Biosfera: granice biosfere. Sastav i granice biosfere. Gornja granica biosfere

Naseljen živim organizmima, koji ga tijekom svoje životne aktivnosti aktivno transformiraju.

Povijest studija

Koncept biosfere kao područja života u znanost je uveo Jean-Baptiste de Lamarck u prvoj polovici 19. stoljeća. On je bio taj koji ju je najbliže razumio. Ali sam termin predložio je austrijski znanstvenik Edward Suess. Radio je u području geologije i shvaćao biosferu kao ukupnost svih organizama. Sada je takvo značenje ugrađeno u pojam "biota". Suess je svoje hipoteze i rezultate istraživanja iznio u poznatom znanstvenom djelu "Lice zemlje" u kojem je opisao geologiju Alpa.

Suvremeni koncept biosfere formulirao je ruski znanstvenik geokemičar, koji ima enciklopedijska znanja u mnogim granama znanosti - Vladimir Ivanovič Vernadsky. Kao profesor mineralogije na Moskovskom sveučilištu, postao je autor velikog djela "Biosfera", objavljenog 1926. godine. U tom je djelu prvi dao detaljnu definiciju ovog pojma.

V. M. Vernadsky s pravom je vjerovao da je biosfera veliko koncentrično područje Zemlje, koje igra ulogu glavne geokemijske sile. Dakle, to je prostor u kojem život postoji u ovom trenutku ili je ikada postojao, odnosno biosferu karakterizira prisutnost živih organizama ili njihovih metaboličkih produkata.

Vrste tvari u biosferi

VI Vernadsky izdvojio je nekoliko vrsta tvari koje čine osnovu biosfere.

1. Zapravo živa tvar, koja je nastala kombinacijom organizama.
2. Biogena tvar koja nastaje tijekom i ostaje nakon vitalne aktivnosti organizama. Govorimo o atmosferskim plinovima, ugljenu, nafti i tako dalje.
3. koji nastaje bez intervencije organizama.
4. - to su spojevi koji su rezultat vitalne aktivnosti organizama u sprezi s abiogenim procesima.

Granice biosfere određuju se u skladu s prisutnošću kombinacije gore navedenih tvari u Zemljinim školjkama.

Živa tvar u biosferi

Očito je da se glavni geokemijski i energetski procesi odvijaju uz obvezno sudjelovanje V. I. Vernadsky je tako formulirao koncept. Živa tvar - sve što postoji u ovom trenutku, čineći jedan skup, koji se izražava u elementarnom kemijskom sastavu, težini, energiji.

Glavno svojstvo žive tvari je njezina aktivnost, zbog povezanosti s okolišem stalnim biogenim protokom. Protok se formira tijekom disanja, prehrane, reprodukcije. U tom kontekstu, vitalna aktivnost organizama može se smatrati moćnim geološkim procesom planetarne prirode.

Kontinuirano se odvijaju stalne migracije kemijskih elemenata između organizma i okoliša u oba smjera. Provedba ovog procesa moguća je zbog blizine elementarnog kemijskog sastava organizama kemijskom sastavu zemljine kore.

Biljke, vodeći fotosintezu, stvaraju u biosferi složene organske molekule s velikom opskrbom energijom. Dakle, živa tvar akumulira i transformira vezanu energiju zračenja Sunca. Kretanje energije postaje moguće zahvaljujući stalnom rastu i razvoju organizma. Stopa reprodukcije, kako je V. I. Vernadsky ispravno vjerovao, je brzina kojom se geokemijska energija prenosi u biosferi.

Granice

Dio biosfere u kojem se trenutno nalaze živi organizmi obično se naziva neobiosfera. Drugim riječima, moderno. A prostor koji je bio stanište drevnih organizama je paleobiosfera.

Ukupna masa geosfere planeta je otprilike 2420 milijardi tona. Ova vrijednost je 200 puta veća od mase atmosfere. Dakle, možemo zaključiti da je sloj žive tvari u ukupnoj masi geosfera zanemariv.

Raspon potencijalnih mogućnosti i ljestvica prilagodljivosti organizama određuju „sveprisutnost života“. Živa bića su se postupno naseljavala u morima i oceanima, a zatim na kopnu. Prema Vernadskom, sastav i granice biosfere se još uvijek mijenjaju.

Treba napomenuti da se, za razliku od drugih zemaljskih školjki, samo biosfera može smatrati složenom. Također obavlja funkciju "pokriva" od živog bića i stanište je mnogih organizama, uključujući i ljude.

Granice biosfere definirane su na sljedeći način. Obuhvaća donju zonu atmosfere, gornju zonu litosfere i cijelu hidrosferu. A visine atmosfere, koje karakterizira hladnoća, niski tlak, i dubine oceana, tlak u kojima može doseći 12.000 atmosfera - sve je to biosfera. Granice biosfere su tako široke zbog vrlo širokih granica temperaturne tolerancije organizama.

Treba napomenuti da postoje i bakterije koje mogu postojati u vakuumu. Granice prilagodbe kemijskim uvjetima također su vrlo široke. Realno je postojanje organizama, na primjer, pod stalnim utjecajem ionizirajućeg zračenja. Istraživanja pokazuju da su neka živa bića toliko izdržljiva da su, prema određenim kriterijima, njihove sposobnosti čak i izvan biosfere.

Uz glavne navedene uvjete, život organizama je posljedica postojanosti biogene struje atoma.

Gornja granica biosfere

U različitim dijelovima planeta život u atmosferi postoji na različitim visinama. U zonama južnog i sjevernog pola ta vrijednost je 8-10 km, u blizini ekvatora - 17-18 km, na svim ostalim područjima - 20-25 km. Tako je samo troposfera, donji dio atmosfere, ispunjena životom.

Fizička granica širenja života u atmosferi je na donjoj granici

Hidrosfera

Hidrosferu čine oceani, mora, jezera, rijeke i ledeni pokrivači. U svakoj dubini ima života. Velika većina živih organizama zauzimala je površinske slojeve i obalna područja. Ali čak i na dubini od 11.022 m, u najdubljem bazenu Svjetskog oceana (Mariinsky), postoje stanovnici. Nebiosfera također uključuje sedimente dna koji su nekoć bili stanište drevnih stvorenja.

Donja granica biosfere

Ako govorimo o litosferi, onda je tlo, naravno, njen najgušće naseljeni sloj, ali postojanje života uočeno je mnogo dublje - oko 6-7 kilometara pod zemljom. To se prije svega odnosi na duboke pukotine i špilje.

Organizmi koji nastanjuju biosferu

Živi organizmi se dijele u dvije skupine ovisno o načinu dobivanja energije potrebne za život: autotrofne i heterotrofne. Stanište predstavnika obje skupine je biosfera. Granice biosfere određene su njihovom distribucijom.

Predstavnici u njihovoj prehrani nisu povezani ni s jednim drugim živim bićima. Za to im je potrebna sunčeva svjetlost ili energija kemijskih veza spojeva anorganskog podrijetla. I jedno i drugo se može koristiti kao izvor energije, a prehranu dobivaju iz minerala.

Autotrofi su podijeljeni u dvije podskupine. To su fototrofi (zeleni) i kemotrofi (bakterije). Prvi mogu postojati samo u području prodiranja sunčeve svjetlosti. No, potonji su, zbog upotrebe kemijskih spojeva organske prirode kao izvora energije, mnogo rašireniji.

Heterotrofi, naprotiv, zahtijevaju organske tvari koje proizvode drugi organizmi kao izvori energije i prehrane. To jest, bez prethodnog rada autotrofa, njihovo postojanje bilo bi nemoguće. Životinje i čovjek, kao stanovnik biosfere, heterotrofni su organizmi.

"Filmovi života"

Neravnomjerna distribucija života jedna je od važnih značajki koja karakterizira biosferu. Granice biosfere imaju najmanju gustoću života. Najveći se opaža na spojevima staništa. U cjelini, raspodjela života u biosferi je izrazito neujednačena. V. I. Vernadsky uveo je pojam "Filmovi života", opisujući uz njegovu pomoć najgušće naseljena područja biosfere. Granica kontakta tlo-zrak je prva od takvih filmova, debljine joj je od 2 do 3 cm, a drugu predstavlja zona kontakta zrak-tlo - obalni pojas i zona uzdizanja. Treću predstavlja eufotička zona oceana (do 200 m), odnosno područje slobodnog prodora sunčeve zrake.

Dakle, život, koji preobražava "lice Zemlje", neraskidivo je povezan s konceptom "biosfere". Granice biosfere su granice života.

Prostorno-funkcionalna organizacija je mehanizam koji osigurava "geološku vječnost svega živog". Čovjek je, kao stanovnik biosfere, zajedno s drugim heterotrofnim organizmima, izravni sudionik energetskog ciklusa koji osigurava život na Zemlji.