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

Obično se razmatra biosfera ljuska Zemlje,

Povijest studija

Koncept biosfere kao polja života ušao je u znanost Jean Baptiste de Lamarque u prvoj polovici 19. stoljeća. Bio je to najbliži razumijevanju. Ali taj pojam predložio je austrijski znanstvenik Edward Süss. Radio je na polju geologije i razumio pod biosferom cjelovitost svih organizama. Sada je ovo značenje stavljeno u pojam "biota". Suess je iznio svoje hipoteze i rezultate istraživanja u čuvenom znanstvenom radu "Lice Zemlje", u kojoj je opisao geologiju Alpa.

Suvremeni koncept biosfere formulirao je ruski geokemist koji posjeduje enciklopedijsko znanje u mnogim granama znanosti - Vladimir I. Vernadski. Budući da je profesor mineralogije na Sveučilištu u Moskvi, postao je autorom velikog djela "Biosfera", objavljenog 1926. U ovom je radu prvi put dao detaljnu definiciju tog pojma.

VM Vernadsky s pravom je vjerovao da je biosfera velika koncentrična regija na Zemlji koja igra ulogu glavne geokemijske sile. Dakle, to je prostor u kojem život postoji ili je ikada postojao, odnosno biosferu karakterizira prisutnost živih organizama ili proizvoda njihove vitalne aktivnosti.

Vrste tvari u biosferi

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

1. Zapravo živa tvar, koja je formirana kombinacijom organizama.
2. Biogena tvar, koja nastaje tijekom i ostaje nakon života organizama. To su plinovi atmosfere, ugljena, ulja i tako dalje.
3. Kozmička tvar, koji se formira bez intervencije organizama.
4. Biokozna tvar - to su spojevi koji su rezultat vitalne aktivnosti organizama u kombinaciji s abiogenim procesima.

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

Živa bića u biosferi

Očito je da se osnovni geokemijski i energetski procesi odvijaju uz obvezno sudjelovanje živuća materija. VI Vernadsky je tako formulirao koncept. Živa materija - sve živi organizmi, koja je trenutno prisutna, čineći jedan set, koji se izražava u elementarnom kemijskom sastavu, težini, energiji.

Glavna svojstva žive tvari je njezina aktivnost, zbog stalne biogenosti koja je povezana s okolinom. Tijek je oblikovan disanjem, hranom, reprodukcijom. U tom kontekstu možemo uzeti u obzir vitalnu aktivnost organizama kao moćni geološki proces planetarne prirode.

Konstantna migracija kemijskih elemenata između tijela i okoliša u oba smjera javlja se kontinuirano. Realizacija ovog procesa je moguća zbog blizine elementarnog kemijskog sastava organizama i kemijskog sastava zemljinog kora.

Biljke, koje izvode fotosintezu, stvaraju biološke složene organske molekule koje imaju veliku količinu energije. Dakle, živa tvar akumulira i transformira povezanu radijantnu energiju Sunca. Kretanje energije postaje moguće zbog stalnog rasta i razvoja tijela. Brzina reprodukcije, kako je VI Vernadsky s pravom razmatran, je brzina prijenosa geokemijske energije u biosferu.

granice

Dio biosfere, u kojem postoje živi organizmi, obično se naziva neoizosfera. Drugim riječima, moderna. A prostor koji je bio stanište drevnih organizama je paleobiosfera.

Ukupna masa planetskih geosfera je oko 2,420 milijardi tona. Ova vrijednost je 200 puta veća od mase atmosfere. Dakle, može se zaključiti da je sloj žive tvari u ukupnoj masi geoferija zanemariv.

Raspon potencijalnih mogućnosti i opseg prilagodljivosti organizama određuje "životni vijek". Živa bića postupno se naseljavaju u morima i oceanima, a zatim se naseljavaju na kopnu. Prema Vernadskom, sastav i granice biosfere se sada mijenjaju.

Treba napomenuti da se, za razliku od ostalih kopnenih školjaka, samo biosfera može smatrati kompleksnim. Ona također ispunjava funkciju "pokrivanja" od živog bića i stanište je mnogih organizama, uključujući čovjeka.

Granice biosfere su definirane kako slijedi. To uključuje nižu zonu atmosfere, gornju zonu litosfere i cijelu hidrosferu. A visina atmosfere, karakterizira hladno, niskog tlaka i dubine oceana, tlak koji može biti i do 12.000 atmosfere, - sve je to biosfera. Granice biosfere tako su široke zbog vrlo širokih granica tolerancije na temperaturu organizama.

Treba napomenuti da postoje bakterije koje mogu postojati u vakuumu. Granice prilagodbe kemijskim uvjetima također su vrlo široke. Stvarnost je postojanje organizama, na primjer, pod stalnim utjecajem ionizirajućeg zračenja. Istraživanja pokazuju da su neke žive stvari toliko jaki da prema svojim kriterijima mogu biti i izvan granica biosfere.

Uz gore navedene glavne uvjete, život organizama je posljedica stalnosti biogenosti struje atoma.

Gornja granica biosfere

U različitim dijelovima svijeta, život u atmosferi postoji na različitim visinama. U zonama južnog i sjevernog pola ova vrijednost iznosi 8-10 km, u blizini ekvatora - 17-18 km, preko svih ostalih područja - 20-25 km. Dakle, život se napuni samo s troposferom - donjim dijelom atmosfere

Fizička granica širenja života u atmosferi nalazi se na donjoj granici ozonski sloj.

hidrosfera

Hidrosfera se sastoje od oceana, mora, jezera, rijeka i pokrova leda. Na svim dubinama postoji život. Velika većina živih organizama zauzimala je površinske slojeve i obalu. Ali čak i na dubini od 11 022 m, u najdubljem bazenu Svjetskog oceana (Mariinsky), postoje stanovnici. Nebiosfera također uključuje dno sedimenata, koji su nekoć bili stanište drevnih stvorenja.

Donja granica biosfere

Govoreći o litosferi, tlo je svakako najgušće naseljeni sloj, ali postojanje života vidljivo je mnogo dublje - oko 6-7 kilometara ispod zemlje. To se prije svega odnosi na duboke pukotine i špilje.

Organizmi koji nastanjuju biosferu

Živi organizmi su podijeljeni u dvije skupine, ovisno o načinu dobivanja energije potrebne za život: autotrofično i heterotrofno. Stanište predstavnika obje skupine je biosfera. Granice biosfere određene su njihovom distribucijom.

Predstavnici autotrofičnih organizama u svojoj prehrani nisu povezani s drugim živim bićima. Za to su potrebna sunčeva svjetlost ili energija kemijskih veza spojeva anorganskog podrijetla. Oba se mogu koristiti kao izvor energije, dok su izvedeni iz mineralnih tvari.

Autotrofi su podijeljeni u dvije podgrupe. To su fototrofi (zeleni) i hemotrofi (bakterije). Prvi može postojati samo u području prodora sunčevih zraka. No, posljednja, zbog uporabe kemijskih spojeva organske prirode kao izvora energije, mnogo su raširenija.

Heterotrofi, naprotiv, kao izvori energije i prehrane zahtijevaju organske tvari koje proizvode drugi organizmi. To jest, bez prethodnog rada autotrofova, njihovo postojanje bi bilo nemoguće. Životinje i ljudi, kao stanovnici biosfere, pripadaju heterotrofnim organizmima.

"Filmovi života"

Neravnomjerna raspodjela života - to je jedna od važnih značajki koji karakterizira biosferu. Granice biosfere imaju najnižu gustoću života. Najveća je promatrana na zglobovima staništa. Općenito, distribucija života u biosferi je oštro neujednačena. VI Vernadsky uveo pojam "Filmovi života", opisujući sa svojom pomoći najgušće naseljenim područjima biosfere. Granica kontaktnog "tla-zraka" prvi je od takvih filmova, debljina je od 2 do 3 cm, druga označena je "kontaktom zraka" tla - obalnim pojasom i zonom ustajanja. Treći dio predstavlja eufotska zona oceana (do 200 m), to jest područje slobodnog prodiranja sunčevog zračenja.

Dakle, život, pretvarajući "lice Zemlje", nerazdvojno je povezan s konceptom "biosfere". Granice biosfere su granice života.

Prostorno-funkcionalna organizacija je mehanizam koji osigurava "geološku vječnost svih živih bića". Čovjek, kao stanovnik biosfere, zajedno s drugim heterotrofnim organizmima izravni je sudionik u energetskom ciklusu koji daje život na Zemlji.