§ 1. Биосфера как одна из оболочек Земли

Биосфера Земли

§ 1. Биосфера как одна из оболочек Земли

Особенностью планеты Земля является поверхностная оболочка – биосфера. Эта оболочка является местом сочетания резко отличающихся в физико-химическом отношении компонентов (литосфера, гидросфера, атмосфера), которые входят в новую организованность. Целостный характер биосферы определяется живым веществом, а область, которую оно заполняет, получает собственное название – биосфера.

Она в течение примерно 4 млрд. лет преобразовывала лик Земли, существенным образом определяла динамику литосферных, гидросферных и атмосферных процессов и событий.

За этот период времени, питаясь энергией космических излучений, биосфера сформировала сложные саморегулирующиеся механизмы, которые обеспечили ей внутреннее саморазвитие, и дали гарантии защиты от губительных факторов космической среды1.

Жизнь как особое, очень сложное явление природы оказывает на окружающий мир самое разнообразное воздействие. Существуя в виде различных проявлений, жизнь («живая природа») не только производит продукты своей жизнедеятельности, но и коренным образом преображает природу. Многообразие живых систем поражает воображение.

За все время эволюции жизни на Земле существовало колоссальное количество различных видов живых организмов (всего около 500 млн). В настоящее время насчитывается около 1,2 млн видов животных и 0,5 млн видов растений. Минеральных же видов неживой материи (так называемое «косное вещество») насчитывается лишь около 10 тыс.

видов.

Отдельные живые организмы не существуют изолированно. В процессе своей жизнедеятельности они соединяются в различные системы (сообщества), например, в популяции. В ходе эволюции образуется другой, качественно новый уровень живых систем, так называемые биоценозы – совокупность растений, животных и микроорганизмов в локальной среде обитания.

Эволюция жизни постепенно приводит к росту и углублению дифференциации внутри биосферы. В совокупности с окружающей средой обитания, обмениваясь с ней веществом и энергией, биоценозы образуют новые системы – биогеоценозы или, как их еще называют, экосистемы. Они могут быть разного масштаба: море, озеро, лес, роща и т. д.

Биогеоценоз представляет собой естественную модель биосферы в миниатюре, включающую все звенья биотического круговорота: от зеленых растений, создающих органическое вещество, до их потребителей, в итоге превращающих его вновь в минеральные элементы. Иначе говоря, биогеоценоз является элементарной ячейкой биосферы.

Таким образом, в совокупности все живые организмы и экосистемы образуют суперсистему – биосферу.

1. Биосфера как геологическая оболочка Земли

Биосфера – вместилище жизни, сложная, целостная система, динамическое равновесие которой проявляется множеством параметров. Само слово «биосфера» произошло от слов «био» и «сфера» – это область активной жизни, охватывающей нижнюю часть атмосферы, верхнюю часть литосферы и гидросферу.

Земля оказалась своего рода исключением в ряду планет Солнечной системы. Только она одна приобрела себе массивный спутник за счет остатков ударяющихся об нее тел. Можно предположить, что разгадка понимания ранней истории формирования Земли заключена в тайне образования Луны.

Если бы Луна образовалась не из остатков метеоритов и астероидов, то значит, их было не так много, а, следовательно, их бы не хватило на быстрый разогрев Земли. Но, видимо, как раз этого «добра» падало на Землю достаточно, и для самой планеты и для образования ее спутника.

Ученые рассчитали, что в то время, когда масса Земли постепенно приближалась к семидесяти процентам от современной, скорости тел, ударяющихся о поверхность планеты протоЗемли, достигли такого уровня, что вызвали не только появление отдельных участков расплава, но и перемешивали своими ударами слой до тысячи километров глубиной! (Современный радиус Земли приблизительно равен шести с половиной тысячам километров).

Но уже при росте массы Земли от 0,70 до 0,95 процентов ее современной величины, средняя толщина слоя ударного перемешивания уменьшается от тысячи до первых сотен километров.

Таким образом, на основной стадии формирования протоЗемли лишь низы примитивной мантии не были подвержены влиянию ударов разнообразных тел.

Очевидно следующее: вопреки широко распространенным моделям формирования Земли – «холодная начальная Земля» или «магматический океан» – должна рассматриваться компромиссная, но более сложная модель «умеренно горячей первичной Земли».

Стараниями постоянно падающих тел, постепенно, набирая обороты, начался прогрев Земли, достигая тысячи градусов на глубинах около тысячи километров, происходила дифференциация вещества, словом, все то, что можно назвать началом развития планеты.

Вполне естественно, что с течением времени под первичной поверхностью Земли – пока примитивной корой, которая подвергалась ударам многочисленных тел – происходила термогравитационная конвекция: тяжелое двигалось вниз, легкое наверх.

Это движение так бы и происходило до сегодняшнего дня, как это случилось на ранних стадиях с Марсом или Венерой.

Но на их поверхности нет рифтов и движущихся континентов, несмотря на то, что первичный материал, из которого сформировались все планеты солнечной системы, был почти один и тот же.

Однако на Земле, в отличие от Марса и от Венеры, были водные бассейны и образовались осадочные породы и затем, в процессе метаморфизации, они превращались в граниты. Иными словами, кроме базальтовой коры на Земле получились граниты. А гранитная кора отличается тем, что она легче и может образовывать достаточно «легкие» континенты, плавающие на более плотных базальтах.

С другой стороны, для того, чтобы происходило движение пусть даже и базальтовых плит по поверхности планеты, необходимо перемещение вещества под ней. На остывшем Марсе этот механизм не работает, в отличие от Венеры. Тем не менее, континентов подобно земным на ней нет. Потому что на Венере отсутствуют все те же океаны.

Нет даже льда, который лежал бы на базальтах, и движение одного типа коры относительно другого все равно бы состоялось, пусть бы это и называлось тектоникой ледяных плит. Вода, главный «виновник» появления гранитов на Земле появилась на нашей планете тоже благодаря уникальному стечению обстоятельств, которых не было на других планетах.

Дело в том, что Земля располагается «всего» на 0,28 астрономической единицы дальше от Солнца, чем Венера. К тому же современный солнечный поток больше первоначального на двадцать процентов градусов или плюс десять. Но это не все равно для нас.

На Венере средняя температура двадцать пять – тридцать градусов, к тому же парниковый эффект приводит к дополнительному разогреву атмосферы. А на Земле постоянная температура плюс пятнадцать и все время существовали теплые области.

Текучая вода на поверхности оказалась только на одной планете, только на ней появились граниты, которые были включены в сложный процесс дифференциации вещества, начавшийся после массивной бомбардировки протоЗемли астероидами и метеоритами.

Но стоило только появиться первой гранитной выплавке, как тут же из нее были «построены» первые континенты. Именно они, подобно ледоколам перемещаясь по Земле, вспарывают ее недра до самого ядра. Только они управляют процессами возникновения или затухания потоков из самых глубин мантии.

Не будь на Земле континентов, не было бы того целостного и упорядоченного механизма, который все перемешал внутри нашей планеты.

С другой стороны, движение твердых плит строго закономерно, и однажды возникнув, они неминуемо должны были вновь и вновь образовывать суперконтиненты, чтобы затем расходиться в разные стороны. Количество континентов, их форма могла быть произвольной, но, однажды появившись, они уже запустили современный геодинамический «котел» внутри Земли.2

Биосфера сыграла определяющую роль в возникновении атмосферы, гидросферы и литосферы. Биосфера представляет собой единство живого и минеральных элементов, вовлеченных в сферу жизни. Биосфера в своем естественном состоянии – это монолит жизни. 

Органическая жизнь сосредоточена в литосфере (верхняя часть твердой поверхности земной коры), в гидросфере (моря, реки, озера и Мировой океан), а также в тропосфере (нижние слои атмосферы).

Нижняя граница биосферы опускается на 2-3 км на суше и на 1-2 км ниже дна океана, а верхней служит так называемый озоновый экран на высоте 20-25 км, выше которого жесткое ультрафиолетовое излучение Солнца убивает все живое.

Человеческое общество с его производством и созданной им искусственной средой – техносферой также является частью биосферы. Суммарная биомасса живых организмов Земли оценивается примерно в 2,4×1012 т, причем основная ее часть (более 99%) образована наземными животными, растениями и организмами.

Биомасса организмов океана ничтожно мала по сравнению с биомассой наземных организмов.

В биосфере живые организмы (живое вещество) и среда их обитания органически связаны между собой и взаимодействуют друг с другом, образуя целостную динамическую систему. В.И. Вернадский писал: «Биосфера – это среда нашей жизни, это та «природа», которая нас окружает, о которой мы говорим в разговорном языке.

Человек прежде всего своим дыханием, проявлением своих функций, неразрывно связан с этой «природой», хотя бы он жил в городе или в уединенном домике». «Человек … как и все живые организмы, как всякое живое вещество, есть определенная функция биосферы… составляет определенную закономерность строения биосферы»3.

Биосфера, или биомасса Земли – это совокупность всех живых существ в природе, которая имеет свои границы. Верхний предел биосферы ограничен сильнейшим солнечным и космическим излучением, поражающим все живое. Нижний предел – высокими температурами недр Земли.

Биосфера – это саморегулирующаяся система, в которой все живые организмы связаны между собой. Эта система формировалась сотни тысяч лет и имела три этапа развития:

  1. Нижний палеолит, во времена которого происходило основное формирование биомассы планеты, – верхний палеолит.
  2. От верхнего палеолита до начала нашего тысячелетия. Это время, когда вмешательство человека, считающего себя высшим существом, привело к первому крупнейшему экологическому кризису, повлекшему за собой вымирание многих видов крупных животных.
  3. Развитие НТП и нерациональное природопользование. Он продолжается до наших дней.

Биосфера существовала до появления человека и может существовать без него, но человек без биосферы существовать не может. Это аксиома.

Независимо от человека биосфера сложилась как саморазвивающаяся и саморегулирующаяся система, как механизм, использующий энергетический порядок, идущий из Космоса и перераспределяющий энергию внутри геофизической, биологической, геохимической оболочек на планете и характеризующийся определенной биологической продукцией Саморегуляция этого процесса была стихийной, но эффективной и направленной. Биосфера развивалась вместе с усложнением форм жизни, с накоплением органического вещества, живой биомассы, корневых систем и т.д.

Однако человек с момента своего появления вмешивается в процессы самоуправляющейся, саморегулирующейся природной системы и воздействует на нее. В.И. Вернадский одним из первых заметил, что человечество вступило в новую эпоху, когда, познав законы природы, оно проявляет себя как сила, способная сознательно управлять процессами в биосфере.

2. Концепции биосферы

Термин «биосфера» появился в науке в 1875 г., однако первые представления о биосфере складывались уже в начале XIX в. Эти первые представления были, в частности, отражены в работе «Гидрология» Ж.Б. Ламарка (1802).

Не пользуясь понятием «биосфера, он писал, что «все вещества, находящиеся на поверхности земного шара и образующие его кору, сформировались благодаря деятельности живых организмов». В 1826 г.

немецкий ученый Гумбольдт ввел понятие «жизненная среда», понимая под этим оболочку Земли, куда включал атмосферные, морские и континентальные процессы и весь органический мир. Так в науке формировалось понятие пространства, охватываемого жизнью и ей же создаваемого.4

Однако определение биосферы как особой оболочки Земли и само ее название было предложено австралийским геологом Э. Зюсом. Именно Э. Зюсом в 1875 г. был введен термин «биосфера».

Однако подробного освещения существа и роли биосферы мы у Зюса не находим. Ж.Б.

Ламарк значительно раньше и глубже подошел к анализу взаимоотношений организмов со средой их обитания и гибели, что непосредственно предшествовало современному пониманию биосферы.

Одним из первых в науке комплексное учение о биосфере стал разрабатывать выдающийся русский ученый В.И. Вернадский в начале XX в. Он был одним из первых, кто понял, что весь лик Земли, ее ландшафты, структура атмосферы – все это является порождением жизни.

Его учение о биосфере как активной оболочке Земли, в которой совокупная деятельность живых организмов проявляется как геохимический фактор планетного масштаба, появилось в 1926 г.

В этом году вышла его работа «Биосфера», в котором ученый изложил свое учение о «живом веществе» и его геологических функциях. Суть его учения заключается в следующем:

  • биосфера – это целостная организованная система живого вещества;
  • все явления в ней – часть единого механизма биосферы;
  • живое вещество – это то звено, которое соединяет историю химических элементов с эволюцией организмов и человека и с эволюцией всей биосферы.

Теория биосферы, разработанная В.И. Вернадским, оказывается необходимой естественнонаучной предпосылкой для создания теоретических основ экологии человека и, кроме того, важнейшим средством стратегии и тактики научных исследований по проблеме экологии человека и различным аспектам преобразования окружающей среды.

Основные идеи В.И. Вернадского по проблемам биосферы сложились в начале прошлого столетия. В.И. Вернадский рассматривал биосферу как область жизни, основа которой – взаимодействие живого и косного веществ. Он писал, что живые организмы являются функциями биосферы и тесным образом материально и энергетически с ней связаны.

Сама биосфера является продуктом длительного спонтанного развития нашей планеты. Солнечная космическая энергия через растительный мир, почвенно-растительные системы служит источником зарождения, питания и существования всего живого на Земле.

В свою очередь, живое вещество, завоевав планету, глубоко изменило ее, проявило себя могучим трансформирующим фактором.

Главной особенностью биосферы ученый считал биогенную миграцию атомов химических соединений, вызываемую лучистой энергией Солнца и проявляющуюся в процессе обмена веществ, росте и размножении организмов. Эта биогенная миграция подчиняется двум биогеохимическим принципам:

Источник: https://student.zoomru.ru/kse/biosfera-zemli/234678.1831424.s1.html

Биосфера как одна из оболочек Земли

§ 1. Биосфера как одна из оболочек Земли

Биосфера — это среда нашей жизни, это та при­рода, которая нас окружает, о которой мы говорим в разговорном языке. Человек — прежде всего — сво­им дыханием, проявлением своих функций, нераз­рывно связан с этой «природой», хотя бы он жил в городе или в уединенном домике.

В. И. Вернадский

Биосфера (греч. биос — жизнь, сфера — шар, сфера) — сложная наружная оболочка Земли, населенная организмами, составляющими в совокупности живое вещество планеты. Это одна из важнейших геосфер Земли, являющаяся основным ком­понентом природной среды, окружающей человека.

Впервые термин «биосфера» был введен в науку геологом из Австрии Эдуардом Зюссом в 1875 г. Он понимал под биосферой тонкую пленку жизни на земной поверхности.

Роль и значение биосферы для развития жизни на нашей планете оказалась на­столько велика, что уже в первой трети XX в.

возникло новое фундаментальное научное направление в естествознании — уче­ние о биосфере, основоположником которого является великий русский ученый В. И. Вернадский.

Земля и окружающая ее среда сформировалась в результа­те закономерного развития всей Солнечной системы. Около 4,7 млрд лет назад из рассеянного в протосолнечной системе газопылеватого вещества образовалась планета Земля.

Как и дру­гие планеты, Земля получает энергию от Солнца, достигаю­щую земной поверхности в виде электромагнитного излучения. Солнечное тепло — одно из главных слагаемых климата Зем­ли, основа для развития многих геологических процессов.

Ог­ромный тепловой поток исходит из глубины Земли.

По новейшим данным, масса Земли составляет 6х1021 т, объ­ем — 1,083х1012 км3, площадь поверхности — 510,2 млн км2. Размеры, а следовательно, и все природные ресурсы нашей пла­неты ограничены.

Наша планета имеет неоднородное строение и состоит из концентрических оболочек (геосфер) — внутренних и внешних. К внутренним относятся ядро, мантия, а к внешним – лито­сфера (земная кора), гидросфера, атмосфера и сложная обо­лочка Земли — биосфера.

Литосфера (греч. «литос» — камень) — каменная оболоч­ка Земли, включающая земную кору мощностью (толщиной) от б (под океанами) до 80 км (горные системы). Земная кора сложена горными породами.

Доля различных гор­ных пород в земной коре неодинакова — более 70% приходит­ся на базальты, граниты и другие магматические породы, око­ло 17% — на преобразованные давлением и высокой темпера­турой породы и лишь чуть больше 12% — на осадочные.

Земная кора — важнейший ресурс для человечества. Она содержит горючие полезные ископаемые (уголь, нефть, горю­чие сланцы), рудные (железо, алюминий, медь, олово и др.) и нерудные (фосфориты, апатиты и др.) полезные ископаемые, естественные строительные материалы (известняки, пески, гра­вий и др.).

Гидросфера (греч. «гидора» — вода) — водная оболочка Зем­ли. Ее подразделяют на поверхностную и подземную.

Поверхностная гидросфера — водная оболочка поверхностной части Земли. В ее состав входят воды океанов, морей, озер, рек, водохранилищ, болот, ледников, снежных покровов и др. Все эти воды постоянно или временно располагаются на зем­ной поверхности и носят название поверхностных.

Поверхностная гидросфера не образует сплошного слоя и прерывисто покрывает земную поверхность на 70,8%.

Подземная гидросфера — включает воды, находящиеся в верхней части земной коры. Их называют подземными. Свер­ху подземная гидросфера ограничена поверхностью земли, ниж­нюю ее границу проследить невозможно, так как гидросфера очень глубоко проникает в толщу земной коры.

По отношению к объему земного шара общий объем гидро­сферы не превышает 0,13%. Основную часть гидросферы (96,53%) составляет Мировой океан. На долю под­земных вод приходится 23,4 млн км2, или 1,69% от общего объема гидросферы, остальное — воды рек, озер и ледников.

Более 98% всех водных ресурсов Земли составляют соле­ные воды океанов, морей и др. Общий объем пресных вод на Земле равен 28,25 млн км3, или около 2% общего объема гид­росферы.

Основная часть пресных вод сосредоточена в ледниках, воды которых пока используются очень мало.

На долю остальной части пресных вод, пригодных для водоснабжения, приходится 4,2 млн км3 воды, или всего лишь 0,3% объема гидросферы.

Гидросфера играет огромную роль в формировании при­родной среды нашей планеты. Весьма активно она влияет и на атмосферные процессы (нагревание и охлаждение воздушных масс, насыщение их влагой, и т. д.).

Атмосфера (греч. «атмос» — пар) — газовая оболочка Зем­ли, состоящая из смеси различных газов, водяных паров и пы­ли. Общая масса атмосфе­ры — 5,15-1015 т. На высоте от 10 до 50 км, с максимумом кон­центрации на высоте 20—25 км, расположен слой озона, защи­щающий Землю от чрезмерного ультрафиолетового облучения, гибельного для организмов.

Атмосфера физически, химически и механически воздей­ствует на литосферу, регулируя распределение тепла и влаги. Погода и климат на Земле зависят от распределения тепла, дав­ления и содержания водяного пара в атмосфере. Водяной пар поглощает солнечную радиацию, увеличивает плотность воз­духа и является источником всех осадков. Атмосфера поддер­живает различные формы жизни на Земле.

В формировании природной среды Земли велика роль тро­посферы (нижний слой атмосферы до высоты 8—10 км в по­лярных, 10—12 км в умеренных и 16—18 км в тропических ши­ротах) и в меньшей степени стратосферы, области холодного разреженного сухого воздуха толщиной примерно 20 км. Сквозь стратосферу непрерывно падает метеоритная пыль, в нее вы­брасывается вулканическая пыль, а в прошлом и продукты ядер­ных взрывов в атмосфере.

В тропосфере происходят глобальные вертикальные и го­ризонтальные перемещения воздушных масс, во многом опре­деляющие круговорот воды, теплообмен, трансграничный пе­ренос пылевых частиц и загрязнений.

Атмосферные процессы тесно связаны с процессами, про­исходящими в литосфере и водной оболочке.

К атмосферным явлениям относят: осадки, облака, туман, грозу, гололед, пыльную (песчаную) бурю, шквал, метель, из­морозь, росу, иней, обледенение, полярное сияние и др.

Атмосфера, гидросфера и литосфера тесно взаимодейству­ют между собой. Практически все поверхностные экзогенные геологические процессы обусловлены этим взаимодействием и проходят, как правило, в биосфере.

Биосфера — внешняя оболочка Земли, в которую входят часть атмосферы до высоты 25—30 км (до озонового слоя), прак­тически вся гидросфера и верхняя часть литосферы примерно до глубины 3 км.

Особенностью этих частей является то, что они населены живыми организмами, составляющими живое вещество планеты. Взаимодействие абиотической части био­сферы — воздуха, воды и горных пород и органического веще­ства — биоты обусловило формирование почв и осадочных по­род. Последние, по В. И.

Вернадскому, несут на себе следы деятельности древних биосфер, существовавших в прошлые гео­логические эпохи.

Источник: https://studopedia.su/7_47790_biosfera-kak-odna-iz-obolochek-zemli.html

Биосфера как одна из оболочек з

§ 1. Биосфера как одна из оболочек Земли

Земли. Границы биосферы.

Учение о биосфере и ноосфере

Большой вклад в развитии данного учения внес Вернацкий.

Биосфера – это своеобразная оболчка земли в которой живут и развиваются живые организмы. Биосфера имеет следующие границы в атмосфере. границы до 20 км гидросфера более 10 км. в литосфере 3,5 -7,5 км. совокупность всех живых организмов на планете называется биомассой. по весу биомасса составляет 0,01 % от планеты.

Вернацкий выделял след. компоненты биосферы.

1) живое вещство – это совокупность всех живых организмов.

2) косное вещество это горные породы не органичесого происхождения и вода

3) биогенное вещество – это органоминеральное вещества. созданные живыми организмами за длительнный геологический период.

4) биокосное вещество – это вещества кторые яв-ся результатом взаимодействия живого и костного вещества.

решающию роль в преобразовании биосферы Вернацкий отводил живым организмам, которые способны оказывать существенное влияние на окружающию среду.

Вернацкий считал, что в настоящее время деятельность человека преобрела такую мощность и такие масштабы что стало спообна оказывать природообразующее влияние на окружающую среду.

С этого момента начинается постепенное превращение биосферы в ноосферу

Ноосфера –это новое эволюционное состояние бисферы при котором разумная деятельность человека становиться решающим фактором развития человека.

Основным тезисом учения Вернацкого о ноосфере яв-ся утверждение, что на определенной ступени развития человеческой цив. люди должны принять на себя всю ответственноетсь за дальнейший ход эволюции планеты.

6.

Экосистемы.

Совокупность совместно обитающих разных видов организмов,

Состоит из четырех основных компонентов:

1. Абиотическая среда – природные тела и явления, которые окружают живые организмы в среде их обитания.

2. Продуценты – живые организмы, которые из неорганических веществ абиотической среды, под воздействием солнечного света, в результате процесса фотосинтеза – синтезируют органические вещества. В природе продуцентами являются зеленые растения.

3. Консументы – потребители растительной продукции. Выделяют консументы нескольких порядков. 1. Травоядный. 2. …

4. Редуценты– живые организмы, которые разлагают остатки отмерших организмов, превращая их в исходные минеральные вещества. К редуцентам относятся – черви, микроорганизмы и бактерии.

Экоститемы подразделяются на экосистемы сушии водные.

А так же на естественные и искуственные.

В экологических системах протекает несколько круговоротов:

6. Геологический – под дуйствием солнца с поверхностей морей и океанов испаряется воды вместе с растворенными в ней минеральными веществами.

Затем, пары воды воздушными потоками переносятся на территорию суши, где они осаждаются в виде осадков.

Осадки вымывают с поверхности земли минеральные вещества, способствуют разрушению горных пород, жатем смешиваются с водой рек и возвращаются опять в моря иьокеаны.

7. Биологический. Продуценты поглащают минеральные вещесвта и синтезируют в органические вещества. Затем продуценты поедаются консументами, после умирания консументов и продуцентов их остатки перерабатывают редуценты до простейших минеральных (неорганический) веществ, которые возвращаются в абиотическую среду.

Гомеостаз и сукцессия.

В естественных экосистемах любая экосистема постоянно поддерживает равновесие, которое исключает уничтожение тех или иных звеньев трофической сети.

Любая экосистема всегда сбалансирована и устойчива.

Чем сложнее экосистема, тем она стабильнее и устойчивее во времени и пространстве.

Гомеостаз– состояние подвижно-стабильного равновесия экосистемы. Гомеостатичность является важнейшим условием существования любой экосистемы.

Несмотря на то, что естественная экосистема находится в состоянии подвижно-стабильного равновесия, она испытывает медленные, но постоянные изменения вов временикоторыесопровождаются

Сукцессия –последовательная смена во времени одних биоценозов другими на определенном участке территории.

Биоценоз-совокупность живых организмов, живущих на данном участке системы.

11.

Зеленые растения используют солнечную энергию и синтезируют органическое вещество из диоксида углерода, воды и минеральных элементов почвы.

Это вещество накапливается в биосфере, частично консервируется в виде, например, торфа, каменного угля, сланцев, донных отложений океана. Все вещества на нашей планете находятся в процессе биохимического круговорота.

Выделяют 2 основных кругооборота: большой ( геологический) и малый (биотический).

Большой кругооборот происходит в течение сотен тысяч или миллионов

лет. Он заключается в том, что горные породы подвергаются разрушению, выветриванию, а продукты выветривания, в том числе растворенные в воде питательные вещества сносятся потоками воды в Мировой океан.

Здесь они образуют морские напластования и лишь частично возвращаются на сушу вместе с осадками, с извлеченными человеком из воды организмами.

Процессы опускания материков и поднятия морского дна, перемещение морей и океанов в течение длительного времени приводят к тому, что эти напластования возвращаются на сушу и процесс повторяется вновь.

Малый кругооборот, являясь частью большого и заключается в том, что питательные вещества почвы, вода, углерод аккумулируются в веществе растений, расходуются на построение тела и жизненных процессов как их самих, так и организмов – консументов.

Продукты распада органического вещества попадают в расположение почвенной микрофлоры, вновь разлагаются до минеральных компонентов, доступных растениям и вновь вовлекаются в поток вещества.

Кругооборот химических веществ из неорганической среды через растения и животные обратно в неорганическую среду с использованием солнечной энергии или энергии химических реакций называется биогеохимическим циклом.

БИОГЕННЫЕ ЭЛЕМЕНТЫ — химические элементы, постоянно входящие в состав организмов и выполняющие определенные биологические функции.Важнейшие биогенные элементы: кислород (О) (составляет около 70% массы организмов), углерод (C) (18%), водород (H) (10%), азот (N), бор (B), сера (S), кальций (Ca), калий (K), натрий (Na), хлор (Cl).

13.

В целом можно выделить следующие этапы взаимодействия природы и общества:

1. Доисторический (доцивилизационный), когда имеет место неосознанное сотрудничество, а противостояние носит неантогонистический характер;

2. Исторический (цивилизационный, современный). Для этого этапа отличительны: нарастание конфронтационных, антагонистических отношений между природой и обществом; производящая деятельность, ведущая к уничтожению естественной среды обитания, быстрой смене естественных ландшафтов антропогенными, постепенное осознание гибельности конфронтационных отношений.

3. Постисторический, постцивилизационный (будущий). Предполагает наличие альтернативы: либо экологическая катастрофа планетарного масштаба, либо полная перестройка философской основы взаимоотношений Природы и Человека.



Источник: https://infopedia.su/4xaa8.html

Что такое биосфера. Ее границы, структура и функции

§ 1. Биосфера как одна из оболочек Земли

Биосфера – место обитания живых существ. Зарождение жизни тесно связано с развитием оболочек земли. Она начала свое формирование около 4 миллиардов лет назад, затем появились первые признаки жизни на нашей планете.

Становление биосферы и ее поэтапное формирование обусловлено влиянием ряда факторов: действием на Землю космической энергии, развитием живых организмов и человечества.

Термин биосфера ввел австрийский ученый Зюсс еще в 19 столетии, он выделил все оболочки Земли, но подробное их описание совершил в 20 ст. отечественный ученый В.И. Вернадский (первый президент Украинской Академии Наук). Он описал границы биосферы, разработал единое учение о биосфере.

Свойства биосферы необходимые для возникновения и продолжения жизни

  • Наличие CO2 и кислорода;
  • вода – источник жизни на земле, присутствие, как пресных водоемов, так и соленых;
  • регуляция температуры: отсутствие резких перепадов, сверхвысоких и низких показателей;
  • обеспечение всего живого продуктами питания;

До сих пор нет единого определения. Существует три версии, что такое биосфера:

  1. Общая масса всех живых существ, которые обитают в оболочках земли, является биосферой.
  2. Организмы и места их жизнедеятельности вместе составляют биосферу.
  3. Это следствие продолжительной жизни существ, обитавших задолго до наших дней.

Ученые-геологи считают правильной первую точку зрения, так как другие не имеют теоретического подкрепления.

Биосфера простилается по всей поверхности Земли (горы, поля, реки, моря, океаны) и создает условия для жизнедеятельности всех организмов. Человек также является составляющим звеном.

Границы

Границы биосферы в км

Чем определяются границы распространения биосферы?

Поскольку Живое — главная составляющая биосферы, ее границы определяются возможностью выживать отдельных индивидуумов в условиях окружающей среды. В верхних слоях ультрафиолетовое излечение не дает развиваться живым организмам – это определяет верхнюю границу биосферы. Высокие температуры в земных глубинах устанавливают нижнюю черту жизни.

Где проходят границы биосферы?

Атмосфера – воздушный слой земного шара, состоит из азота, кислорода, диоксида углерода и др. Она защищает Землю от перегрева, действия космической радиации, ультрафиолета, метеоритов. В составе атмосферы выделяют: тропосферу, стратосферу, ионосферу.

Тропосфера (озоновый слой земли) является верхней границей биосферы, находится на высоте 20 км.

Стратосфера – располагается на высоте 50 км над уровнем моря, воздух разжижается, нагревается, увеличивается концентрация озона, условия становятся непригодными для жизни.

Ионосфера – поверхностный слой атмосферы, поддается воздействию космического излучения, поэтому сильно ионизированный.

Литосфера – земная кора, твердый слой, который уходит на глубину 200км. К биосфере относится верхний шар, населенный живыми организмами.

Нижняя граница по литосфере достигает 4км, глубина где были найдены бактерии.

Опускаясь ниже, температура возрастает, достигая 100 градусов, что несовместимо с существованием живых организмов, происходит денатурация белка, все живое – гибнет.

Гидросфера – совокупность наземных и подземных вод. Это одна из оболочек нашей планеты, которая окружает материки и острова, составляет 70% поверхности земного шара. Нижняя граница биосферы расположена на глубине около 11 км. (в области Тихого океана).

Схема границ биосферы

Слои биосферы

Эубиосфера – основная прослойка биосфера. 99,9% живых существ постоянно населяют данный слой. Ширина эубиосферы 12-17км.

Парабиосфера, метабиосфера – соответственно верхний и нижний слои бисоферы, куда жизнь попадет случайно, заносится из эубиосферы.

Апобиосфера и абиосфера — самый верхний и самый нижний слои, куда жизнь не может попасть даже случайно.

В зависимости от среды обитания живых организмов выделяют:

  • Аэробиосферу (жизнь осуществляется за счет атмосферной влаги и солнечной энергии, от верхушек деревьев до стратосферы);
  • геобиосферу (организмы населяют почву, поверхность суши, деревья);
  • гидробиосферу (все водные структуры заселенные гидробионтами, исключая подземные воды).

Структура биосферы и ее состав

Живое вещество Вернадский описывал как общее число всех живых организмов населяющих планету в данный период времени.

Основные свойства:

  • В нем сосредоточено огромное количество энергии;
  • скорость течения реакций в живом организме быстрее, чем в искусственно созданных условиях;
  • составляющие живого вещества стабильны только в жизнеспособном организме;
  • возможность существовать в разных условиях, заполняя все пространство. Это явление Вернадский назвал «всюдностью жизни»;
  • отдельные особи всегда являются частью экосистемы;
  • живое вещество эволюционирует, приобретает новые свойства, адаптируется к изменчивости внешней среды.

Биогенное вещество – продукты жизнедеятельности живого. В процессе жизни организмы пропускают через себя многократно все составляющие биосферы, так образуются залежи нефти, газа, угля, торфа и др.

Косное вещество – формируется без участия живой материи (небиогенные горные породы, минералы).

Биокосное вещество – создается при взаимодействии живого и неживого (вода, приземная атмосфера, почва).

Структура и состав биосферы

Живое вещество распределено не равномерно на просторах земли, ее концентрация увеличивается возле экваториальной плоскости, на полюсах планеты жизни мало.

Скопление живых организмов находятся на границах слоев биосферы: на дне океана – проходит граница между литосферой и гидросферой, в поверхностных водах Мирового океана – рубеж между гидросферой и атмосферой, на границе литосферы и атмосферы находится почва – место обитания микроорганизмов, насекомых, других животных. В этих местах создаются благоприятные условия для существования: высокая концентрация кислорода, доступ к солнечному свету, влага, питательные вещества.

Соотношение видов живых организмов показывает преобладание растительности, она занимает 99% от всего живого, животные – 1%, люди – 0,0002%.

Функции биосферы

Энергетическая – аккумуляция солнечного излучения в процессе фотосинтеза (переход энергии солнечного света с помощью пигментов растений в органические связи) и ее трансформация, с последующим распределением между всеми живыми организмами.

Газообразующая – поддержание стабильного газового состава атмосферы (выделение кислорода, поглощение диоксида углерода).

Концетрационная – сосредотачивают в теле химические вещества, образуя в дальнейшем полезные ископаемые.

Круговорот вещества в биосфере

Растения в процессе роста и развития используют минеральные вещества из почвы, адсорбируют воду с помощью корня, перерабатывают энергию Солнца, образуют органические вещества из неорганических, из атмосферного воздуха листьями поглощается диоксид углерода и выделяется кислород посредством фотосинтеза.

Животные и человек дышат кислородом, используют органические вещества образованные растениями. После смерти, скопление органических веществ растений и животных разлагается под действием микроорганизмов, и переходят в неорганическое состояние.

Процесс преобразования энергии и вещества начинается сначала – это и есть жизненный круговорот.

Оцените, пожалуйста, статью. Мы старались:) (35 4,60 из 5)
Загрузка…

Источник: https://animals-world.ru/biosfera-i-chelovek-biosfera-i-ee-granicy/

1.Биосфера как одна из оболочек земли

§ 1. Биосфера как одна из оболочек Земли

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ

1. БИОСФЕРАКАК ОДНА ИЗ ОБОЛОЧЕК ЗЕМЛИ

2.ЗАГРЯЗНЕНИЕ АТМОСФЕРЫ: ОСНОВНЫЕИСТОЧНИКИ, МАСШТАБЫ И ПОСЛЕДСТВИЯ

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

СПИСОКИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ И ИСТОЧНИКОВ

ВВЕДЕНИЕ

Человек связан сприродой неразрывными узами . Начинаяс первобытного периода своего существованияон пытался ее познать в целях использования. Природа давало ему пищу , растительнуюи животную ; одежду, жилище ; орудия иоружие – каменные , металлические; энергиюогня , воды , ветра .

Постепенно изнаблюдений и опыта использованияразличных природных объектов возниклинауки . Наука о природе – естествоведение- дифференцировалась на отдельныеотрасли знания : биологию , геологию ,физику , химию .

Каждая из них углубляласьв изучение деталей и выделяла новыенауки , например ботаника : анатомию ,морфологию, физиологию , систематику ,филогению растений , микробиологию .

Тоже происходило с зоологией и многимидругими науками .

С развитиемотдельных наук о природе все настоятельнеепроявляется потребность в выявлениивсеобъемлющей картины жизни на планетеЗемля и общих процессов , происходящихна ней .

Ламарк впервыевводит термин “биосфера” , обозначающийобласть жизни и влияние живых организмовна процессы , происходящие на Земле .

Биосфера тесносвязана с деятельностью человека , исохранность равновесия ее составазависит от него .

В настоящее времяв связи с весьма ощутимыми последствияминаучно-технического прогресса , ставящимпод угрозу дальнейшее существованиячеловека , во всех странах мира испытываетсянастоятельная потребность в охранебиосферы.

А чтобы устранить опасности, нависшие над Землей , необходимо знатьисторию биосферы , знать ,как онасуществовала до возникновения человека.

Знание процессов , происходящих вбиосфере , и соответственно разумнаяорганизация всей деятельности и жизничеловечества может помочь восстановитьбылую красоту природы.

Самой большойэкосистемой является биосфера –оболочка планеты, заселенная живымиорганизмами.

Биосфера – «областьжизни», пространство на поверхностиземного шара, в котором распространеныживые существа. Термин был введен в 1875г австрийским геологом Эдуардом Зюссом.Термин вошел в обиход, не имея четкогоопределения.

Развернутое учениео биосфере создано и разработаноакадемиком В.И. Вернадским. Принципиальныеположения учения В.И. Вернадского обиосфере органически сочетает подходыего предшественников. С одной стороны,он рассматривает биосферу как оболочкуЗемли, в которой существует жизнь. Вэтом плане В.И.

Вернадский различаетгазовую (атмосфера), водную (гидросфера)и каменную (литосфера) оболочки земногошара, как составляющие биосферы, областираспространения жизни. С другой стороны,В.И.

Вернадский подчеркивает, что биосфера– не просто пространство, в которомобитают живые организмы; ее составопределяется деятельностью живыхорганизмов, представляет собой результатих совокупной химической активности внастоящем и прошлом.1

Земля и окружающаяее среда сформировалась в результатезакономерного развития всей Солнечнойсистемы. Около 4,7 млрд лет назадобразовалась планета Земля.

Как и другиепланеты, Земля получает энергии отСолнца, достигающую земной поверхностив виде Электромагнитного излучения.

Солнечное тепло – одно из главныхслагаемых климата Земли основа дляразвития многих геологических процессов.Огромный тепловой поток исходит изглубин Земли.

По новейшим данным,масса Земли составляет 6·1021 т,объем – 1,083 км3, площадь поверхности– 510,2 млн км2.

Наша планета имеетнеоднородное строение и состоит извнешних и внутренних оболочек (геосфер).К внутренним относится ядро, мантия, ак внешним – литосфера (земная кора),гидросфера, атмосфера и сложная оболочкаЗемли – биосфера.

Биосфера, охватывающаявесь земной шар небеспредельная, ееграницы определяются распространениемжизни, как по горизонтали, так и повертикали. Можно утверждать, что жизньсуществует на всем земном шаре.Следовательно, горизонтальных границу биосферы нет и можно говорить толькоо вертикальном размере биосферы: верхнем,атмосферном и нижнем, литосферномпределах.

Верхняя границараспространения жизни в атмосфереопределяется не столь низкимитемпературами, сколько губительнымдействием излучения. Высотноераспространение микроорганизмовограничивается в основном ультрафиолетовымизлучением Солнца, убивающее все живое.

О нижнем, литосферном,пределе биосферы, ясного представленияпока нет, но основным фактором ограниченияв данном случае, по-видимому, будетвысокая температура.

Толщина биосферынемногим более 20 км (организмы обитаютнад поверхностью суши не выше 6 км надуровнем моря, опускаются не глубже 15 кмв толщу суши и на 11 км в глубь океана),но основная масса живого веществасконцентрирована в приповерхностномслое толщиной 50 – 100 м.

В этом слоесконцентрировано около 90 % биомассырастений и животных. По сравнению сдиаметром Земли (13 тис. км) биосфера –тонкая пленка, подобная кожице на яблоке.

Неравномерность распространения ираспределения жизни на Земле и ееразнообразие позволяют выделитьструктурные единицы биосферы –экогоризонты (по вертикали) и экосистемы(по площади).

Как уже отмечено,в состав биосферы входят нижняя частьатмосферы, гидросфера и поверхностныеслои литосферы, преимущественноподвергшаяся выветриванию с участиемживых организмов ее часть – почва.

Воздушная, водная и почвенная оболочкиземного шара представляют собой непросто пространство, заполненное жизнью,но выступают как основные среды жизни,активно формирующие ее состав ибиологические свойства.

Биосфера, являясьглобальной экосистемой, как и любаяэкосистема, состоит из абиотической ибиотической частей.

Абиотическая частьпредставлена: 1) почвой и подстилающимиее породами до глубины, где в них естьи живые организмы, вступающие в обменс веществом этих пород и физическойсредой порового пространства; 2)атмосферным воздухом до высот, на которыхвозможны еще проявления жизни; 3) воднойсредой океанов, рек, озер и т. п.

Биотическая частьстоит из живых организмов, осуществляющихважнейшую функцию биосферы, без которойне может существовать сама жизнь:биогенный ток атомов.

Источник: https://studfile.net/preview/8185050/

Book for ucheba
Добавить комментарий