Состав биосферы, границы и её функции

Основной состав биосферы, её границы и функции:

Биосфера — особая оболочка Земли, содержащая всю совокупность живых организмов и ту часть веществ планеты, которая находится в непрерывном обмене с этими организмами.

Биосфера включает:

• — живое вещество;
• — биогенное вещество;
• — косное вещество;
• — биокосное вещество;
• — радиоактивное вещество;
• — вещество космического происхождения;
• — рассеянные атомы.

Представление Вернандского об организованности биосферы — согласованное взаимодействие живого и неживого.

Представление о её возникновении и развитии: биосфера возникла в результате эволюции. По-видимому, первыми были анаэробные бактерии.

• 1. Формирование литосферы
• 2. Никогда не наблюдались периоды, лишенные жизни
• 3. Живые организмы.
• 4. Их количество бесконечно велико и действуют они бесконечно длительное время
• 5. Движущий фактор — биохимическая энергия живого вещества

Состав и границы биосферы Жан БатистЛамарк (1744 год — 1783 год) — термин «биосфера».

Вернадский В. И. (1926). Биосфера — поверхностная оболочка Земли, созданная и преобразуемая деятельностью живых организмов.

Строение биосферы:

— Атмосфера до высоты 25 км (озоновый слой).

— Гидросфера на всю толщу (11 км).

— Литосфера до глубины 5 км (температурный барьер +105єС) Характерные черты биосферы:

— Наличие вещества в трех агрегатных состояниях — жидком, твердом и газообразном.

— Наличие большого количества воды в свободной форме.

— Наличие большого количества энергии, как солнечного, так и земного происхождения.

Основные компоненты биосферы:

— Живое вещество — вся сумма живых организмов, находящихся на планете в данный исторический период.

— Биогенное вещество — органическое или органо-минеральное вещество, созданное организмами далекого прошлого и представленное в виде каменного угля, горючих сланцев, горючих газов, торфа, сапропеля, нефти.

— Биокосное вещество — неорганические вещества, преобразованные деятельностью организмов (вода, воздух, железная и марганцевая руды).

Термин «Биосфера» был впервые введен в литературу австрийским геологом Э. Зюссом для обозначения всего того пространства атмосферы, гидросферы и литосферы, где обитают живые организмы. Целостное учение о биосфере было создано академиком В. И. Вернадским (1863 — 1945 гг.), который определил биосферу как область существования и функционирования живого вещества — совокупности всех живых организмов на планете. В учении В. И. Вернадского впервые была раскрыта роль живых организмов в процессах планетарного масштаба, показано, что живые организмы и продукты их жизнедеятельности являются наиболее мощной геологической силой, играющей первостепенную роль в механизмах разрушения горных пород, круговорота веществ, изменения водной и воздушной оболочек планеты, эволюции верхних слоев литосферы.

Наряду с живым веществом, В. И. Вернадский выделил еще несколько категорий вещества в биосфере. Живому веществу противопоставляется косное вещество — все геологические образования, не входящие в состав живых организмов и не созданные ими. Примеры косного вещества — гранит, кварц и тому подобные. Геологические породы, созданные в результате деятельности живого вещества, относятся к веществу биогенному (известняк, каменный уголь, и пр.). В отдельную категорию выделяется биокосное вещество, представляющее собой комплекс взаимодействующих живого и косного вещества, примерами которого являются почвы, природные воды.

Живое вещество составляет примерно 0,01% от всей массы биосферы, но благодаря высокой химической и геологической активности, именно оно является основой биосферы, состав которой определяется совокупной деятельностью живых организмов в настоящем и прошлом.

Современная биосфера охватывает пространство, в котором живые организмы обитают в настоящее время. В то же время безжизненные скопления органических веществ и других соединений, образовавшихся при участии живых организмов в прежние геологические эпохи (залежи каменного угля, нефти, горючих сланцев, рудные образования, известняки и т. д.), относят к так называемым былым биосферам.

Биосфера включает нижнюю часть атмосферы (аэробиосферу), всю гидросферу (гидробиосферу) — океаны, моря, поверхностные воды суши, террабиосферу — поверхность самой суши, а также литосферу (литобиосферу) — верхние горизонты твердой земной оболочки. В пределах биосферы выделяют две категории слоев: собственно биосферу, где живое вещество локализовано постоянно (эубиосферу), а также расположенные выше и ниже ее соответственно парабиосферу и метабиосферу. В эти слои живые организмы могут попадать лишь случайно. Общая протяженность эубиосферы по вертикали — 12−17 км, хотя у разных авторов эти оценки несколько варьируют.

Верхней границей биосферы (включая парабиосферу) является озоновый экран (или слой).

Озоновый экран (озоносфера) — это слой атмосферы в пределах стратосферы, расположенный на разной высоте от поверхности Земли и имеющий наибольшую плотность (концентрацию молекул) озона на высоте 22−26 км.

Высота озонового слоя у полюсов оценивается в 7−8 км, у экватора — 17−18 км, а максимальная высота присутствия озона — 45−50 км. Выше озонового экрана существование жизни без специальной защиты невозможно из-за жесткого ультрафиолетового излучения Солнца.

Метабиосфера не опускается ниже 10−15 км, а нижней границей эубиосферы считаются донные отложения океана и верхние горизонты литосферы, подвергающиеся ныне (или подвергавшиеся в прошлом) воздействию живых организмов. К биосфере, например, относятся некоторые полезные ископаемые, в частности каменный уголь — продукт фотосинтеза растений в прошлые геологические эпохи. С учетом протяженности всех названных слоев по вертикали общая мощность биосферы оценивается в 33−35 км. биосфера экологический вернадский Процессы, протекающие в биосфере и обеспечивающие ее функционирование как глобальной экосистемы, связаны с активным обменом веществом и энергией между ее компонентами. В этой связи важное значение имеют особенности физико-химической среды биосферы, такие как значительное содержание в ней жидкой воды, наличие многочисленных поверхностей раздела между твердыми, жидкими и газообразными фазами, и наконец, мощный поток солнечной энергии, проходящий через биосферу.