Biosfäär: biosfääri piirid. Biosfääri koostis ja piirid. Biosfääri ülempiir

Asustatakse elusorganismidega, kes oma elutegevuse käigus seda aktiivselt transformeerivad.

Õppeajalugu

Biosfääri kui eluvaldkonna kontseptsiooni tutvustas teadusesse Jean-Baptiste de Lamarck 19. sajandi esimesel poolel. Tema oli tema mõistmisele kõige lähemal. Kuid selle termini pakkus välja Austria teadlane Edward Suess. Ta töötas geoloogia alal ja mõistis biosfääri kõigi organismide tervikuna. Nüüd on selline tähendus põimitud mõistesse "elustik". Suess tõi oma hüpoteese ja uurimistulemusi välja kuulsas teadustöös "Maa nägu", milles kirjeldas Alpide geoloogiat.

Kaasaegse biosfääri kontseptsiooni sõnastas vene teadlane geokeemik, kellel on entsüklopeedilised teadmised paljudes teadusharudes - Vladimir Ivanovitš Vernadski. Moskva ülikooli mineraloogiaprofessorina sai temast 1926. aastal ilmunud suurteose "Biosfäär" autor. Selles töös andis ta esmakordselt selle mõiste üksikasjaliku definitsiooni.

V. M. Vernadsky arvas õigesti, et biosfäär on Maa suur kontsentriline piirkond, mis mängib peamise geokeemilise jõu rolli. Seega on tegemist ruumiga, milles elu hetkel eksisteerib või on kunagi eksisteerinud ehk biosfääri iseloomustab elusorganismide või nende ainevahetusproduktide olemasolu.

Ainete tüübid biosfääris

VI Vernadsky tõi välja mitut tüüpi aineid, mis moodustavad biosfääri aluse.

1. Tegelikult elusaine, mis on moodustunud organismide kombinatsioonist.
2. Biogeenne aine, mis tekib organismide elutegevuse käigus ja jääb pärast seda. Me räägime atmosfäärigaasidest, kivisöest, naftast ja nii edasi.
3. mis tekib ilma organismide sekkumiseta.
4. - need on ühendid, mis on organismide elulise aktiivsuse tulemus koos abiogeensete protsessidega.

Biosfääri piirid määratakse vastavalt ülaltoodud ainete kombinatsiooni olemasolule Maa kestades.

Elusaine biosfääris

On ilmne, et peamised geokeemilised ja energeetilised protsessid kulgevad V. I. Vernadski poolt selle kontseptsiooni nii sõnastas. Elav aine – kõik hetkel eksisteeriv, moodustades ühtse terviku, mis väljendub elementaarses keemilises koostises, kaalus, energias.

Elusaine peamine omadus on selle aktiivsus, mis on tingitud pidevast biogeensest voolust keskkonnaga seotud ühendusest. Voolu moodustub hingamise, toitumise, paljunemise ajal. Selles kontekstis võib organismide elutegevust pidada võimsaks planetaarse iseloomuga geoloogiliseks protsessiks.

Pidevad keemiliste elementide migratsioonid organismi ja keskkonna vahel mõlemas suunas toimuvad pidevalt. Selle protsessi rakendamine on võimalik organismide elementaarse keemilise koostise ja maakoore keemilise koostise läheduse tõttu.

Fotosünteesi teostavad taimed loovad biosfääris kompleksseid orgaanilisi molekule, millel on suur energiavarustus. Seega elusaine kogub ja muundab Päikese seotud kiirgusenergiat. Energia liikumine saab võimalikuks tänu organismi pidevale kasvule ja arengule. Paljunemiskiirus, nagu V. I. Vernadsky õigesti arvas, on biosfääris geokeemilise energia ülekandumise kiirus.

Piirid

Biosfääri seda osa, milles praegu elavad organismid, nimetatakse tavaliselt neobiosfääriks. Ehk siis kaasaegne. Ja ruum, mis oli iidsete organismide elupaigaks, on paleobiosfäär.

Planeedi geosfääride kogumass on ligikaudu 2420 miljardit tonni. See väärtus on 200 korda suurem atmosfääri massist. Seega võime järeldada, et elusaine kiht geosfääride kogumassis on tühine.

Potentsiaalsete võimaluste ampluaa ja organismide kohanemisvõime ulatus määravad "elu kõikjale". Elusolendid asusid järk-järgult meredesse ja ookeanidesse, seejärel asusid elama maismaale. Vernadski sõnul on biosfääri koostis ja piirid endiselt muutumises.

Tuleb märkida, et erinevalt teistest maistest kestadest võib keeruliseks pidada ainult biosfääri. See täidab ka elusolendi "katte" funktsiooni ja on paljude organismide, sealhulgas inimeste elupaik.

Biosfääri piirid on määratletud järgmiselt. See hõlmab atmosfääri alumist tsooni, litosfääri ülemist tsooni ja kogu hüdrosfääri. Ja atmosfääri kõrgused, mida iseloomustab külm, madal rõhk, ja ookeani sügavused, mille rõhk võib ulatuda 12 000 atmosfäärini - kõik see on biosfäär. Biosfääri piirid on nii laiad organismide temperatuuritaluvuse väga laiade piiride tõttu.

Tuleb märkida, et on ka baktereid, mis võivad eksisteerida vaakumis. Ka keemiliste tingimustega kohanemise piirid on väga laiad. Reaalne on organismide olemasolu, näiteks pideva ioniseeriva kiirguse mõju all. Uuringud näitavad, et mõned elusolendid on nii vastupidavad, et teatud kriteeriumide järgi on nende võimed isegi väljaspool biosfääri.

Lisaks loetletud peamistele tingimustele tuleneb organismide eluiga aatomite biogeense voolu püsivusest.

Biosfääri ülempiir

Planeedi erinevates osades on elu atmosfääris erinevatel kõrgustel. Lõuna- ja põhjapooluse vööndites on see väärtus 8-10 km, ekvaatori lähedal - 17-18 km, üle kõigi teiste territooriumide - 20-25 km. Seega on eluga täidetud vaid troposfäär, atmosfääri alumine osa.

Elu levimise füüsiline piir atmosfääris on alumisel piiril

Hüdrosfäär

Hüdrosfääri moodustavad ookeanid, mered, järved, jõed ja jääkilbid. Igas sügavuses on elu. Valdav enamus elusorganisme asus pinnakihtides ja rannikualadel. Kuid isegi 11 022 m sügavusel, Maailma ookeani sügavaimas nõos (Mariinsky), on elanikke. Neobiosfääri kuuluvad ka põhjasetted, mis olid kunagi iidsete olendite elupaigaks.

Biosfääri alumine piir

Kui rääkida litosfäärist, siis pinnas on loomulikult selle kõige tihedamini asustatud kiht, kuid elu olemasolu on märgatud palju sügavamal - umbes 6-7 kilomeetrit maa all. See puudutab eelkõige sügavaid pragusid ja koopaid.

Biosfääris elavad organismid

Elusorganismid jagunevad sõltuvalt eluks vajaliku energia saamise meetodist kahte rühma: autotroofsed ja heterotroofsed. Mõlema rühma esindajate elupaigaks on biosfäär. Biosfääri piirid määrab nende levik.

Nende toitumises olevad esindajad ei ole seotud ühegi teise elusolendiga. Selleks vajavad nad päikesevalgust või anorgaanilise päritoluga ühendite keemiliste sidemete energiat. Mõlemat saab kasutada energiaallikana, samas kui nad saavad toitu mineraalidest.

Autotroofid jagunevad kahte alarühma. Need on fototroofid (rohelised) ja kemotroofid (bakterid). Esimesed võivad eksisteerida ainult päikesevalguse läbitungimise piirkonnas. Kuid viimased on orgaanilise looduse keemiliste ühendite energiaallikana kasutamise tõttu palju laiemalt levinud.

Heterotroofid, vastupidi, vajavad energia- ja toitumisallikana teiste organismide toodetud orgaanilisi aineid. See tähendab, et ilma autotroofide eeltööta oleks nende olemasolu võimatu. Loomad ja inimene kui biosfääri elanik on heterotroofsed organismid.

"Elufilmid"

Elu ebaühtlane jaotus on üks olulisi biosfääri iseloomustavaid tunnuseid. Biosfääri piiridel on madalaim elutihedus. Suurim on täheldatav elupaikade ristumiskohtades. Üldiselt on elu jaotus biosfääris järsult ebaühtlane. V. I. Vernadsky võttis kasutusele mõiste "Elufilmid", kirjeldades selle abiga biosfääri kõige tihedamini asustatud piirkondi. Pinnase-õhu kokkupuutepiir on esimene sellistest kiledest, selle paksus on 2–3 cm, teist esindab õhu-pinnase kokkupuutevöönd - rannikuriba ja ülesvoolu tsoon. Kolmandat esindab ookeani eufootiline tsoon (kuni 200 m), st päikesekiire vaba läbitungimise ala.

Seega on elu, mis muudab "Maa palet", lahutamatult seotud "biosfääri" mõistega. Biosfääri piirid on elu piirid.

Ruumilis-funktsionaalne korraldus on mehhanism, mis tagab "kõigi elusolendite geoloogilise igaviku". Inimene on biosfääri elanikuna koos teiste heterotroofsete organismidega otsene osaline energiaringes, mis tagab elu Maal.