Що називають біосферою? Роль біосфери. Вчення про біосферу

Навколишній простір людина звично називає природою або місцем існування. Більшість з нас отримало фундаментальні знання про це поняття на шкільних уроках: природознавство (3 клас), географія і біологія (4), анатомія і хімія (6). Але мало хто розуміє, яким чином ці науки об`єднані, крім того, що всі вони відносяться до області природознавства. Для узагальнення всіх знань людини про навколишній світ створено одне ємне назву - біосфера. Незважаючи на багаторічні дослідження і ретельне вивчення, планета Земля ще дає привід вченим задуматися про процеси, що відбуваються на ній.

визначення

Що називають біосферою? Тлумачень даного терміна можна знайти в літературі досить багато, і всі вони відрізняються за змістом, але практично ідентичні за змістом. Найбільш часто біосферою називають глобальну екосистему планети, в яку людина входить в якості одного з нечисленних видів. Якщо переводити назва «біосфера» дослівно з давньогрецької мови, то воно має два кореня. "Сфера" позначає "область, сфера, куля", А корінь "биос" перекладається як "життя". Виходить досить ємне і точне назва, яке, по суті, і дає визначення складної і багатогранної науці. В. І. Вернадський дає розширений відповідь на питання про те, що називають біосферою. Він визначає це поняття як комплекс наукових знань про Землю, в який входить географія, геохімія, біологія, геологія. Біосфера - це сукупність оболонок землі, які об`єднуються за принципом наявності живих істот і середовища їх проживання. Всі сфери різні за складом, функціями і властивостями, але кожна з них відіграє значну роль в існуванні і еволюції навколишнього нас світу.

Відео: Що ми дізналися про життєдіяльність організмів

Вчення про біосферу

Створив цілісну систему знань філософ, учений, геолог і біохімік В. І. Вернадський. До початку XX століття існувала маса дослідних робіт з вивчення Землі і процесів, що відбуваються на ній, але поглибити і узагальнити даний матеріал вдалося великому російському вченому. На початку XIX століття французький натураліст Ламарк визначив початкову концепцію майбутньої науки, але не дав їй назву. Австрійський палеонтолог і геолог Едуард Зюсс в 1875 році запропонував термін «біосфера», який використовується до сьогоднішнього дня. Він визначить цю науку як знання про все живе на нашій планеті. Тільки через 50 років Вернадський доведе взаємозв`язок живих організмів і неорганічних речовин, їх кругообіг. Що називають біосферою на сучасному етапі? Це одна з оболонок планети, в якій взаємодіють природні елементи різного походження, саме їх сукупність створює унікальну, збалансовану систему.

атмосфера

Зовнішня повітряна оболонка планети Земля. Велика частина її маси зосереджена біля самої поверхні, а в висоту вона простягається на три тисячі кілометрів. Атмосфера є найбільш легкою з усіх оболонок, вона не залишає поверхню тільки завдяки силі тяжіння планети, але зі збільшенням висоти її шари поступово розряджаються. Озоновий шар забезпечує захист від радіоактивного сонячного впливу, знижуючи рівень ультрафіолету, який потрапляє на землю. До складу атмосфери входять гази: вуглекислий, азот, кисень, аргон, які забезпечують існування живих організмів.

гідросфера

Біосфера Землі включає в себе частину водної оболонки планети. Її склад різниться по агрегатному стані речовини. Гідросфера об`єднує всі водні ресурси на планеті, які можуть перебувати в рідкому, газоподібному і твердому вигляді. Поверхневі шари Світового океану служать для перерозподілу тепла, що надходить від Сонця через атмосферу. Особливе значення вода має в процесі кругообігу речовин в природі, так як є найбільш мобільною фракцією. Організми біосфери повністю освоїли водну стихію, їх можна виявити в найглибших придонних западинах Світового океану і в арктичних льодовиках. У хімічний склад гідросфери входять наступні основні елементи: магній, натрій, хлор, сірка, вуглець, кальцій і т. Д.

літосфера

У нашій Сонячній системі не у всіх планет є тверда оболонка, Земля в цьому випадку є винятком. Літосфера - це величезна маса гірських (твердих) порід, які складають частину суші і служать в якості ложа Світового океану. Товщина цієї оболонки Землі становить від 70 до 250 кілометрів, її склад найбільш різноманітний за кількістю хімічних елементів (кремній, алюміній, залізо, кисень, магній, калій, натрій і т. д.), які необхідні для існування всіх живих організмів. Дана геосфера характеризується найменшим по ширині шаром поширення життя. Найбільш освоєним є верхній шар літосфери, який становить кілька метрів. У міру поглиблення зростає температура і щільність твердої оболонки, які поряд з відсутністю світла не дають можливості існування живих організмів.

Відео: Білл Шифр-Гравіті Фолз

біосфера

Дана геосфера об`єднує всі оболонки Землі (гідросферу, атмосферу і літосферу) наявністю в них живої речовини. Для всього людства роль біосфери переоцінити складно, вона є навколишнім середовищем і джерелом виникнення. Це комплексна система взаємозв`язків, які обумовлюють можливість існування будь-якого організму за рахунок обміну речовиною і енергією. Більше 40 хімічних елементів беруть участь в процесі кругообігу, який постійно відбувається між органічними і неорганічними сполуками. Основним джерелом енергії є Сонце. Земля розташована на оптимальній відстані від зірки і забезпечена захисним бар`єром у вигляді атмосфери. Тому поряд з живою речовиною сонячна енергія є найважливішим біохімічним фактором існування біосфери. За рахунок впливу ряду факторів відбуваються процеси мають закінчений циклічний вид, вони забезпечують кругообіг речовини між атмосферою, літосферою, гідросферою і живими організмами.

межі біосфери

При аналізі протяжності оболонки біосфери можна побачити її нерівномірне поширення. Нижня межа розташована в шарах літосфери, вона не опускається нижче значення 4 км. Верхній шар земної кори - грунт - є найбільш насиченим за щільністю змісту живої речовини шаром біосфери. Гідросфера, що включає в себе простори Світового океану, річки, озера, болота, льодовики повністю входить до складу «живий оболонки». Найвищі концентрації організмів спостерігаються в поверхневих і прибережних шарах водойм, але життя існує і в глибоководних западинах, на максимальній глибині понад 11 км, і в придонних відкладеннях. Верхня межа біосфери знаходиться на відстані 20 км від поверхні. Атмосфера обмежує «живий шар» озоновим щитом, вище якого організми будуть знищені короткохвильовим ультрафіолетовим випромінюванням. Таким чином, максимальна концентрація живої речовини знаходиться на кордонах літосфери і атмосфери.

склад

Вчення про біосферу створив В. І. Вернадський, він же визначив ключову роль організмів при формуванні і функціонуванні «живий оболонки» Землі. Раніше до аналогічних висновків приходили і інші вчені, але російський природознавець зміг довести необхідність присутності в структурі неорганічних сполук, які також беруть участь в загальному круговороті. На його думку, біосфера має наступний склад:

1. Живі організми (біологічна маса, сукупність всіх видів).
2. Біогенну речовину (створюється в процесі життєдіяльності живих організмів, є продуктом їх переробки).
3. відсталу речовину (Неорганічні сполуки, які створюються без участі живих організмів).
4. Біокосна речовина (утворюється спільно живими організмами і відсталим речовиною).
5. Речовина, що має космічне походження.
6. Розсіяні атоми.

Історія виникнення

Мільярди років тому утворилася тверда оболонка Землі - літосфера. Подальший етап формування того, що називають біосферою, відбувався за рахунок геологічних процесів, які рухали тектонічні плити, викликали виверження вулканів, землетруси і т. Д. Після утворення стабільних геологічних форм настала черга виникнення живих організмів. Вони отримали можливість розвитку за рахунок активних викидів різних біохімічних елементів, які відбувалися при формуванні літосфери. Жива речовина кілька мільйонів років створювала прийнятні для життєдіяльності умови. За рахунок його поетапної еволюції утворився газовий склад атмосфери. Постійна взаємодія органічних і неорганічних сполук під впливом енергії Сонця дало можливість живій речовині поширитися на всій території планети і значно змінити її вигляд.

еволюція

Перші живі організми на Землі з`явилися в гідросфері, їх поступовий вихід на сушу тривав досить тривалий період. Освоєння ще однієї оболонки біосфери - літосфери, стало причиною утворення озонового шару. За рахунок процесу фотосинтезу величезна біологічна маса поглинала з атмосфери вуглекислий газ і звільняла кисень. В цьому випадку жива речовина використовує практично невичерпне джерело енергії - Сонце. Аеробні організми, яким не вистачало органічних речовин в товщі гідросфери, вийшли на поверхню суші і значно прискорили процес еволюції за рахунок енергетичного кругообігу. В даний час «жива оболонка» Землі знаходиться в стані стабільної рівноваги, але людство надає на неї все більший негативний вплив. Створюється нова сфера землі - ноосфера, вона має на увазі більш гармонійне сприяння людини і природи, але це окрема і дуже цікава для вивчення тема. Біосфера продовжує функціонувати, незважаючи на значне зменшення біомаси, «жива оболонка» прагне компенсувати шкоду, завдану діяльністю людини. Як показує історія, цей процес може зайняти значний проміжок часу.

біохімічні функції

Основний компонент в структурі біосфери - біомаса. Вона виконує всі біохімічні функції «живий оболонки», підтримує її склад в стані рівноваги, забезпечує процес кругообігу речовин і енергії. Газова функція підтримує оптимальний склад атмосфери. Вона здійснюється за рахунок фотосинтезу рослин, які виділяють кисень і поглинають вуглекислий газ. Живі організми при видихання і в процесі розкладання виділяють СО₂. Газообмін відбувається постійно, неорганічні сполуки беруть в ньому участь при проходженні хімічних реакцій. Енергетична функція полягає в засвоєнні і перетворенні біомасою (рослини) зовнішнього джерела - сонячного світла. Концентраційна функція забезпечує накопичення біогенної речовини. Всі організми в процесі життєдіяльності накопичують необхідний рівень вмісту біохімічних елементів, який після їх смерті повертається в біосферу у вигляді органічних і неорганічних сполук. Окислювально-відновна функція полягає в біохімічної реакції. Вона відбувається в процесі життєдіяльності живого організму і є необхідною ланкою кругообігу речовин.

біомаса

Всі живі організми розподілені по земним сферам нерівномірно. Найбільша концентрація біомаси спостерігається на стиках геосфер планети. Це відбувається за рахунок утворення оптимальних умов життєдіяльності (температура, вологість, тиск, наявність біохімічних з`єднань). Склад біомаси також не є однотипним. На суші перевагу мають рослини, в гідросфері основу живої речовини становлять тварини. Щільність біомаси залежить від географічного положення, глибини проживання в літосфері і висоти - в атмосфері. Кількість видів рослин і тварин дуже велике, але ареалом проживання всіх організмів є біосфера. Біологія, як окрема наука, значною мірою пояснює все що відбуваються в ній процеси. Це походження, розмноження, міграції всіх видів біомаси.

особливості біосфери

Значущість і масштаб «живий оболонки» Землі забезпечить її постійне вивчення новими поколіннями дослідників природи. Система є унікальною за своєю цілісності, динамічності розвитку, збалансованості. Як її основний і найбільш дивовижною особливості можна виділити стійкість і здатність до відновлення. Кількість катастроф за час існування біосфери як живий плівки планети величезне. Вони приводили до вимирання більшої частини біомаси, значно змінювали зовнішній вигляд планети, коректували процеси, що відбуваються на її поверхні і в ядрі. Але після кожного удару біосфера відновлювалася в зміненій формі, пристосовуючись до негативного впливу або придушуючи його. Саме тому біосфера землі є живим організмом, який може самостійно регулювати всі відбуваються в природі процеси.

Перспективи розвитку

Кожен сучасний дитина в початковій школі вивчає такий предмет, як природознавство (3 клас). На цих уроках маленькій людині пояснюють, що таке навколишній світ і за якими правилами він існує. Можливо, варто трохи змінити програму і навчити дітей поважати і любити природу, тоді людство зможе створити нову геосферу. Всі накопичені століттями знання про біосферу необхідно застосувати для її подальшого розвитку, яке буде мати на увазі союз природи і людини. Поки не пізно виправити завдану навколишньому середовищу шкоду, люди повинні задуматися про те, що «жива оболонка» Землі може самостійно відновитися, але при цьому вона може ліквідувати об`єкт, який завдає постійний шкоди її цілісності і гармонії.