаются из живого вещества. В миксотрофных организмах пищей — по отношению к углероду и азоту — служат соединения, созданные как живым веществом, так и химическими реакциями косной материи.
§ 92, Несомненно, вопрос об источнике, откуда организмы получают нужные им для жизни тела, более сложен, чем это представляется с первого взгляда, но думается, что указанное В. Пфеффером деление есть коренная черта всей живой природы.
