Čo je biosféra a ako sa líši od ostatných škrupín Zeme?

Úhrn všetkých biogeocenóz (ekosystémov) Zeme je veľký ekologický systém - biosféra. Biogeocenóza je elementárna štruktúra biosféra. Biosféra pozostáva zo živých a neživých zložiek. Súhrn všetkých živých organizmov na našej planéte tvorí živú substanciu biosféry. Väčšina živých organizmov je sústredená na hranici troch geologických obalov Zeme: plynnej (atmosféra), kvapalnej (hydrosféra) a pevnej látky (litosféra). Neživé zložky zahŕňajú tú časť atmosféry, litosféru a hydrosféru, ktorá je zložitými procesmi migrácie hmoty a energie spojená so živou hmotou biosféry. Hranice života na planéte sú zároveň hranicami biosféry. Biosféra je teda súčasťou geologických obalov Zeme, obývaných živými organizmami.

Termín „biosféra“ zaviedol v roku 1875 geológ E. Suess. Tvorcom tejto doktríny je domáci prírodovedec V.I. Vernadského. Ukázal, že biosféra sa líši od ostatných sfér Zeme tým, že v jej medziach sa prejavuje geologická aktivita všetkých živých organizmov. Živé organizmy, premieňajúce slnečnú energiu, sú mocnou silou ovplyvňujúcou geologické procesy. Špecifikom biosféry ako špeciálneho obalu Zeme je kolobeh látok v nej neustále sa vyskytujúcich, regulovaný činnosťou živých organizmov. Keďže biosféra prijíma energiu zvonku – zo Slnka, ide o otvorený systém. Prvé štádium migrácia látok a energie v biosfére - premena energie slnečného žiarenia autotrofnými organizmami v procese fotosyntézy. Preto podľa učenia V.I. Vernadského, živé organizmy žijúce na Zemi sú komplexný systém premena slnečnej energie na energiu geochemických procesov. Živé organizmy, ktoré regulujú obeh látok, slúžia ako silný geologický faktor, ktorý pretvára povrch našej planéty. Táto definícia biosféry odráža dôležitú tézu: naša planéta Zem je taká, aká je dnes, len preto, že na nej existuje život.

Biosféra je teda súčasťou pozemského priestoru, v ktorom žije život s jeho aktívnym chemickým prejavom. V biosfére je možná existencia organizmov v akejkoľvek možnej koncentrácii - od jednotlivých baktérií a spór v 1 cm3 atmosférického vzduchu až po silné tropické lesy rovníkovej zóny a stopy života v hlbinách svetového oceánu. Podľa svojich požiadaviek na podmienky prostredia sa organizmy usadzujú v rôznych horných horizontoch Zeme: v spodnej atmosfére, v hydrosfére, v pôdach, v hĺbkach litosféry, nasýtených prírodnými vodami a ropnými poliami. Všetka živá hmota vo svojej hmote zaberá zanedbateľnú časť v porovnaní s ktoroukoľvek z horných škrupín glóbus. Podľa moderných pravdepodobnostných odhadov Celkom hmotnosť živej hmoty v modernej dobe je asi 2420 miliárd ton. Všetka živá hmota našej planéty teda predstavuje ~ 1/10 000 000 hmotnosti zemskej kôry. Avšak z kvalitatívneho hľadiska je živá hmota najorganizovanejšou časťou hmoty Zeme. Živá hmota z hľadiska svojho aktívneho vplyvu na životné prostredie zaujíma osobitné miesto a kvalitatívne sa výrazne líši od ostatných schránok zemegule, rovnako ako sa živá hmota líši od mŕtvej hmoty. Odhad priemerného chemického zloženia živej hmoty urobil A.P. Vinogradov. Hlavnými zložkami živej hmoty sú prvky, ktoré sú rozšírené v prírode: v atmosfére, hydrosfére, litosfére a vesmíre. Priemerné elementárne zloženie živej hmoty sa líši od zloženia zemskej kôry vysoký obsah uhlíka. Podľa obsahu ostatných prvkov organizmy neopakujú zloženie svojho prostredia. Selektívne absorbujú prvky potrebné na stavbu ich tkanív. V procese života organizmy využívajú najdostupnejšie atómy schopné tvoriť stabilné chemické väzby. Atómy uhlíka majú schopnosť vytvárať dlhé reťazce zlúčenín s inými atómami, čo vedie ku konštrukcii nespočetných polymérov a iných zložitých organických zlúčenín s vysokou molekulovou hmotnosťou.

Živá hmota biosféry vo všeobecnosti zaberá v meradle celej zemegule zanedbateľný priestor. Široké používanie samotného termínu „živá hmota“ je spojené s dielami V.I. Vernadského. Ukázal, že všetky živé organizmy Zeme tvoria jeden celok – živú substanciu planéty. Život na Zemi je najvýznamnejším procesom na jej povrchu, ktorý prijíma životodarnú energiu Slnka a uvádza do pohybu takmer všetky chemické prvky periodickej tabuľky.

Vernadsky dokázal, že živé organizmy hrajú veľmi dôležitú úlohu v geologických procesoch, ktoré formujú tvár Zeme. Chemické zloženie moderná atmosféra a hydrosféra v dôsledku životnej činnosti organizmov. Veľký význam majú organizmy na vznik litosféry - väčšina hornín, a to nielen sedimentárnych, ale aj granitov, je nejakým spôsobom spojená svojim pôvodom s biosférou.

Minerálna inertná látka je spracovaná životom, mení sa na novú kvalitu. Živé organizmy sa nielen prispôsobujú podmienkam prostredia, ale ich aj aktívne menia. Živá a neživá hmota na Zemi teda tvoria harmonický celok, ktorý sa v skutočnosti nazýva biosféra. Podľa obrazného vyjadrenia ruského geológa M. Vassoeviča „biosféra sú obyvatelia aj dom a my sme v ňom“.

Biosféra je prostredím nášho života, to je príroda, ktorá nás obklopuje, o ktorej hovoríme hovorený jazyk. Človek – v prvom rade – svojím dychom, prejavom svojich funkcií, je s touto „prírodou“ neoddeliteľne spojený, aj keď žije v meste alebo na samote.

V. I. Vernadskij

Biosféra(grécky bios - život, guľa - guľa, guľa) - zložitý vonkajší obal Zeme, obývaný organizmami, ktoré spolu tvoria živú substanciu planéty. Toto je jedna z najdôležitejších geosfér Zeme, ktorá je hlavnou zložkou prírodné prostredie obklopiť človeka.

Pojem „biosféra“ prvýkrát zaviedol do vedy rakúsky geológ Eduard Suess v roku 1875. Biosféru chápal ako tenký film života na zemského povrchu. Úloha a význam biosféry pre rozvoj života na našej planéte sa ukázali byť také veľké, že už v prvej tretine 20. stor. v prírodných vedách vznikol nový základný vedecký smer - doktrína biosféry , ktorej zakladateľom je veľký ruský vedec V. I. Vernadskij.

Zem a jej prostredie vznikli ako výsledok prirodzeného vývoja celku slnečná sústava. Asi pred 4,7 miliardami rokov vznikla planéta Zem z plynu a prachu rozptýlených v protosolárnej sústave. Tak ako iné planéty, aj Zem dostáva energiu zo Slnka, ktorá sa dostáva na zemský povrch vo forme elektromagnetického žiarenia. Slnečné teplo je jednou z hlavných zložiek zemskej klímy, základom rozvoja mnohých geologických procesov. Obrovský tepelný tok prichádza z hlbín Zeme.

Podľa najnovších údajov je hmotnosť Zeme 6 x 10 21 ton, objem - 1,083 x 10 12 km 3, plocha - 510,2 milióna km 2. Rozmery, a teda všetko Prírodné zdroje naša planéta je obmedzená.

Naša planéta má heterogénnu štruktúru a skladá sa zo sústredných schránok (geosfér) – vnútorných a vonkajších. K vnútorným patrí jadro, plášť a k vonkajším patrí litosféra (zemská kôra), hydrosféra, atmosféra a komplexný obal Zeme – biosféra.

Litosféra(grécky "lithos" - kameň) - kamenná škrupina Zeme, vrátane zemská kôra hrúbka (hrúbka) od b (pod oceánmi) do 80 km (horské systémy). Zemská kôra sa skladá z hornín. Podiel rôznych hornín v zemskej kôre nie je rovnaký – viac ako 70 % tvoria čadiče, žuly a iné vyvreliny, asi 17 % tvoria horniny premenené tlakom a vysokou teplotou a len o niečo viac ako 12 % sú sedimentárne.

Zemská kôra je pre ľudstvo najdôležitejším zdrojom. Obsahuje horľavé minerály (uhlie, ropa, bridlice), rudy (železo, hliník, meď, cín a pod.) a nekovové (fosfority, apatity atď.) minerály, prírodné stavebné materiály (vápenec, piesok, štrk a pod.). atď.).

Hydrosféra(grécky "hydra" - voda) - vodná škrupina Zeme. Delí sa na povrchové a podzemné.

Povrchová hydrosféra- vodný obal povrchu Zeme. Zahŕňa vody oceánov, morí, jazier, riek, nádrží, močiarov, ľadovcov, snehových pokrývok atď. Všetky tieto vody sa trvalo alebo dočasne nachádzajú na zemskom povrchu a nazývajú sa povrchové vody.

Povrchová hydrosféra netvorí súvislú vrstvu a diskontinuálne pokrýva zemský povrch zo 70,8 %.

Podzemná hydrosféra- zahŕňa vody nachádzajúce sa v hornej časti zemskej kôry. Nazývajú sa podzemné. Zhora je podzemná hydrosféra obmedzená povrchom zeme, jej spodnú hranicu nemožno vysledovať, keďže hydrosféra preniká veľmi hlboko do hrúbky zemskej kôry.

V pomere k objemu zemegule celkový objem hydrosféry nepresahuje 0,13 %. Hlavnou časťou hydrosféry (96,53 %) je Svetový oceán. Podzemná voda predstavuje 23,4 milióna km 2 alebo 1,69 % z celkového objemu hydrosféry, zvyšok tvoria vody riek, jazier a ľadovcov.

Viac ako 98% zo všetkých vodné zdroje Krajiny tvoria slané vody oceánov, morí atď. Celkový objem sladkej vody na Zemi sa rovná 28,25 miliónom km 3, čiže asi 2 % celkového objemu hydrosféry. Hlavná časť sladkej vody je sústredená v ľadovcoch, ktorých vody sa stále využívajú veľmi málo. Zvyšok sladkej vody vhodnej na zásobovanie vodou tvorí 4,2 milióna km3 vody, teda len 0,3 % objemu hydrosféry.

Hydrosféra zohráva obrovskú úlohu pri formovaní prírodného prostredia našej planéty. Veľmi aktívne pôsobí aj na atmosférické procesy (ohrievanie a ochladzovanie vzdušných hmôt, ich nasýtenie vlhkosťou atď.).

Atmosféra(grécky "atmos" - para) - plynný obal Zeme, pozostávajúci zo zmesi rôznych plynov, vodnej pary a prachu. Celková hmotnosť atmosféry je 5,15-10 15 ton.Vo výške 10 až 50 km s maximálnou koncentráciou vo výške 20-25 km sa nachádza ozónová vrstva, ktorá chráni Zem pred nadmerným ultrafialovým žiarením, ktoré je pre organizmy smrteľná.

Atmosféra fyzikálne, chemicky a mechanicky ovplyvňuje litosféru, reguluje distribúciu tepla a vlhkosti. Počasie a klíma na Zemi závisia od rozloženia tepla, tlaku a obsahu vodnej pary v atmosfére. Vodná para pohlcuje slnečné žiarenie, zvyšuje hustotu vzduchu a je zdrojom všetkých zrážok. Atmosféra podporuje rôzne formy života na Zemi.

Pri formovaní prirodzeného prostredia Zeme zohráva úlohu troposféra (spodná vrstva atmosféry do výšky 8-10 km v polárnych, 10-12 km v miernych a 16-18 km v tropických šírkach) a, v menšej miere stratosféra, oblasť studeného riedeného suchého vzduchu s hrúbkou asi 20 km. Meteorický prach neustále padá cez stratosféru, je do nej vyvrhovaný sopečný prach a v minulosti aj produkty jadrových výbuchov v atmosfére.

V troposfére dochádza ku globálnym vertikálnym a horizontálnym pohybom vzdušných hmôt, ktoré do značnej miery určujú kolobeh vody, prenos tepla, cezhraničný transport prachových častíc a znečistenie.

Atmosférické procesy úzko súvisia s procesmi vyskytujúcimi sa v litosfére a vodnom obale.

Medzi atmosférické javy patria: zrážky, mraky, hmla, búrka, ľad, prachová (piesočná) búrka, víchrica, snehová búrka, mráz, rosa, námraza, námraza, polárne svetlá atď.

Atmosféra, hydrosféra a litosféra navzájom úzko spolupracujú. Prakticky všetky povrchové exogénne geologické procesy sú spôsobené touto interakciou a prebiehajú spravidla v biosfére.

Biosféra- vonkajší obal Zeme, ktorý zahŕňa časť atmosféry do výšky 25-30 km (po ozónovú vrstvu), takmer celú hydrosféru a vrchnú časť litosféry do hĺbky asi 3 km. Zvláštnosťou týchto častí je, že sú obývané živými organizmami, ktoré tvoria živú substanciu planéty. Interakcia abiotickej časti biosféry – vzduch, voda a horniny a organická hmota – biota viedla k vzniku pôd a sedimentárnych hornín. Tie posledné podľa V. I. Vernadského nesú stopy činnosti dávnych biosfér, ktoré existovali v minulých geologických epochách.

§ 44. Čo je biosféra a ako funguje

Pamätajte

• Ako sa živé veci líšia od neživých? Ako sa rastliny líšia od zvierat? Čo ozónová vrstva? V akej výške je?

Naša planéta je jediná vesmírne telesá Slnečnú sústavu obývajú živé organizmy. Oblasť ich osídlenia tvorí biosféru (z gréckeho "bios" - život a "guľa" - lopta).

Biosféra - vonkajší obal Zeme, obývaný živými organizmami a nimi premenený.

Teraz živé organizmy obývajú troposféru, zemský povrch, hornú časť zemskej kôry a hydrosféru (obr. 156). Preto je horná hranica biosféry nakreslená na úrovni ozónovej vrstvy, spodná - v zemskej kôre v hĺbke asi 5 km.

Hranice biosféry však neboli vždy také. Časom sa zmenili. Život na našej planéte vznikol vo vode asi pred 3,5 miliardami rokov. Približne pred 500 miliónmi rokov sa rozšíril na pevninu a potom do atmosféry. Vývojom Zeme sa zmenili podmienky pre existenciu organizmov. Niektoré vymreli, iné sa prispôsobili novým podmienkam. Celkový počet druhov sa však neustále zvyšuje. Dôležitá etapa vo vývoji biosféry je spojená s výskytom a osídlením človeka na Zemi.

V modernej biosfére žije asi 2,5 milióna druhov rastlín a živočíchov, ako aj húb a baktérií. Všetky z nich tvoria živá hmota planét. Podľa hmotnosti v ňom prevládajú mikroskopické organizmy a medzi veľkými formami rastliny.

Ryža. 156. Rozšírenie organizmov v biosfére

Všetko, čo obklopuje živý organizmus, sa nazýva jeho biotop. Sú to telesá živej a neživej prírody: skaly, voda, vzduch a iné živé organizmy. Organizmy interagujú so svojím prostredím. Berú odtiaľ látky potrebné pre život, spracovávajú ich a nepotrebné vylučujú von. V dôsledku toho si organizmy vymieňajú látky s prostredím. Život sa zároveň prispôsobuje prostrediu a mení ho, premieňa.

Otázky a úlohy

1. Čo je biosféra a ako sa líši od ostatných škrupín Zeme?
2. Kde sú nakreslené horné a dolné hranice biosféry?
3. Čo je živá hmota a z čoho pozostáva?

Čo je biosféra a ako sa líši od ostatných škrupín zeme?

prirodzená ochrana biosféry

Zem má 6 obalov: atmosféru, hydrosféru, biosféru, litosféru, pyrosféru a centrosféru.

Atmosféra je vonkajší plynný obal Zeme. Jeho spodná hranica prechádza litosférou a hydrosférou a horná hranica vo výške 1000 km. Atmosféra sa delí na troposféru (pohyblivá vrstva), stratosféru (vrstva nad troposférou) a ionosféru (horná vrstva). Priemerná výška troposféry je 10 km. Jeho hmotnosť je 75% celkovej hmotnosti atmosféry. Vzduch v troposfére sa pohybuje horizontálne aj vertikálne. Stratosféra sa týči 80 km nad troposférou. Jeho vzduch, pohybujúci sa len v horizontálnom smere, tvorí vrstvy. Ešte vyššie sa rozprestiera ionosféra, ktorá dostala svoje meno vďaka tomu, že jej vzduch je neustále ionizovaný pod vplyvom ultrafialového a kozmického žiarenia.

Hydrosféra pokrýva 71% povrchu Zeme. Jeho priemerná slanosť je 35 g/l. Teplota povrchu oceánu je od 3 do 32 °C, hustota je asi 1. Slnečné svetlo preniká do hĺbky 200 m, ultrafialové lúče do hĺbky 800 m.

Biosféra, čiže sféra života, sa spája s atmosférou, hydrosférou a litosférou. Jeho horná hranica dosahuje horné vrstvy troposféry, zatiaľ čo spodná hranica vedie pozdĺž dna oceánskych panví. Biosféra sa delí na sféru rastlín (vyše 500 000 druhov) a sféru živočíchov (vyše 1 000 000 druhov).

Litosféra je kamenná škrupina Zeme s hrúbkou 40 až 100 km. Zahŕňa kontinenty, ostrovy a dno oceánov. Priemerná výška kontinentov nad hladinou oceánu: Antarktída - 2200 m, Ázia - 960 m, Afrika - 750 m, Severná Amerika-- 720 m, Južná Amerika-- 590 m, Európa -- 340 m, Austrália -- 340 m.

Pod litosférou sa nachádza pyrosféra – ohnivá škrupina Zeme. Jeho teplota stúpa asi o 1 °C na každých 33 m hĺbky. Horniny v značných hĺbkach sú pravdepodobne v roztavenom stave v dôsledku vysokých teplôt a vysokého tlaku.

Centrosféra, čiže jadro Zeme, sa nachádza v hĺbke nie 1800 km. Podľa väčšiny vedcov sa skladá zo železa a niklu. Tlak tu dosahuje 300000000000 Pa (3 000 000 atmosfér), teplota niekoľko tisíc stupňov.Stav jadra je zatiaľ neznámy.

Ohnivá sféra Zeme sa naďalej ochladzuje. Tvrdá škrupina hrubne, ohnivá škrupina hrubne. Svojho času to viedlo k vytvoreniu pevných balvanov - kontinentov. Vplyv ohnivej sféry na život planéty Zem je však stále veľmi veľký. Obrysy kontinentov a oceánov, podnebie a zloženie atmosféry sa opakovane menili.

Exogénne a endogénne procesy neustále menia pevný povrch našej planéty, čo následne aktívne ovplyvňuje biosféru Zeme.

V biosfére prebiehajú všetky procesy pod priamym vplyvom živých organizmov. Biosféra sa nachádza na križovatke litosféry, hydrosféry a atmosféry v hĺbke od 11 km do Zeme až po 33 km nad Zemou. Živé organizmy, vrátane všetkých známych chemických prvkov, v procese života vykonávajú transformáciu energie. Všetky živé veci sú rozdelené do piatich kráľovstiev: baktérie, riasy, huby, rastliny a zvieratá.

Moderná veda verí, že asi pred 1 miliardou rokov došlo k rozdeleniu živých bytostí na ríše rastlín a zvierat. Rozdiely medzi nimi možno rozdeliť do troch skupín: 1) podľa štruktúry buniek a ich schopnosti rásť; 2) podľa spôsobu výživy; 3) schopnosťou pohybu. Živočíšne bunky majú centrioly, ale žiadny chlorofyl a bunkovú stenu, aby sa zabránilo zmene tvaru. Väčšina rastlín prijíma látky potrebné pre život v dôsledku absorpcie minerálnych zlúčenín. Zvieratá jedia pripravené Organické zlúčeniny produkované rastlinami počas fotosyntézy. Klasifikácia rastlín a zvierat je zostavená v súlade s ich charakteristickými vlastnosťami. Druh bol uznaný ako hlavná štrukturálna jednotka a ďalšie vysoké úrovne zložené postupne rod, rad, trieda.

Na Zemi je 500 000 druhov rastlín a 1,5 milióna druhov živočíchov, vrátane 70 000 stavovcov, asi 16 000 vtákov a 12 540 cicavcov. Takáto systematizácia rôzne formyživot vytvoril predpoklady pre štúdium živej hmoty ako celku, ktoré ako prvý uskutočnil vynikajúci ruský vedec Vladimír Ivanovič Vernadskij vo svojej teórii biosféry. Hlavné závery Vernadského teórie biosféry sú nasledovné:

• 1. Princíp integrity hovorí, že biosféra, život existujú ako celok. Život je nevyhnutnou a prirodzenou súčasťou harmonického kozmického mechanizmu.
• 2. Princíp harmónie biosféry spočíva v jej usporiadaní, harmónii, nerozlučnom spojení v nej živých a neživých zložiek.
• 3. Princíp významu úlohy živých organizmov vo vývoji Zeme hovorí, že na zemskom povrchu nie je žiadna chemická sila, ktorá by sústavnejšie pôsobila a vo svojich konečných dôsledkoch bola mocnejšia ako organizmy ako celok. Tvár zeme ako nebeské teleso v skutočnosti formovaný životom.
• 4. Hlavnou úlohou biosféry je premena slnečnej energie na efektívnu energiu Zeme. Kozmická energia spôsobuje rozvoj života, ktorý sa dosahuje rozmnožovaním.
• 5. Pravidlo zotrvačnosti je šírenie života po zemskom povrchu v dôsledku prejavu jeho geochemickej energie. Malé organizmy sa rozmnožujú oveľa rýchlejšie ako veľké.
• 6. Zákon šetrnosti pri využívaní jednoduchých chemických telies živou hmotou hovorí, že akonáhle prvok vstúpi do organizmu, prechádza dlhým radom stavov a zároveň organizmus vstupuje do seba len požadované množstvo prvkov.
• 7. Hranice života sú určené fyzikálno-chemickými vlastnosťami zlúčenín, ktoré budujú telo, ich nezničiteľnosťou za určitých podmienok prostredia. Maximálne pole života je určené krajnými hranicami prežitia organizmov. Hornú hranicu života určuje sálavá energia, ktorej prítomnosť život vylučuje a pred ktorou chráni ozónový štít. Spodná hranica je spojená s dosiahnutím vysokej teploty. Napríklad teplotný rozsah životnosti 430° (od -250°C do +180°C) je limitujúcim tepelným poľom.
• 8. Život postupne, pomaly sa prispôsobujúci, zachytil biosféru a toto zachytenie neskončilo. Oblasť stability života je výsledkom adaptácie v priebehu času.

Biosféra podľa V.I. Vernadsky, je organizovaná, určitá škrupina zemskej kôry, spojená so životom. Hranice biosféry sú obmedzené predovšetkým oblasťou existencie života. Biosféra nie je len jednou z existujúcich schránok Zeme, ako je litosféra, hydrosféra alebo atmosféra. Hlavným rozdielom biosféry je, že je to organizovaná škrupina. Byť nažive znamená byť organizovaný, poznamenal V.I. Vernadského, a to je podstata konceptu biosféry ako organizovaného obalu Zeme.

Podľa V.I. Vernadského, látka biosféry je heterogénna vo svojom fyzikálnom a chemickom zložení, a to:

• - živá hmota - súhrn živých organizmov;
• - biogénna hmota - nepretržitý biogénny tok atómov zo živej hmoty do nepriamej látky biosféry a naopak;
• - inertná hmota (atmosféra, plyny, horniny atď.);
• - bioinertné látky, napr. pôdy, nánosy, povrchová voda, samotnú biosféru, teda zložité, pravidelné, inertne žijúce štruktúry;
• - rádioaktívna látka;
• - rozptýlené atómy;
• - látka kozmického pôvodu.

Hoci sú hranice biosféry pomerne úzke, živé organizmy sú v nich rozmiestnené veľmi nerovnomerne. Vo vysokých nadmorských výškach a v hĺbkach hydrosféry a litosféry sú organizmy pomerne zriedkavé. Život sa sústreďuje najmä na povrchu Zeme, v pôde a v privrchovej vrstve oceánu. Celková hmotnosť živých organizmov sa odhaduje na 2,43 * 1012 ton. Biomasu organizmov žijúcich na súši tvoria 99,2 % zelené rastliny a 0,8 % živočíchy a mikroorganizmy. Naproti tomu v oceáne tvoria rastliny 6,3 %, zatiaľ čo živočíchy a mikroorganizmy tvoria 93,7 % celkovej biomasy. Život sa sústreďuje hlavne na súši. Celková biomasa oceánu je len 0,03 1012, čiže 0,13 % biomasy všetkých tvorov žijúcich na Zemi. Dôležitá zákonitosť sa pozoruje v distribúcii živých organizmov podľa druhového zloženia. Od celkový počet 21 % druhov tvoria rastliny, ale ich podiel na celkovej biomase je 99 %. Spomedzi zvierat tvoria 96 % druhov bezstavovce a len 4 % stavovce, z toho desatinu cicavce. Hmotnosť živej hmoty je len 0,01-0,02% inertnej hmoty biosféry, ale hrá vedúcu úlohu v geochemických procesoch. Látky a energiu potrebné pre metabolizmus, organizmy čerpajú životné prostredie. Obmedzené množstvá živej hmoty sa znovu vytvárajú, transformujú a rozkladajú. Každý rok sa vďaka životne dôležitej činnosti rastlín a živočíchov reprodukuje asi 10 % biomasy. Okrem rastlín a živočíchov V.I. Vernadsky zahŕňa do pojmu „živá hmota“ a ľudstvo, ktorého vplyv na geochemické procesy sa líši od vplyvu iných živých bytostí, po prvé svojou intenzitou, ktorá sa zvyšuje s priebehom geologického času; po druhé, vplyvom, ktorý má ľudská činnosť na ostatné živé bytosti.

Život na Zemi je teraz úplne závislý od fotosyntézy. Fixácia energie slnečné svetlo v produktoch fotosyntézy plnia rastliny kozmickú úlohu energetického zamerania na Zemi. Fotosyntézou sa rozumie premena zelených rastlín a fotosyntetických mikroorganizmov za účasti svetelnej energie a svetlo absorbujúcich pigmentov (chlorofyl a pod.) najjednoduchších zlúčenín (voda, oxid uhličitý a minerálne prvky) na zložité organické látky potrebné pre život. všetkých organizmov. Každý rok rastliny tvoria až 100 miliárd ton organickej hmoty a fixujú sa

9 * 1020 J energie slnečné žiarenie. Rastliny zároveň absorbujú až 170 miliárd ton oxidu uhličitého z atmosféry a rozložia až 130 miliárd ton vody, pričom uvoľnia až 115 miliárd ton voľného kyslíka.

Všetky biotické zložky ekosystému sú teda rozdelené do troch hlavných skupín: producenti (zelené rastliny a organizmy, ktoré dokážu využívať chemická energia, - chemosyntetiká), konzumenti alebo konzumenti (môže existovať niekoľko trofických úrovní) a rozkladači alebo ničitelia (organizmy, ktoré transformujú, mineralizujú organickú hmotu a tým uzatvárajú biologický cyklus). Všetky živé organizmy, ktoré sa navzájom využívajú tak či onak, tvoria gigantický biologický cyklus biosféry. Tento cyklus nie je úplne uzavretý: okrem energetického vstupu (slnečnej energie) má aj výstup – časť umierania organickej hmoty po rozklade mikroorganizmami-mineralizátormi môže vstúpiť vodné roztoky a uložené vo forme sedimentárnych hornín a druhá časť tvorí ložiská takých biogénnych hornín ako uhlie, rašelina, sapropel atď.

V tomto veľkom biogeochemickom cykle hmoty a energie sa uvoľňuje množstvo špecifickejších cyklov látok - voda, uhlík, kyslík, dusík, síra, fosfor atď., počas ktorých dochádza k výmene chemické prvky medzi živými organizmami a anorganickým prostredím. Existencia týchto biogeochemických cyklov určuje vzhľad moderných ekosystémov, stabilitu a samoreguláciu biosféry ako celku. Preto bez ohľadu na to, aké zložité a rozmanité sú prejavy života na Zemi, všetky formy života sú navzájom prepojené prostredníctvom obehu hmoty a energie.

V tomto ohľade možno rozlíšiť tri etapy vývoja biosféry. Prvou etapou je vznik biotického cyklu, ktorý znamenal vznik biosféry. Druhou fázou je komplikácia života na planéte v dôsledku objavenia sa mnohobunkových organizmov. Treťou fázou je formácia ľudská spoločnosť, ktorá má čoraz väčší vplyv na vývoj biosféry (noosféry) s jej ekonomickými a ekonomickými aktivitami. Pokusy vyčleniť hlavné etapy evolúcie biosféry si zaslúžia pozornosť tým, že predstavujú tento problém ako jednu z dôležitých úloh modernej evolučnej teórie.

Planéta Zem je úžasná a jedinečná. Pozostáva z niekoľkých obalov: atmosféry, hydrosféry, biosféry, litosféry, pyrosféry a centrosféry. Na rozdiel od iných planét Zem obývajú rastliny, zvieratá, ľudia, mikroorganizmy atď. Všetky živé organizmy tvoria biosféru. Táto škrupina zahŕňa časť atmosféry a litosféru, ako aj celú hydrosféru. V tomto článku zvážime, čo je biosféra, aké sú jej zložky a funkcie.

Definícia pojmu

Napriek tomu, že dnes takmer každý vie, čo je biosféra, definíciu tohto pojmu uviedol do vedeckého obehu až v roku 1875 rakúsky geológ Eduard Suess (dielo „Tvár Zeme“). Nasledujúce polstoročie sa však tento výraz používal len v úzkych kruhoch.

V roku 1926 vydal slávny ruský vedec V. I. Vernadsky knihu "Biosphere". V tejto práci zdôvodnil úlohu živých organizmov v geologických procesoch. Bol to V. I. Vernadsky, ktorý ako prvý určil, čo je biosféra a ako sa líši od ostatných škrupín Zeme. Ukázal to ako dynamický aktívny systém obývaný a ovládaný živými bytosťami.

Dnes vo vede existuje jediná všeobecne akceptovaná definícia pojmu „biosféra“. Toto je škrupina planéty Zem, ktorú obývajú živé organizmy. Biosféra zaujíma osobitné miesto vo vzťahu k iným geosféram. Je to spôsobené tým, že geologická aktivita všetkých živých bytostí sa prejavuje iba v rámci hraníc tejto škrupiny.

Hranice biosféry

Biosféra pokrýva hornú oblasť (asi 7,5 km) litosféry, spodnú hranicu atmosféry (15-20 km) a celú hydrosféru.

Litosféra je tvrdý obal našej planéty. Pokrýva celú zemskú kôru a časť vrchného plášťa. Väčšina živých organizmov sa nachádza v pôde v hĺbke do 1 m.. Niektoré baktérie však môžu preniknúť hlboko do litosféry (až 4 km).

Hydrosféra je vodný obal planéty Zem. Je to súbor všetkých oceánov, morí, riek, jazier a iných vodných plôch. Táto škrupina je úplne zvládnutá a obývaná živými organizmami. Väčšina z nich žije v hĺbke do 200 m.Niektoré druhy však žijú aj na dne oceánov (asi 12 km).

Atmosféra je plynný obal našej planéty. Pozostáva z dusíka, kyslíka, ozónu a oxidu uhličitého. Zloženie biosféry zahŕňa iba najnižšie vrstvy atmosféry. Je to spôsobené tým, že určité typy hmyz a vtáky môžu stúpať do výšky až 5 km nad zemou.

Zložky biosféry

V zložení biosféry sú 4 zložky (klasifikáciu navrhol V. I. Vernadsky):

• Živá látka. Jeho množstvo je približne 0,25 % hmotnosti biosféry. Táto látka je súhrnom všetkých živých organizmov na planéte. Sú spojené do 4 kráľovstiev: baktérie, rastliny, huby a zvieratá. Živá hmota sa vyznačuje výraznou energiou, vyznačuje sa pohyblivosťou a neustálym striedaním generácií, vďaka čomu sa všetky jej zložky neustále aktualizujú.
• biogénna látka. To je všetko, čo sa tvorí počas života organizmov a skladá sa zo živočíšnych a rastlinných zvyškov (vápenec, ropa, atmosférické plyny, rašelina atď.). Všetky biogénne zložky slúžia ako silný zdroj energie.
• Inertná látka. Sú to prvky, na ktorých tvorbe sa nezúčastňujú živé bytosti a mikroorganizmy (kamene, láva a pod.).
• Bioaktívna látka. Sú to zložky biosféry, ktoré vznikajú pri spoločnej činnosti živých organizmov a abiogénnych procesoch (pôda, hlina, sedimentárne horniny, zvetrávajúca kôra, voda atď.).

Vlastnosti a funkcie biosféry

biosféra, ako aj iné dôležité prírodné systémy, má množstvo funkcií. Uvažujme o najdôležitejších z nich.

• bezúhonnosť. Biosféra je centralizovaný systém, ktorého hlavným prvkom je živá hmota. Všetky jeho komponenty sú úzko prepojené a neustále sa vzájomne ovplyvňujú. Výsledkom je, že zmena jedného prvku vedie k reštrukturalizácii celého systému.
• Samoregulácia. Biosféra sa vyznačuje takým procesom, ako je homeostáza. Umožňuje systému samostatne udržiavať a regulovať svoj stav.
• Udržateľnosť. Schopnosť biosféry pod vplyvom vonkajších faktorov zachovať si svoje vlastnosti a vlastnosti. Táto funkcia umožňuje systému zachovať si svoje Aktuálny stav a po otrasoch sa vráťte do pôvodnej polohy.

Jednou z hlavných čŕt a charakteristík biosféry je diverzita. V dôsledku existencie rôznych biologických druhov je v systéme vždy atmosféra konkurencie, ktorá poskytuje ochranu pred vonkajšími vplyvmi.

Funkcie živej hmoty

Dnes veda s istotou vie, čo je biosféra. V biológii je najdôležitejšou kategóriou jej hlavná zložka – živá hmota. Uvažujme o funkciách tohto základného prvku biosféry.

• Plyn. Táto funkcia úzko súvisí s procesom metabolizmu a dýchania. Tieto reakcie plynov prijímajú a uvoľňujú kyslík. oxid uhličitý atď. Vďaka tejto funkcii sa vytvorilo moderné zloženie vzduchu.
• energie. Táto funkcia je založená na procese fotosyntézy - asimilácii slnečnej energie živou hmotou a jej prenosu.
• Redox. Táto funkcia sa má zmeniť chemické vlastnosti látky, ktoré obsahujú atómy rôzne úrovne oxidácia. Takéto reakcie sú základom biologického metabolizmu.
• deštrukčná funkcia. Ide o proces rozkladu organizmov na minerály po ich smrti.
• koncentrácie. Toto je proces akumulácie a pohybu atómov.

Zmysel živej hmoty

• Akumulácia slnečnej energie a jej premena (na chemickú, mechanickú, tepelnú, elektrickú atď.).
• Tvorba väčšiny minerálov a hornín je výsledkom životnej činnosti živých organizmov.
• Akumulácia chemických prvkov. Živé organizmy akumulujú dôležité zložky (železo, horčík, meď, sodík) vo svojich telesných tkanivách a v životnom prostredí.
• Väčšina chemických prvkov prechádza biosférou.
• Obrovský vplyv na zloženie pôdy, atmosféry, hydrosféry.
• Niektoré chemické zložky a zlúčeniny môžu existovať iba v zložení živých organizmov.