Вплив біосфери на погоду та клімат Землі

Сукупність всіх живих організмів на нашій планеті, яку прийнято називати біосферою, чинить широкий та багатогранний вплив на хімічний склад і фізичні особливості нашої повітряної оболонки. Серед основних механізмів впливу можна назвати такі:

1. Регуляція газового складу атмосфери (зокрема і парникових компонентів). Біосфера є головним гравцем у кругообігу вуглекислого газу (СО2), метану (СН4) і кисню (О2), а також деяких інших летких органічних сполук. Метан виробляється бактеріями в анаеробних (безкисневих) умовах: на рисових полях, у шлунках деяких тварин (корів, овець), на звалищах та на болотах. Вуглекислий газ надходить у повітря, головним чином в результаті людської діяльності, а також при виверженні вулканів. У деяких кількостях до земної атмосфери також потрапляє закис азоту (N2O). Ця речовина виділяється бактеріями у ґрунтах та океанах, а також в результаті використання азотних добрив у сільському господарстві.

2. Вплив на альбедо (відбивну здатність). Рослинність змінює те, скільки сонячного світла поглинає чи відбиває поверхня землі або водні простори океанів. Наприклад, лісовий покрив має дуже низьке альбедо (поглинає до 85 - 95% сонячного світла), в той час як пустеля або простори снігу / льоду мають високе альбедо (відбивають багато світла назад в космічний простір). Певне співвідношення між сонячною енергією, яка надходить і відбивається, підтримує стабільний радіаційний баланс на земній поверхні.

3. Випаровування і транспірація. Рослини «випаровують» воду в процесі своєї життєдіяльності, безпосередньо впливаючи на вологість повітря та формування хмар. Наприклад, один великий дуб може випаровувати до 150 літрів води щодня! Ліси та луки діють як гігантські «насоси», що повертають вологу назад у атмосферу. Вологі тропічні ліси Амазонії та центральної Африки самі утворюють до 50% власних опадів. Волога, яка випаровується над лісом, переноситься вітрами, конденсується у хмари та випадає у вигляді дощу в інших регіонах. Вирубування лісів значно порушує такий цикл, призводячи до посух і підвищення температури повітря. Крім того, процес випаровування води з поверхні рослин (транспірація) потребує витрат енергії. Вона забирається із навколишнього середовища у вигляді тепла, що призводить до охолодження приземного шару повітря. Ось чому в лісі чи парку влітку значно прохолодніше, ніж на асфальтовій площі у місті.

4. Формування аерозолів. Живі організми виділяють в атмосферу найдрібніші частинки, які стають ядрами конденсації для хмар (спори, пилок тощо). І йдеться не лише про наземних мешканців. Наприклад, фітопланктон в океанах виділяє летючі органічні сполуки (диметилсульфід). В атмосфері ця речовина окислюється та утворює сульфатні аерозолі. Ці частинки є «затравкою» для формування крапель у хмарах. Без них утворення хмар та опадів було б набагато менш ефективним та повільним.

Як бачимо, роль біосфери у формуванні кліматичних умов на нашій планеті дуже велика. Вона підтримує стабільний склад атмосфери через круговороти вуглецю, кисню та інших хімічних елементів, регулює температурний режим планети, керує гідрологічним циклом. Тому порушуючи біосферу (вирубування лісів, забруднення океанів, знищення екосистем), людина не просто втрачає біорізноманіття, вона ламає найскладніші механізми, які мільярди років підтримували клімат Землі у придатному для життя стані. Розуміння цих зв'язків критично важливе для прогнозування наслідків нашого впливу та пошуку шляхів їхнього пом'якшення.