Laiveko.ru

Медицина и здоровье
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Биосфера — это. Определение, функции, строение и значение

Биосфера — это. Определение, функции, строение и значение

Жизнь зародилась около 3,5 миллиардов лет назад в мировом океане и сильно отличалась от того, что мы видим сегодня. Ранние формы были очень простыми одноклеточными организмами, чем-то похожими на современные бактерии, которые каким-то образом получили способность к самовоспроизводству. В течение миллионов лет развивались более сложные существа, и в конечном итоге разнообразие видов смогло населить сухие земли, небеса, а также океаны. Все они живы исключительно благодаря небольшой области строения планеты, называемой биосферой.

Основное определение

Растительный и животный мир вместе образуют зону жизни — узкий участок, где земля, вода и воздух взаимодействуют друг с другом, чтобы совместно поддерживать существование биологических организмов.

Биосфера — это слой, представляющий собой часть нашей планеты, где благодаря подходящим условиям появилось и продолжает существовать все многообразие этого мира.

Одно из главных свойств сферы заключается в том, что она непосредственно взаимодействует, а также включает в себя некоторые части слоев Земли, о которых мы поговорим чуть ниже.

Область биосферы имеет общую протяженность примерно 40 км, тянется, начиная с водных глубин (23 км ниже уровня моря) и поднимается, достигая высоты около 20-25 км.

До сих пор нет данных о существовании жизни на других планетах Вселенной, кроме нашей. Этот слой уникален и включает в себя совокупность всех экосистем Земли.

Каждое место на Земле способно поддерживать какую-то жизнь, даже если это всего лишь микробы.

Жизнь хрупка. Поскольку сфера состоит из живых созданий, то ее, несмотря на всю сложность и многообразие, очень легко нарушить или даже уничтожить. Люди оказывают огромное влияние — как хорошее, так и плохое, на этот слой. Рост человеческой популяции означает, что остается все меньше места для других видов. Из-за этого многие растения и животные были частично или полностью уничтожены, что привело к нарушению баланса. Биосфера важна для людей, и мы можем оказать на нее глубокое влияние.

Учение Вернадского

Первым, кто ввел понятие о слое, был австрийский геолог Эдуард Зюсс. Советский ученый В. И. Вернадский переосмыслил этот термин и создал на его основе собственное учение. Четкую классификацию зон в среде обитания живых существ придумал именно он, а также смог объяснить и доказать, что все химические процессы, поддержание жизни и ее эволюция непременно зависят от исключительных особенностей и свойств биосферы.

В. И. Вернадский разработал представление об этой зоне как о глобальной единой системе планеты, где основные процессы и преобразования, происходящие при формировании ее поверхности, связаны с живыми существами. Он считал, что в этом уголке Земли сосредоточена вся жизнь и ее производные непосредственно влияют на химический состав оболочки.

Геологические породы и другие материалы, вступающие во взаимодействие с организмами, меняют свой состав и структуру, превращаясь при этом в биокосное вещество. Советский ученый первым определил это понятие.

Все существа, живущие на Земле, где бы они ни обитали, на месте проживания непременно меняют ареал своего обитания, поэтому, если обобщить все сведения, получится, что биосферу можно назвать масштабной единой экосистемой планеты.

Также академик выделил шесть основных пунктов, составляющих вещества биосферы. Перечислим их ниже.

Структура биосферы

  • Живое вещество — то есть все организмы, населяющие нашу планету, включая растения, животных, птиц и рыб.
  • Биогенное вещество — органические субстанции, которые со временем образуются в результате химических процессов, связанных со всеми живыми существами. Также появляются после их слияния с окружающей средой (например, окаменелые останки, уголь или нефть).
  • Косное вещество — к нему относятся неживые образования, вроде геологических пород, воды, осадков, то есть материалы природного происхождения, в образовании которых не участвовали живые организмы биосферы.
  • Биокосное вещество — возникает путем преобразования минералов и осадочных пород в результате жизнедеятельности видов.
  • Радиоактивное вещество — частицы химических элементов, идущих после свинца в таблице Менделеева, присутствующие в зоне обитания живых существ.
  • Вещества космического происхождения — согласно своему названию, те, что попадают к нам из глубин Вселенной.

Помимо этого, биосфера включает в себя несколько оболочек, а именно: часть литосферы, гидросферу и частично атмосферу.

Литосфера

Иногда еще называется геосферой и относится ко всем породам земли. Она состоит из двух верхних слоев планеты: коры и мантии.

Она включает горные породы, минералы и покрыта тонким слоем почвы. Это создает неровную поверхность с различными формами рельефа, такими как горы, плоскогорья, равнины, долины и т. д.

Литосфера — область, которая предоставляет нам леса, пастбища для выпаса скота, земли для сельского хозяйства и населенных пунктов. Это также источник минеральных богатств. Гималаи, песок на пляжах и лава, извергающаяся из вулканов, являются компонентами литосферы.

Толщина слоя значительно варьируется и может составлять от примерно 40 до 280 км. Области его заканчиваются в том месте, где земная кора из твердой превращается в вязкую и жидкую массу. Оболочка биосферы разделена на 15 тектонических плит, похожих на разные кусочки одного паззла.

Эти части суши не зафиксированы и медленно двигаются, а трение, возникающее при их соприкосновении, вызывает землетрясения, извержения вулканов, образование горных массивов и океанических впадин.

Гидросфера

Состоит из всей воды около или на поверхности планеты. Сюда входят океаны, реки и озера, а также подземные водоносные горизонты и влага из атмосферы.

Практически весь объем воды, существующей на планете, находится на ее поверхности. Остальные запасы сосредоточены на полюсах и на пиках горных вершин. Однако, несмотря на то, что вода покрывает большую часть планеты, она составляет 0,0023 % от ее общей массы. Вода не существует в статическом виде и постоянно меняет форму по мере прохождения гидрологического цикла (круговорот в биосфере). Она выпадает на землю в виде дождя, просачивается в подземные водоемы, поднимается на поверхность из источников и пористых пород, течет из небольших ручьев в более крупные реки, которые впадают в озера, моря и океаны, где испаряется в атмосферу, чтобы заново пройти весь цикл.

Атмосфера

Также включена в состав биосферы. Это тонкий слой воздуха, который окружает Землю, а гравитация планеты удерживает его вокруг себя. Он защищает нас от вредных лучей, иссушающей солнечной жары и состоит из нескольких газов, пыли и пара. Изменения в атмосфере вызывают перемены погоды и климата.

Воздух нашей планеты на 79 % состоит из азота и 21 % кислорода. Оставшееся небольшое количество включает в себя аргон, углекислый и другие газы.

Сама атмосфера поднимается на высоту около 10 000 км и делится на четыре зоны. Тропосфера, где находится около 3/4 всей атмосферной массы, простирается от 6 до 20 км над поверхностью Земли.

Далее лежит стратосфера, которая тянется на 50 км над планетой.

Затем, примерно на 85 км над поверхностью, идет мезосфера. Термосфера поднимается примерно на 690 км, и наконец, экзосфера, за которой находится космическое пространство.

Интересные факты

Существование внеземных живых биосфер является лишь гипотезой, поскольку нет доказательств того, что они существуют где-то за пределами нашей планеты.

Многие факторы крайне важны для существования биосферы, в том числе расстояние Земли до Солнца, наклон оси и смену времен года.

Более незначительные явления, которые оказывают влияние на слой, включают химическую и биологическую эрозию, окисление, ежедневные метеоусловия, а также изменение климата.

Трудно точно определить внешнюю границу сферы, так как некоторые птицы, такие как стервятники Рюппеля, способны летать на высоте до 11 300 метров.

Глубину слоя также трудно точно определить, поскольку найдены рыбы, живущие на глубине 8 372 метров в океаническом желобе Пуэрто-Рико.

Если вы смотрели на фотографии Земли со спутника, то знаете, что она содержит больше воды, чем грунтовых участков. Установлено, что более 71 % ее поверхности составляет вода. Однако биосфера — это в основном земля, покрытая небольшим количеством воды.

Читать еще:  Неприятные ощцщения в области корня языка и горла слева

Микробы также входят в состав слоя как живые организмы. Их можно найти под твердой поверхностью планеты.

Есть искусственные сферы — «Биосфера-2», и «Биосфера-3». Слой Земли называется «Биосфера 1».

Искусственные сферы

«Биосфера-2» является научно-исследовательским центром в Аризоне. Это искусственная закрытая экологическая система — самая крупная из когда-либо созданных. Изначально ее целью было показать возможность такой зоны поддерживать жизнь в космическом пространстве.

«Биосфера-3» — закрытая экосистема, созданная в России. Подземная стальная конструкция могла вместить три человека, а самый длительный эксперимент длился 180 дней.

Ученые надеются, что им удастся создать искусственную модель, которая сможет поддерживать жизнь на планете, такой как Марс.

Создание искусственной оболочки, способной имитировать биосферу Земли, называется терраформированием.

Важные связи и среда обитания

Изучение биосферы — это основа экологии (науке о жизни и ее взаимодействиях с физической средой).

Слой визуально определяется по местам расположения зеленых растений и водорослей.

Поскольку они находятся в самом начале пищевой цепочки, то являются хорошими индикаторами нахождения других форм жизни. Экологи отслеживают эти данные, чтобы прогнозировать то, что может произойти с окружающей средой. Информация, которую они получают, может помочь подготовиться к таким событиям, как засуха или сильные штормы.

Люди взаимодействуют с окружающей средой и изменяют ее в соответствии со своими потребностями. Ранние цивилизации адаптировались к природе и вели простую жизнь, выполняя все ее условия. Со временем потребности росли и становились разнообразнее. Человечество узнало новые способы использования и изменения мест обитания.

Мы научились выращивать урожай, приручать животных и вести оседлый образ жизни. Изобрели колесо, стали производить излишки пищи, отчего появилась бартерная система, началась торговля и развилась коммерция. Промышленный переворот включил крупносерийное производство. Транспорт стал намного быстрее, а информационная революция сделала более легким и быстрым общение со всем миром.

Однако, несмотря на все открытия и изобретения, очень важен идеальный баланс между природой и всеми искусственными творениями человека. Роль биосферы в нашей жизни сложно недооценить, поэтому люди должны научиться жить и гармонично использовать окружающую среду.

Биосфера и свойства биомассы планеты Земля

Научно-технический прогресс, развитие сельского хозяйства, увеличение народонаселения на Земле в настоящее время оказывают огромное влияние на природу. Это сложная, глобальная проблема, волнующая все человечество. Освоение космоса создает возможности для исследования природных богатств Земли и влияния на нее деятельности человека. Вредные отходы промышленности, транспорта отрицательно сказываются на живых организмах и загрязняют воздух, воду и почву. Все это, в свою очередь, действует на круговорот веществ и энергии в природе. Для того чтобы всесторонне, с научной точки зрения, изучить все вредные изменения в природе, необходимо знать закономерности жизни на всей планете. При изучении биологии в предшествующих классах вы познакомились с живыми организмами на всех уровнях их развития. Теперь вы познакомитесь с высшим уровнем организации жизни на Земле — биосферным.

Биосфера и ее границы. В настоящее время ученые в составе планеты различают следующие геологические оболочки: литосферу, гидросферу, атмосферу и биосферу. Биосфера охватывает оболочку, населенную живыми организмами. Живые организмы и окружающая их среда в биосфере тесно взаимосвязаны и зависимы друг от друга. В целом биосфера—это непрерывно меняющаяся, развивающаяся единая открытая система.

В последнее время согласно научным данным существует мнение, что биосфера возникла со времен появления планеты Земля. Ученые пришли к выводу, что жизнь на Земле появилась 3,8 млрд. лет назад. Это мнение впервые поддержал известный ученый, основатель учения о биосфере В. И. Вернадский (1863—1945).

Главную роль в возникновении биосферы на планете играют живые организмы, и все закономерности в природе осуществляются благодаря их деятельности. Совокупность всех живых организмов на Земле составляет биомассу планеты.

Жизнедеятельность живых организмов изменила и изменяет земную кору (литосферу), гидросферу, атмосферу. Нынешнее состояние биосферы напрямую связано с деятельностью живых организмов. Например, процентное соотношение газового состава атмосферы формировалось постепенно в результате жизнедеятельности организмов. Зеленые растения за миллиарды лет очистили атмосферу от углекислого газа, обогатили ее кислородом и способствовали отложению торфа, каменного угля. В процессе эволюции на Земле образовалась особая оболочка, или сфера жизни — биосфера (греч. bios — «жизнь», spharia — «шар»). Впервые этот термин был введен в науку французским ученым Ж. Б. Ламарком в 1802 г.

По мере накопления научных данных о биосфере они стали широко использоваться в различных науках естествознания. Австрийский ученый Э. Зюсс в 1875 г. широко применил термин «биосфера» в геологии. Первые научные представления о биосфере встречаются и в трудах известного русского ученого В. В. Докучаева.

Основу учения о биосфере создал известный русский ученый В. И. Вернадский — основоположник новой науки биохимии, связывающей химию Земли с химией жизни, установил роль живых организмов (или живого вещества) в преобразовании земной поверхности. В настоящее время ученые всего мира полностью признают учение В. И. Вернадского о биосфере.

Владимир Иванович. Вернадский (1863—1945). Выдающийся русский ученый. Основоположник биохимии, кристаллографии, минералогии и других наук. Заложил основу учения о биосфере. Основал теорию о главной роли живых организмов в биохимических процессах. Основатель учения о ноосфере.

Геосферы планеты Земля. Литосфера (греч. lithos — «камень») — внешняя твердая оболочка суши земного шара. Она состоит из верхнего слоя — осадочных пород с гранитом и нижнего — базальта. Слои расположены неравномерно. В некоторых областях верхний слой литосферы превратился в почвенный, образовавшийся в результате деятельности живых организмов и их остатков. Этот слой в научной литературе называется педосфера (греч. pedon — «почва»). В слое литосферы живые организмы встречаются на глубине 3500—7000 м в нефтяных водных слоях.

Океаны и моря составляют 70,1% земного шара. В совокупности их называют Мировым океаном, они и составляют гидросферу. Глубина океана в среднем — 3,8 км, а самые глубокие места достигают 10 960 м (Марианская впадина). Живые организмы во всех слоях гидросферы распределены неравномерно. Самой благоприятной средой для живых организмов считается водная поверхность глубиной до 200 м.

Атмосфера — воздушная оболочка Земли. Вверх до 100 км над Землей простирается атмосфера. Нижний слой атмосферы, ближе к Земле, называется тропосферой (греч. tropos — «перемена»), высота — 15 км. Над тропосферой слой до 100 км называетсястратосферой (лат. stratum — «слой»). На высоте 20—50 км атмосферы находится озоновый слой, защищающий живые организмы от вредного воздействия ультрафиолетовых лучей (схема 10).

Схема 10

Географические оболочки Земли

Озоновый слой имеет важнейшее значение для жизни на Земле. В последнее время много говорят о том, что под действием различных остатков химических веществ образовались дыры в озоновом слое. Озоновый слой защищает все живые организмы от космических излучений и ультрафиолетовых лучей Солнца. Биосфера состоит из нескольких слоев живых организмов, распространенных на планете Земля. Микроорганизмы, грибы, растения, животные (человек) в биосфере называются живыми организмами.

Границы биосферы определяются наличием условий, необходимых для жизни различных организмов (рис. 83).

Рис. 83. Пределы жизни в биосфере

Верхний предел жизни биосферы ограничивается интенсивной концентрацией ультрафиолетовых лучей, а нижний — высокой температурой недр (свыше 100°С). В верхней границе биосферы распространены только низшие организмы — бактерии и грибы.

Масса живых организмов (популяций, видов, природных сообществ), выражающаяся соотношением единицы веса на единицу площади или объема, называется биомассой.

Наибольшая концентрация биомассы живых организмов наблюдается у поверхности суши и океана, у границ соприкосновения литосферы и атмосферы, гидросферы и атмосферы, литосферы и гидросферы. В этих местах наиболее благоприятные условия для жизни — температура, влажность, содержание кислорода и химические элементы. Самое широкое распространение живых организмов в биосфере В. И. Вернадский назвал «пленками жизни». К верхним слоям атмосферы, в глубь океана и недр литосферы концентрация жизни уменьшается. Накопление биомассы непосредственно связано с жизнедеятельностью зеленых растений.

Читать еще:  Страх нанести вред

Химический состав всех живых организмов значительно отличается от химического состава атмосферы и литосферы. Химический состав живых организмов соответствует химическому составу гидросферы. В составе гидросферы чаще встречаются атомы водорода и кислорода. В составе живых организмов объем водорода, кислорода, углерода, кальция и азота значительно выше. В составе живых организмов встречается около 70 элементов таблицы Менделеева. По словам В. И. Вернадского, живые организмы составляют самую активную часть мировой материи. Живые организмы осуществляют сложные геохимические процессы в биосфере, подвергают различным изменениям слой земного шара.

Основным свойством живых организмов является способность к воспроизводству — размножение и рост, распространение и образование своей биомассы. Главная планетарная функция организмов — накопление солнечной энергии и использование ее в геохимических процессах биосферы.

В. И. Вернадский высоко оценил роль живых организмов в природе. «Живое вещество — совокупность организмов — распространяется по земной поверхности и оказывает определенное давление в окружающей среде. Это движение осуществляется путем размножения организмов. » Уже К. Линней ясно видел, что это свойство должно считаться основным для живого, той непроходимой гранью, которая отделяет его от неживой материи.

Основную биомассу животных на суше составляют насекомые в результате их интенсивного размножения.

В водной среде микроорганизмы размножаются и распространяются очень быстро. Численность некоторых бактерий удваивается каждые 22 мин. В результате жизнедеятельности микроорганизмов биосферы проходят процессы окисления и восстановления химических элементов. Например, можно назвать бактерии, накапливающие азот, серу, железо, марганец и др.

В результате деятельности микроорганизмов, грибов и других животных разлагаются органические остатки. Большую роль в достижении современного уровня кислорода в составе атмосферы играли зеленые растения. Озоновый слой в верхней части тропосферы также возник в результате деятельности живых организмов.

Живые организмы сыграли значительную роль в перемещении атомов с одного места на другое благодаря большому и малому круговоротам в биосфере. Благодаря круговороту веществ и энергии живых организмов биосфера способна к саморегуляции. По данным В. И. Вернадского, общая биомасса живых организмов определяется в 2,4232 • • 1012 т (в виде сухого вещества). Из них 2,42 • 1012 т встречается на суше, а 0,0032 • 1012 — в Мировом океане. Основную часть биомассы на суше составляют растения, т. е. 99,2%, а 0,8% — животные (табл. 10).

Что такое биосфера и каковы ее границы?

Что такое биосфера

Земля — планета уникальная. Помимо стандартной оболочки и коры, на нашей планете есть биосфера. Однако не все могут правильно истолковать и объяснить понятия. В статье рассмотрим, что такое биосфера, где она начинается и где заканчивается.

Что такое биосфера?

В первую очередь определим, что же такое биосфера Земли. Говоря простым языком, биосфера — это оболочка, которую населяют живые организмы — растения, животные и люди. Если посмотреть на нашу планету из космоса, то увидим, что Земля будто покрыта сеткой водоемов и зеленых насаждений. Это и есть биосфера. Биология изучает ее структуру уже давно.

Все живые организмы по-своему воздействуют на планету. Под влиянием биосферы формируются разные биологические системы, а в целом — экосистема Земли. По мнению ученых, на нашей планете обитает около трех миллионов видов живых организмов. Однако только человек способен выйти за пределы биосферы — остальным это не по силам.

Человечество не всегда знало о биосфере. Первые предположение об оболочке сделал ученый Жан-Батист Ламарк. В своих трудах он разрабатывал теорию эволюции и предложил концепцию объединения животных и растений в единую экосистему. Теория возникла еще в начале XIX столетия.

Что такое биосфера

Что такое биосфера и каковы ее границы: Nur.kz

Кто же ввел в обиход понятие «биосфера»? Термин ввел Эдуард Зюсс — геолог из Австрии. Однако всерьез изучением вопроса биосферы занялся советский ученый Владимир Вернадский. Именно с его именем связывают понятие «биосфера». Вернадский работал над изучением живого на Земле. Свои умозаключения ученый изложил в книге под названием «Биосфера», которая появилась в 1926 году.

Биосфера включает в себя все живые организмы — это понятно. Однако когда сформировалась оболочка? Ученые предполагают, что это случилось около 3,5 миллиардов лет назад. Скорее всего, жизнь зародилась в океане и началась с простейших одноклеточных организмов.

Границы биосферы и ее состав

Из школьных уроков биологии помним, что у Земли есть несколько оболочек. В биосферу включены три системы — оболочки биосферы:

  • Атмосфера (только нижний слой).
  • Гидросфера (многие организмы обитают в воде).
  • Литосфера (есть живые организмы, которые живут под грунтом и глубже).

Где же границы биосферы? Они определяются несколькими параметрами:

  • Верхняя грань — атмосфера до озонового слоя. Это расстояние около 20 км над уровнем моря.
  • Нижняя грань — почва. Это расстояние около 3,5–7,5 км вглубь Земли. Однако большинство организмов живут в радиусе около 10 метров под землей.
  • Не стоит забывать и о грани между верхним и нижним слоями — гидросфере. Это весь Мировой океан, включая донные отложения. Расстояние около 11 км.

Из чего состоит биосфера? В нее включены экосистемы, которые взаимодействуют между собой. Например, с ледников и дождей в океан попадают различные минералы. Растения выделяют кислород и поглощают углекислый газ. И так далее.

Что такое биосфера

Состав биосферы складывается из 4-х веществ:

  1. Живое вещество биосферы. Сюда входят абсолютно все организмы. Благодаря их жизнедеятельности изменяется облик планеты.
  2. Биогенное. Сюда включены продукты жизнедеятельности организмов, которые формировались долгое время. Сюда входят полезные ископаемые (нефть).
  3. Косное. Эта материя образуется без участия организмов (горные породы).
  4. Биокосное. Как понятно из названия, это симбиоз косного и биогенного вещества. В результате образуются обыденные в нашем понимании вещества — почва или ил.

Слои биосферы

Структура биосферы — это три слоя, которые ученые условно разграничивают. В биооболочку Земли входят:

Аэросфера

Это часть атмосферы, воздушная оболочка планеты. Какие живые системы здесь обитают? Во-первых, это кроны деревьев. Во-вторых, животные, птицы, летучие мыши. Также здесь живут некоторые микроорганизмы, которые питаются капельками влаги и солнечной энергией.

Геосфера

Проще говоря, это почва. Здесь обитают некоторые организмы — черви, кроты, земляные жабы. Также растут корни деревьев и других растений. Максимальное расстояние, на котором обитают живые организмы, — около 3-х километров. Ниже температура настолько высока, что все живое погибает.

Гидросфера

Это водная оболочка Земли, за исключением подземных вод. Подавляющее большинство живых организмов обитает на глубине не более 200 метров — дальше солнечный свет не проникает. Однако некоторые организмы, питающиеся падалью, способны обитать на глубине ниже 200 метров.

Ученые всерьез обеспокоены судьбой биосферы. Известно, что влияние человека пагубно действует на природную экосистему. Экология биосферы — серьезный вопрос, требующий всестороннего изучения и бережного отношения людей. К сожалению, ресурсы биосферы исчерпываются. Если исчезнет природная система, существование человечества также будет под вопросом.

Биосфера Географическая оболочка

Биосф. Географическая оболочкаБиосфера Географическая оболочка

Биосфера (от греч. bios — жизнь, sphaira — шар) — термин, введенный в 1875 году австрийским геологом Э. Зюссом, имеет два значения. В широком смысле биосфера — наружная оболочка Земли, в которой существует жизнь во всех ее проявлениях, а также все сферы Земли, более или менее видоизмененные жизнью. В таком значении понимал этот термин В.И.Вернадский, развивший учение о биосфере в 1920-х годах. В узком смысле слова биосфера — совокупность всех организмов, населяющих географическую оболочку. Биосфера в широком значении включает в себя приземную часть атмосферы, гидросферу и часть литосферы. Верхняя граница биосферы простирается до озонового экрана. Выше этой границы организмы жить не могут, так как там на них будут губительно действовать ультрафиолетовые лучи Солнца и низкие температуры. Нижняя граница проходит по дну гидросферы и на глубине 4-5 км в земной коре материков. Наиболее обильна жизнь в биосфере у земной поверхности и до глубины 200 м в гидросфере. Однако жизнь не ограничена исключительно пределами биосферы. Микробы, споры и пыльца растений обнаружены высоко в стратосфере. Не исключено, что они могут уноситься в космическое пространство. Но это не означает расширения биосферы, так как за ее пределами могут существовать только неактивные формы жизни, находящиеся в состоянии скрытой жизнедеятельности.

Читать еще:  Адаптогены и сходные с ними стимулирующие вещества (продолжение…)

Биосфера — сравнительно молодая оболочка Земли. Ее образование связано с появлением жизни на нашей планете. Вопрос о происхождении жизни долгое время волнует человечество. В настоящее время ученые пред-’чрют, что жизнь зародилась в воде, так как в то вре- мя на суше были сильные перепады температур, активная вулканическая деятельность и частые землетрясения. Первые организмы были необыкновенно примитивны, значительно проще даже самых примитивных из ныне живущих. Проходили миллионы лет, живые организмы становились все сложнее и разнообразнее. Около 500 млн.лет назад организмы начали приспосабливаться к жизни на суше. Растения и животные осваивали все новые участки суши и вырабатывали приспособления для жизни в них. Постепенно живые организмы расселились во всех сферах Земли, они начали изменять облик нашей планеты. Около 500 тысяч лет назад произошло появление человека, который, по словам академика В.И.Вернадского, воздействовал на природу значительнее, чем многие природные процессы.

Биомасса биосферы

Общая масса живого вещества Биосферы Земли, приходящаяся на единицу поверхности или объема воды, земли или воздуха, называется биомассой Земли (греч. bios — жизнь). Она выражается в г/м 2 , кг/м 2 , кг/га, г/м 3 . Общая биомасса Земли составляет 1,8-10 12 тонн. На суше биомасса растений значительно больше биомассы животных, а в океане наоборот. Биомасса распределена по поверхности суши крайне неравномерно. Наибольшее количество живого вещества на единицу площади приходится во влажных экваториальных лесах — свыше 125 кг/м 2 , в лесах умеренного пояса — около 100 кг/м 2 , минимальное значение в пустыне — менее 0,6 кг/м 2 . Биомасса океана мала в тропиках (менее 0,01 кг/м 2 ), так как теплая вода содержит недостаточно растворенного воздуха, ио видовой ее состав богаче, чем в других зонах. Повышенная концентрация биомассы в океане (от 0,1 до 0,5 кг/м 2 ) наблюдается вдоль течения Западных ветров вдоль берегов Чили, где проходит холодное течение. Большое количество биомассы (0,5-2,0 кг/м 2 ) наблюдается на севере Тихого океана, в месте смыкания Атлантического и Северного Ледовитого океа- ц °в, на севере Охотского и Северного морей, у берегов Исландии и Гренландии. Биомасса океана подразделяется на ° г Руппы: планктон, нектон и бентос (см. «Жизнь в Мироном океане»).

Биомасса Биосферы имеет замечательную способность обновляться, так как организмы размножаются. Обновляясь, живое вещество планеты производит в течение года около 250 млп. тонн биологической массы в сухом весе. Подобные показатели называются продуктивностью биомассы. В глобальном масштабе эта величина сравнительно невелика, но она способна возобновляться из года в год. За время существования живого вещества общая биомасса, выработанная живым веществом, в десятки и сотни раз превысила бы массу земной коры. Такая активность жизни делает ее могучим геологическим и географическим фактором па планете.

Живые организмы распространены на Земле не беспорядочно, а образуют устойчивые сообщества — биоценозы (от греч. bios — жизнь, koinos — общий). Организмы в биоценозе приспособлены к среде обитания и друг к другу. Биоценоз обладает устойчивостью и саморегуляцией; если это сообщество нарушено, но нарушение не достигло критической величины, он восстанавливается, однако необходимо знать допустимые нагрузки на природную среду, чтобы при хозяйственной деятельности их не превышать. Восстановление биоценоза происходит сложным путем, проходя стадии, которых до нарушения биоценоза в данном месте не было. Например, вырублен еловый лес. Ель не вырастает сразу же на этом месте. Срубленный лес не испаряет влагу и способствует заболачиванию территории. На ней вырастает густой березовый лес, так как здесь для него благоприятен солнечный свет. И уже под подросшими березами начинает расти тенелюбивая ель, которая скоро перерастает березу, в тени елового леса березовый лес станет значительно реже. Если же вырубку, пока она не заросла березняком, прорежет овраг, будет нарушен почвенный покров и водообмен, и еловый лес не восстановится: произошли необратимые изменения биоценоза.

Особенность живых организмов— постоянный обмен веществом и энергией с окружающей средой — биологический круговорот в Биосфере. Сущность его заключается в создании органического вещества и превращении его в минеральное. Происходит этот круговорот в несколько этапов:

I. В процессе фотосинтеза (греч.photos — свет, synthesis — соединение) в растениях создаются органические вещества из углекислоты и воды под действием света, поглощаемого светочувствительными пигментами, главным образом хлорофиллом. При этом не только происходит создание углеводов, но и выделяется кислород. Органические вещества, образующиеся в растениях, идут не только на питание их, часть их откладывается в запас.

II. Переработка животными первичной органической продукции во вторичную. Вместе с зеленой массой отложенная часть органических веществ может переходить в организм животных (сначала травоядных, а затем хищных). Там часть поступивших, ранее отложенных органических веществ распадается до простых химических соединений с выделением энергии.

III. Разрушение первичной и вторичной продукции микроорганизмами. После гибели растений и животных микроорганизмы заканчивают разрушение органического вещества, что создает питательную среду, в том числе почвы (см. «Почвы»), для возрождения и следующего цикла развития биомассы. Возникшие в результате III этапа биологического круговорота неорганические соединения снова могут поступать в растения и там превращаться в органические вещества. Так совершается биологический круг в природе. В ходе него каждый химический элемент может неоднократно оказываться в составе живого вещества. Наиболее активно в круговорот вовлекаются кислород, водород, азот, фосфор, вода. Биомасса пропускает через себя всю воду Земли за 2 млн. лет, весь кислород атмосферы — за 2 тыс. лет, а углекислый газ из атмосферы — всего за 300 лет.

Итак, оболочка, населенная живыми существами, называется биосферой. Она состоит из биомассы, особенностью которой является обмен веществом и энергией с окружающей средой. Биомасса Биосферы распространена по планете крайне неравномерно.

Биосфера Взаимодействие и взаимовлияние живых организмов и других оболочек Земли

Развитие жизни не могло не зависеть от всех компонентов окружающей среды. Вместе с тем за длительный срок своего существования живые существа коренным образом изменили состав литосферы, атмосферы и гидросферы.

Биосфера и атмосфера

Современный состав атмосферы является, по-видимому, продуктом жизйедеятелыюсти организмов на Земле. Считают, что большая часть кислорода в атмосфере — биогенного происхождения, благодаря зеленым растениям Биосферы содержание углекислого газа в пей невелико. Из газов атмосферы наибольшее значение для биологических процессов имеют такие газы, как кислород, необходимый для дыхания и минерализации органических остатков; углекислый газ, использующийся в процессе фотосинтеза, и озон, образующий экран, который задерживает губительные для организма в большом количестве ультрафиолетовые лучи.

Биосфера и литосфера

В состав литосферы входит особое природное образование — почва (см.«Почва»). Она образуется из смеси минеральных веществ, возникших при разрушении горных пород, и органических, которые являются продуктами жизнедеятельности живых организмов. Кроме образования почвы, живые организмы Биосферы способствуют выветриванию, то есть разрушению горных пород. Иногда живые организмы участвуют в создании некоторых форм рельефа, например, коралловые острова (см. «Острова и полуострова») или коралловые рифы.

Биосфера и гидросфера

Вода — источник жизни на Земле, именно в океане и произошло зарождение жизни. Все процессы Биосферы, происходящие в живых организмах, невозможны без наличия воды. Вместе с тем живые существа также влияют на водную ’дчку Земли. Особенно ярко это проявляется в океане, куда с речными водами поступает много карбонатов, солей кальция. Если бы в океане не обитали существа, использующие кальций для строительства раковин, солевой состав океана был бы совершенно иным.

Итак, биомасса биосферы тесно связана с остальными оболочками пашей Земли. Живые организмы не только взаимодействуют, по и влияют на атмосферу, литосферу и гидросферу пашей планеты.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector