Какво е биосферата и как се различава от другите черупки на Земята?

Съвкупността от всички биогеоценози (екосистеми) на Земята е голяма екологична система - биосферата. Биогеоценозата е елементарна структурабиосфера. Биосферата се състои от живи и неживи компоненти. Съвкупността от всички живи организми на нашата планета образува живата субстанция на биосферата. По-голямата част от живите организми е концентрирана на границата на трите геоложки обвивки на Земята: газообразна (атмосфера), течна (хидросфера) и твърда (литосфера). Неживите компоненти включват тази част от атмосферата, литосферата и хидросферата, която е свързана чрез сложни процеси на миграция на материя и енергия с живата материя на биосферата. Границите на живота на планетата са същевременно и граници на биосферата. Така биосферата е част от геоложките черупки на Земята, обитавана от живи организми.

Терминът "биосфера" е въведен през 1875 г. от геолог Е. Зюс. Създателят на тази доктрина е местният натуралист V.I. Вернадски. Той показа, че биосферата се различава от другите сфери на Земята по това, че в нейните граници се проявява геоложката активност на всички живи организми. Живите организми, преобразуващи слънчевата енергия, са мощна сила, влияеща върху геоложките процеси. Специфична особеност на биосферата като специална обвивка на Земята е непрекъснатият кръговрат на веществата в нея, регулиран от дейността на живите организми. Тъй като биосферата получава енергия отвън – от Слънцето, тя е отворена система. Първи етапмиграция на вещества и енергия в биосферата - трансформация на енергията на слънчевата радиация от автотрофни организми в процеса на фотосинтеза. Следователно, според учението на V.I. Вернадски, живите организми, живеещи на Земята, са сложна системапреобразуване на слънчевата енергия в енергия на геохимични процеси. Живите организми, регулиращи циркулацията на веществата, служат като мощен геоложки фактор, който трансформира повърхността на нашата планета. Това определение на биосферата отразява една важна теза: нашата планета Земя е такава, каквато е днес, само защото на нея съществува живот.

По този начин биосферата е част от земното пространство, обхваната от живота с неговата активна химическа проява. В биосферата е възможно съществуването на организми във всяка възможна концентрация - от единични бактерии и спори в 1 cm3 атмосферен въздух до мощни тропически гори на екваториалната зона и следи от живот в дълбините на Световния океан. В зависимост от изискванията си към условията на околната среда, организмите се заселват в различни горни хоризонти на Земята: в долните слоеве на атмосферата, в хидросферата, в почвите, в дълбините на литосферата, наситени с природни води и нефтени находища. Цялата жива материя в своята маса заема незначителна част от която и да е от горните черупки Глобусът. Според съвременните вероятностни оценки обща сумамасата на живата материя в съвременната епоха е около 2420 милиарда тона. Така цялата жива материя на нашата планета е ~1/10 000 000 от масата на земната кора. В качествено отношение обаче живата материя е най-високо организираната част от материята на Земята. По своето активно въздействие върху околната среда живата материя заема особено място и качествено се отличава рязко от другите черупки на земното кълбо, както живата материя се различава от мъртвата. Оценка на средния химичен състав на живата материя е направена от A.P. Виноградов. Основните компоненти на живата материя са елементи, които са широко разпространени в природата: в атмосферата, хидросферата, литосферата и космоса. Средният елементарен състав на живата материя се различава от състава на земната кора високо съдържаниевъглерод. Според съдържанието на други елементи организмите не повтарят състава на средата си. Те избирателно абсорбират елементите, необходими за изграждането на техните тъкани. В процеса на живот организмите използват най-достъпните атоми, способни да образуват стабилни химически връзки. Въглеродните атоми имат способността да създават дълги вериги от съединения с други атоми, което води до изграждането на безброй полимери и други сложни органични съединения с високо молекулно тегло.

Живата материя на биосферата като цяло заема незначително място в мащаба на цялото земно кълбо. Широкото използване на самия термин „жива материя“ се свързва с трудовете на V.I. Вернадски. Той показа, че всички живи организми на Земята образуват едно цяло - живото вещество на планетата. Животът на Земята е най-забележителният процес на нейната повърхност, който получава животворната енергия на Слънцето и задвижва почти всички химични елементи от периодичната таблица.

Вернадски доказа, че живите организми играят много важна роля в геоложките процеси, които оформят лицето на Земята. Химичен съставсъвременната атмосфера и хидросфера поради жизнената дейност на организмите. Голямо значениеимат организми за образуване на литосферата - повечето скали, и не само седиментни, но и като гранити, по някакъв начин са свързани по своя произход с биосферата.

Минералното инертно вещество се обработва от живота, превръща се в ново качество. Живите организми не само се адаптират към условията на околната среда, но и активно ги променят. Така живата и неживата материя на Земята съставляват едно хармонично цяло, което всъщност се нарича биосфера. Според образното изказване на руския геолог М. Васоевич „биосферата е и обитатели, и къща, и ние сме в нея“.

Биосферата е средата на нашия живот, това е природата, която ни заобикаля, за която говорим говорим език. Човекът - преди всичко - с дъха си, проявлението на своите функции, е неразривно свързан с тази "природа", дори и да живее в град или в усамотена къща.

В. И. Вернадски

Биосфера(гръцки bios - живот, sphere - топка, кълбо) - сложна външна обвивка на Земята, обитавана от организми, които заедно изграждат живата субстанция на планетата. Това е една от най-важните геосфери на Земята, която е основният компонент естествена средазаобикалящ човек.

Терминът „биосфера“ е въведен за първи път в науката от австрийския геолог Едуард Зюс през 1875 г. Той разбира биосферата като тънък филм от живот върху земната повърхност. Ролята и значението на биосферата за развитието на живота на нашата планета се оказаха толкова големи, че още през първата третина на 20 век. възникна ново фундаментално научно направление в естествените науки - учението за биосферата , чийто основател е великият руски учен В. И. Вернадски.

Земята и околната среда са се образували в резултат на естественото развитие на цялото слънчева система. Преди около 4,7 милиарда години планетата Земя се е образувала от газ и прах, разпръснати в протослънчевата система. Подобно на другите планети, Земята получава енергия от Слънцето, която достига земната повърхност под формата на електромагнитно излъчване. Слънчевата топлина е един от основните компоненти на климата на Земята, основа за развитието на много геоложки процеси. Огромен топлинен поток идва от дълбините на Земята.

Според последните данни масата на Земята е 6x10 21 тона, обемът - 1,083x10 12 km 3, площта на повърхността - 510,2 милиона km 2. Размери и следователно всичко Природни ресурсинашата планета е ограничена.

Нашата планета има разнородна структура и се състои от концентрични обвивки (геосфери) – вътрешни и външни. Към вътрешните спадат ядрото, мантията, а към външните литосферата (земната кора), хидросферата, атмосферата и сложната обвивка на Земята – биосферата.

Литосфера(гръцки "литос" - камък) - каменната обвивка на Земята, в т.ч земната корадебелина (дебелина) от b (под океаните) до 80 km (планински системи). Земната кора е изградена от скали. Съотношението на различните скали в земната кора не е еднакво - повече от 70% са базалти, гранити и други магмени скали, около 17% са скали, трансформирани от налягане и висока температура, и само малко повече от 12% са седиментни.

Земната кора е най-важният ресурс за човечеството. Съдържа горими минерали (въглища, нефт, нефтени шисти), руди (желязо, алуминий, мед, калай и др.) и неметални (фосфорити, апатити и др.) минерали, естествени строителни материали (варовик, пясък, чакъл и и т.н.).

Хидросфера(гръцки "хидра" - вода) - водната обвивка на Земята. Дели се на повърхностен и подземен.

Повърхностна хидросфера- водната обвивка на повърхността на Земята. Тя включва водите на океаните, моретата, езерата, реките, резервоарите, блатата, ледниците, снежните покривки и др. Всички тези води се намират постоянно или временно на земната повърхност и се наричат ​​повърхностни води.

Повърхностната хидросфера не образува непрекъснат слой и прекъснато покрива земната повърхност с 70,8%.

Подземна хидросфера- включва води, разположени в горната част на земната кора. Те се наричат ​​подземни. Отгоре подземната хидросфера е ограничена от повърхността на земята, долната й граница не може да бъде проследена, тъй като хидросферата прониква много дълбоко в дебелината на земната кора.

По отношение на обема на земното кълбо, общият обем на хидросферата не надвишава 0,13%. Основната част от хидросферата (96,53%) е Световният океан. Подземните води представляват 23,4 милиона km 2, или 1,69% от общия обем на хидросферата, останалата част е водата на реки, езера и ледници.

Над 98% от всички водни ресурсиЗемите съставляват солените води на океаните, моретата и др.Общият обем прясна водана Земята се равнява на 28,25 милиона км 3, или около 2% от общия обем на хидросферата. Основната част от прясната вода е концентрирана в ледниците, чиито води все още се използват много малко. Останалата прясна вода, подходяща за водоснабдяване, представлява 4,2 милиона km3 вода, или само 0,3% от обема на хидросферата.

Хидросферата играе огромна роля в оформянето на естествената среда на нашата планета. Освен това има много активно въздействие върху атмосферните процеси (нагряване и охлаждане на въздушните маси, насищането им с влага и др.).

атмосфера(на гръцки "атмос" - пара) - газовата обвивка на Земята, състояща се от смес от различни газове, водна пара и прах. Общата маса на атмосферата е 5,15-10 15 т. На височина от 10 до 50 км, с максимална концентрация на височина 20-25 км, има озонов слой, който предпазва Земята от прекомерна ултравиолетова радиация, която е фатален за организмите.

Атмосферата въздейства физически, химически и механично върху литосферата, като регулира разпределението на топлина и влага. Времето и климатът на Земята зависят от разпределението на топлината, налягането и съдържанието на водни пари в атмосферата. Водната пара абсорбира слънчевата радиация, увеличава плътността на въздуха и е източник на всички валежи. Атмосферата поддържа различни форми на живот на Земята.

При формирането на естествената среда на Земята ролята на тропосферата (долния слой на атмосферата до височина 8-10 km в полярните, 10-12 km в умерените и 16-18 km в тропическите ширини) и, в по-малка степен стратосферата, област от студен разреден сух въздух с дебелина около 20 km. Метеоритен прах непрекъснато пада през стратосферата, в нея се изхвърля вулканичен прах, а в миналото продукти от ядрени експлозии в атмосферата.

В тропосферата възникват глобални вертикални и хоризонтални движения на въздушните маси, които до голяма степен определят кръговрата на водата, преноса на топлина, трансграничния пренос на прахови частици и замърсяването.

Атмосферните процеси са тясно свързани с процесите, протичащи в литосферата и водната обвивка.

Атмосферните явления включват: валежи, облаци, мъгла, гръмотевична буря, поледица, прашна (пясъчна) буря, шквал, снежна буря, слана, роса, скреж, заледяване, полярно сияние и др.

Атмосферата, хидросферата и литосферата тясно взаимодействат помежду си. Практически всички повърхностни екзогенни геоложки процеси са причинени от това взаимодействие и протичат, като правило, в биосферата.

Биосфера- външната обвивка на Земята, която включва част от атмосферата до височина 25-30 км (до озоновия слой), почти цялата хидросфера и горната част на литосферата до дълбочина около 3 км. Особеността на тези части е, че те са обитавани от живи организми, които съставляват живата субстанция на планетата. Взаимодействието на абиотичната част на биосферата - въздух, вода и скали и органичната материя - биота доведе до образуването на почви и седиментни скали. Последните, според В. И. Вернадски, носят следи от дейността на древни биосфери, съществували в минали геоложки епохи.

§ 44. Какво представлява биосферата и как работи

Помня

• Как живите същества се различават от неживите? Как се различават растенията от животните? Какво озонов слой? На каква височина е?

Нашата планета е единствената космически телаСлънчевата система е обитавана от живи организми. Районът на тяхното заселване образува биосферата (от гръцки "биос" - живот и "сфера" - топка).

Биосфера - външната обвивка на Земята, обитавана от живи организми и трансформирана от тях.

Сега живите организми обитават тропосферата, земната повърхност, горната част на земната кора и хидросферата (фиг. 156). Следователно горната граница на биосферата е начертана на нивото на озоновия слой, долната - в земната кора на дълбочина около 5 km.

Границите на биосферата обаче не винаги са били такива. Те са се променили във времето. Животът на нашата планета се е зародил във водата преди около 3,5 милиарда години. Преди около 500 милиона години той се е разпространил в сушата, а след това в атмосферата. С развитието на Земята условията за съществуване на организмите са се променили. Някои измряха, други се адаптираха към новите условия. Но общият брой на видовете постоянно се увеличава. Важен етап в развитието на биосферата е свързан с появата и заселването на човека на Земята.

В съвременната биосфера живеят около 2,5 милиона вида растения и животни, както и гъби и бактерии. Всички те формират жива материяпланети. По маса в него преобладават микроскопичните организми, а сред големите форми - растенията.

Ориз. 156. Разпространение на организмите в биосферата

Всичко, което заобикаля живия организъм, се нарича негово местообитание. Това са тела на жива и нежива природа: скали, вода, въздух и други живи организми. Организмите взаимодействат със своята среда. Те вземат от там необходимите за живота вещества, преработват ги и изхвърлят ненужните навън. Следователно организмите обменят вещества с околната среда. В същото време животът едновременно се адаптира към околната среда и я променя, трансформира.

Въпроси и задачи

1. Какво е биосферата и как се различава от другите черупки на Земята?
2. Къде са начертани горната и долната граница на биосферата?
3. Какво е живата материя и от какво се състои?

Какво е биосферата и как се различава от другите черупки на земята?

естествена защита на биосферата

Земята има 6 обвивки: атмосфера, хидросфера, биосфера, литосфера, пиросфера и центросфера.

Атмосферата е външната газова обвивка на Земята. Долната му граница минава през литосферата и хидросферата, а горната на надморска височина 1000 km. Атмосферата е разделена на тропосфера (подвижен слой), стратосфера (слой над тропосферата) и йоносфера (горен слой). Средната височина на тропосферата е 10 km. Масата му е 75% от общата маса на атмосферата. Въздухът в тропосферата се движи както хоризонтално, така и вертикално. Стратосферата се издига на 80 km над тропосферата. Неговият въздух, движейки се само в хоризонтална посока, образува слоеве. Още по-високо се простира йоносферата, която получи името си поради факта, че нейният въздух постоянно се йонизира под въздействието на ултравиолетови и космически лъчи.

Хидросферата покрива 71% от повърхността на Земята. Средната му соленост е 35 g/l. Температурата на повърхността на океана е от 3 до 32 ° C, плътността е около 1. Слънчевата светлина прониква на дълбочина до 200 m, а ултравиолетовите лъчи на дълбочина до 800 m.

Биосферата или сферата на живота се слива с атмосферата, хидросферата и литосферата. Горната му граница достига до горните слоеве на тропосферата, а долната минава по дъното на океанските басейни. Биосферата се подразделя на сферата на растенията (над 500 000 вида) и сферата на животните (над 1 000 000 вида).

Литосферата е каменна обвивка на Земята с дебелина от 40 до 100 km. Включва континенти, острови и дъното на океаните. Средната височина на континентите над нивото на океана: Антарктида - 2200 m, Азия - 960 m, Африка - 750 m, Северна Америка- 720 м, Южна Америка-- 590 м, Европа -- 340 м, Австралия -- 340 м.

Под литосферата се намира пиросферата - огнената обвивка на Земята. Температурата му се повишава с около 1°C на всеки 33 m дълбочина. Скалите на значителни дълбочини вероятно са в разтопено състояние поради високи температури и високо налягане.

Центросферата или ядрото на Земята се намира на дълбочина не повече от 1800 км. Според повечето учени се състои от желязо и никел. Налягането тук достига 300000000000 Pa (3 000 000 атмосфери), температурата е няколко хиляди градуса.Състоянието на ядрото все още не е известно.

Огнената сфера на Земята продължава да се охлажда. Твърдата обвивка се удебелява, огнената обвивка се удебелява. По едно време това доведе до образуването на твърди камъни - континенти. Въпреки това влиянието на огнената сфера върху живота на планетата Земя е все още много голямо. Контурите на континентите и океаните, климатът и съставът на атмосферата са се променяли многократно.

Екзогенни и ендогенни процеси непрекъснато променят твърдата повърхност на нашата планета, което от своя страна активно засяга биосферата на Земята.

В биосферата всички процеси протичат под прякото влияние на живите организми. Биосферата е разположена на кръстовището на литосферата, хидросферата и атмосферата, варираща от 11 km дълбоко в Земята до 33 km над Земята. Живите организми, включително всички известни химични елементи, в процеса на живот извършват трансформация на енергия. Всички живи същества са разделени на пет царства: бактерии, водорасли, гъби, растения и животни.

Съвременната наука смята, че преди около 1 милиард години е имало разделение на живите същества на царства растения и животни. Разликите между тях могат да бъдат разделени на три групи: 1) според структурата на клетките и способността им да растат; 2) според начина на хранене; 3) чрез способността за движение. Животинските клетки имат центриоли, но нямат хлорофил и клетъчна стена, за да се предотврати промяна на формата. Повечето растения получават необходимите за живота вещества в резултат на усвояването на минерални съединения. Животните ядат готови органични съединенияпроизведени от растенията по време на фотосинтезата. Класификацията на растенията и животните е изградена в съответствие с техните отличителни черти. Видът беше признат за основна структурна единица и др високи нивасъставени последователно род, ред, клас.

На Земята има 500 000 вида растения и 1,5 милиона вида животни, включително 70 000 гръбначни животни, около 16 000 птици и 12 540 бозайници. Такава систематизация различни формиживотът създаде предпоставки за изучаване на живата материя като цяло, което за първи път беше извършено от изключителния руски учен Владимир Иванович Вернадски в неговата теория за биосферата. Основните изводи от теорията на Вернадски за биосферата са следните:

• 1. Принципът на целостта гласи, че биосферата и животът съществуват като цяло. Животът е необходима и естествена част от един хармоничен космически механизъм.
• 2. Принципът на хармонията на биосферата се крие в нейната организация, хармония, неразривна връзка в нея на живи и неживи компоненти.
• 3. Принципът за значението на ролята на живите същества в еволюцията на Земята гласи, че няма химическа сила на земната повърхност, която да действа по-постоянно и да е по-мощна в крайните си последствия от организмите, взети като цяло. Лицето на земята като небесно тяловсъщност оформени от живота.
• 4. Основната роля на биосферата е да преобразува слънчевата енергия в ефективна енергия на Земята. Космическата енергия предизвиква развитието на живота, което се постига чрез размножаване.
• 5. Правилото на инерцията е разпространението на живота над земната повърхност поради проявата на неговата геохимична енергия. Малките организми се размножават много по-бързо от големите.
• 6. Законът за пестеливостта при използването на прости химически тела от живата материя гласи, че след като един елемент влезе в организма, той преминава през дълга поредица от състояния и в същото време организмът влиза в себе си само необходимо количествоелементи.
• 7. Границите на живота се определят от физикохимичните свойства на съединенията, които изграждат тялото, тяхната неразрушимост при определени условия на околната среда. Максималното поле на живот се определя от крайните граници на оцеляването на организмите. Горната граница на живота се определя от лъчиста енергия, наличието на която изключва живота и от която озоновият щит предпазва. Долната граница е свързана с достигане на висока температура. Например, диапазонът на жизнената температура от 430° (от -250°C до +180°C) е ограничаващото топлинно поле.
• 8. Животът постепенно, бавно се адаптира, завладя биосферата и това улавяне не свърши. Полето на стабилност на живота е резултат от адаптация в течение на времето.

Биосферата, според V.I. Вернадски, е организирана, определена обвивка на земната кора, свързана с живота. Границите на биосферата са ограничени преди всичко от областта на съществуване на живота. Биосферата не е просто една от съществуващите черупки на Земята, като литосферата, хидросферата или атмосферата. Основната разлика на биосферата е, че тя е организирана обвивка. Да бъдеш жив означава да си организиран, отбеляза В.И. Вернадски и това е същността на концепцията за биосферата като организирана обвивка на Земята.

Според V.I. Вернадски, веществото на биосферата е разнородно по своя физичен и химичен състав, а именно:

• - жива материя - съвкупността от живи организми;
• - биогенна материя - непрекъснат биогенен поток от атоми от живата материя към индиректната субстанция на биосферата и обратно;
• - инертна материя (атмосфера, газове, скали и др.);
• - биоинертна материя, например почви, тини, повърхността на водата, самата биосфера, т.е. сложни, правилни, инертни живи структури;
• - радиоактивно вещество;
• - разпръснати атоми;
• - вещество от космически произход.

Въпреки че границите на биосферата са доста тесни, живите организми са разпределени много неравномерно в тях. На голяма надморска височина и в дълбините на хидросферата и литосферата организмите са сравнително редки. Животът е концентриран главно на повърхността на Земята, в почвата и в приповърхностния слой на океана. Общата маса на живите организми се оценява на 2,43 * 1012 тона. Биомасата на организмите, живеещи на сушата, е 99,2% представена от зелени растения и 0,8% от животни и микроорганизми. За разлика от тях в океана растенията представляват 6,3%, докато животните и микроорганизмите представляват 93,7% от общата биомаса. Животът е съсредоточен главно на сушата. Общата биомаса на океана е само 0,03 1012 или 0,13% от биомасата на всички същества, живеещи на Земята. Важна закономерност се наблюдава в разпределението на живите организми по видов състав. от общ брой 21% от видовете са растения, но приносът им към общата биомаса е 99%. Сред животните 96% от видовете са безгръбначни и само 4% са гръбначни, от които една десета са бозайници. Масата на живата материя е само 0,01-0,02% от инертната материя на биосферата, но тя играе водеща роля в геохимичните процеси. Вещества и енергия, необходими за метаболизма, организмите черпят от околен свят. Ограничени количества жива материя се пресъздават, трансформират и разлагат. Всяка година, благодарение на жизнената дейност на растенията и животните, се възпроизвежда около 10% от биомасата. В допълнение към растенията и животните, V.I. Вернадски включва в понятието "жива материя" и човечеството, чието влияние върху геохимичните процеси се различава от влиянието на другите живи същества, първо, по своята интензивност, която нараства с течение на геоложкото време; второ, от въздействието, което човешката дейност оказва върху другите живи същества.

Сега животът на Земята зависи изцяло от фотосинтезата. Фиксираща енергия слънчева светлинав продуктите на фотосинтезата растенията изпълняват космическата роля на енергиен фокус на Земята. Фотосинтезата се разбира като трансформация от зелени растения и фотосинтезиращи микроорганизми с участието на светлинна енергия и светлопоглъщащи пигменти (хлорофил и др.) На най-простите съединения (вода, въглероден диоксид и минерални елементи) в сложни органични вещества, необходими за живота. на всички организми. Всяка година растенията образуват до 100 милиарда тона органична материя и фиксират

9 * 1020 J енергия слънчева радиация. В същото време растенията абсорбират до 170 милиарда тона въглероден диоксид от атмосферата и разлагат до 130 милиарда тона вода, освобождавайки до 115 милиарда тона свободен кислород.

По този начин всички биотични компоненти на екосистемата се разделят на три основни групи: производители (зелени растения и организми, които могат да използват химична енергия, - хемосинтетици), потребители или консуматори (може да има няколко трофични нива) и разлагащи или разрушители (организми, които трансформират, минерализират органичната материя и по този начин затварят биологичния цикъл). Всички живи организми, използвайки се по един или друг начин, образуват гигантски биологичен цикъл на биосферата. Този цикъл не е напълно затворен: освен вложената енергия (слънчева енергия), той има и изход - част от умиращата органична материяслед разграждане от микроорганизми-минерализатори може да навлезе водни разтвории се отлага под формата на седиментни скали, а другата част образува отлагания на такива биогенни скали като въглища, торф, сапропел и др.

В този голям биогеохимичен кръговрат на материя и енергия се отделят редица по-специфични цикли на вещества - вода, въглерод, кислород, азот, сяра, фосфор и др., по време на които се извършва обмяната химически елементимежду живите организми и неорганичната среда. Наличието на тези биогеохимични цикли определя появата на съвременните екосистеми, стабилността и саморегулацията на биосферата като цяло. Следователно, колкото и сложни и разнообразни да са проявите на живота на Земята, всички форми на живот са свързани помежду си чрез кръговрата на материята и енергията.

В това отношение могат да се разграничат три етапа в еволюцията на биосферата. Първият етап е появата на биотичния цикъл, което означава образуването на биосферата. Вторият етап е усложняването на живота на планетата, поради появата на многоклетъчни организми. Третият етап е формирането човешкото общество, който със своята стопанска дейност оказва все по-голямо влияние върху еволюцията на биосферата (ноосферата). Опитите да се откроят основните етапи в еволюцията на биосферата заслужават внимание поради факта, че те поставят този проблем като една от важните задачи на съвременната еволюционна теория.

Планетата Земя е невероятна и уникална. Състои се от няколко обвивки: атмосфера, хидросфера, биосфера, литосфера, пиросфера и центросфера. За разлика от другите планети, Земята е обитавана от растения, животни, хора, микроорганизми и др. Всички живи организми образуват биосферата. Тази обвивка включва част от атмосферата и литосферата, както и цялата хидросфера. В тази статия ще разгледаме какво представлява биосферата, какви са нейните компоненти и функции.

Определение на понятието

Въпреки факта, че днес почти всеки знае какво е биосферата, дефиницията на това понятие е въведена в научното обращение едва през 1875 г. от австрийския геолог Едуард Зюс (работа „Лицето на Земята“). През следващия половин век обаче терминът се използва само в тесни кръгове.

През 1926 г. известният руски учен В. И. Вернадски публикува книгата "Биосфера". В тази работа той обосновава ролята на живите организми в геоложките процеси. В. И. Вернадски първо определи какво е биосферата и как се различава от другите черупки на Земята. Той го показа като динамична активна система, обитавана и контролирана от живи същества.

Днес в науката съществува единственото общоприето определение на понятието "биосфера". Това е обвивката на планетата Земя, която е обитавана от живи организми. Биосферата заема особено място по отношение на другите геосфери. Това се дължи на факта, че геоложката активност на всички живи същества се проявява само в границите на тази черупка.

Границите на биосферата

Биосферата обхваща горната част (около 7,5 km) на литосферата, долната граница на атмосферата (15-20 km) и цялата хидросфера.

Литосферата е твърдата обвивка на нашата планета. Обхваща цялата земна кора и част от горната мантия. Повечето живи организми се намират в почвата на дълбочина до 1 м. Някои бактерии обаче могат да проникнат дълбоко в литосферата (до 4 км).

Хидросферата е водната обвивка на планетата Земя. Това е съвкупност от всички океани, морета, реки, езера и други водни тела. Тази черупка е напълно овладяна и обитавана от живи организми. Повечето от тях живеят на дълбочина до 200 м. Някои видове обаче живеят дори на дъното на океаните (около 12 км).

Атмосферата е газовата обвивка на нашата планета. Състои се от азот, кислород, озон и въглероден диоксид. Съставът на биосферата включва само най-ниските слоеве на атмосферата. Това се дължи на факта, че определени видовенасекоми и птици могат да се издигнат на височина до 5 км над земята.

Компоненти на биосферата

В състава на биосферата има 4 компонента (класификацията е предложена от В. И. Вернадски):

• Живо вещество. Количеството му е приблизително 0,25% от масата на биосферата. Това вещество е съвкупността от всички живи организми на планетата. Те са обединени в 4 царства: бактерии, растения, гъби и животни. Живата материя се характеризира със значителна енергия, характеризира се с подвижност и непрекъсната смяна на поколенията, поради което всички нейни компоненти непрекъснато се актуализират.
• биогенно вещество. Това е всичко, което се образува по време на живота на организмите и се състои от животински и растителни остатъци (варовик, нефт, атмосферни газове, торф и др.). Всички биогенни компоненти служат като мощен източник на енергия.
• Инертно вещество. Това са елементи, в чието образуване не участват живи същества и микроорганизми (скали, лава и др.).
• Биоактивно вещество. Това са компонентите на биосферата, които се създават в хода на съвместната дейност на живите организми и абиогенни процеси (почва, глина, седиментни скали, изветряща кора, вода и др.).

Характеристики и функции на биосферата

биосферата, както и други важни природни системи, има редица функции. Нека разгледаме най-важните от тях.

• Интегритет. Биосферата е централизирана система, чийто основен елемент е живата материя. Всички негови компоненти са тясно свързани помежду си и постоянно взаимодействат. В резултат на това промяна в един елемент води до преструктуриране на цялата система.
• Саморегулация. Биосферата се характеризира с такъв процес като хомеостаза. Позволява на системата самостоятелно да поддържа и регулира състоянието си.
• Устойчивост. Способността на биосферата под въздействието на външни фактори да поддържа своите свойства и характеристики. Тази функция позволява на системата да поддържа своите Сегашно състояниеи се връща в първоначалното си положение след удари.

Една от основните характеристики и характеристики на биосферата е разнообразието. Поради съществуването на различни биологични видове, винаги има атмосфера на конкуренция в системата, която осигурява защита от външни влияния.

Функции на живата материя

Днес науката знае със сигурност какво представлява биосферата. В биологията нейният основен компонент - живата материя - е най-важната категория. Нека разгледаме функциите на този основен елемент на биосферата.

• Газ. Тази функция е тясно свързана с процеса на обмяна на веществата и дишане. Тези газови реакции поемат и освобождават кислород. въглероден двуокиси т.н. Благодарение на тази функция се формира съвременният състав на въздуха.
• Енергия. Тази функция се основава на процеса фотосинтеза - усвояването на слънчевата енергия от живата материя и нейното пренасяне.
• Редокс. Тази функция е да се промени химични свойствавещества, които съдържат атоми различни ниваокисляване. Такива реакции са в основата на биологичния метаболизъм.
• разрушителна функция. Това е процесът на разлагане на организмите до минерали след смъртта им.
• концентрация. Това е процесът на натрупване и движение на атомите.

Значението на живата материя

• Натрупване на слънчева енергия и нейното преобразуване (в химична, механична, топлинна, електрическа и др.).
• Образуването на повечето минерали и скали е резултат от жизнената дейност на живите организми.
• Натрупване на химични елементи. Живите организми натрупват важни компоненти (желязо, магнезий, мед, натрий) в телесните си тъкани и в околната среда.
• Повечето от химичните елементи преминават през биосферата.
• Огромно влияние върху състава на почвата, атмосферата, хидросферата.
• Някои химични компоненти и съединения могат да съществуват само в състава на живите организми.