Funcțiile, compoziția și structura biosferei

Toate ființele vii ale planetei pământ

știință

aceasta conceptul a fost introdus pentru prima dată în știința lui Zh. B. Lamarck în îndepărtat 1803 și a însemnat totalitatea tuturor organismelor vii ale planetei pământ. La sfârșitul secolului al XIX-lea, termenul "biosferă" folosit J. Zyuse, care includea materia inanimată a rocilor sedimentare în structura biosferei. Doctrina biosferei a apărut în 1926, când VI Vernadsky a rezumat o cantitate vastă de informații științifice, într-un fel sau altul ilustrând relația dintre materia vie și cea non-vie. om de știință ar putea arăta că planeta noastră nu este numai locuită de organisme vii, ci și le transformă în mod activ. În plus, potrivit lui Vernadsky, interferența oamenilor în procesele naturale este atât de semnificativă încât este posibil să se vorbească despre noosphere - o nouă fază a dezvoltării biosferei. Până în prezent, știința biosferei combină date din diferite domenii ale cunoașterii. Printre acestea se numără biologia, chimia, geologia, climatologia, oceanologia, științele solului și altele.

Structura biosferei este astfel încât organismele vii pot menține independent compoziția necesară a solului, atmosferei și a hidrosferei. Ele joacă un rol esențial în domeniul mediului. Pe baza asta oamenii de știință a prezentat ipoteza că solul și aerul au fost create de organismele vii pentru sute de milioane de ani de evoluție. După examinarea similitudinile în structura rocilor geologice care se află mai adânc Cambrian, cu mai multe roci recente, Vernadsky a sugerat ca un simplu organisme vii de pe planetă, dacă nu a existat inițial abia. Geologii mai târziu au demonstrat eroarea acestei ipoteze.

Deoarece soarele este baza energetică pentru existența întregii vieți pe Pământ, biosfera poate fi privită ca o cochilie, a cărei structură și compoziție se formează în cheltuială activitatea în comun a organismelor vii și sunt determinate de fluxul de energie solară. Acum, să ne familiarizăm cu structura biosferei Pământului.

Viață și neînsuflețire

Având în vedere compoziția și structura biosferei, trebuie mai întâi de remarcat faptul că aceasta constă în materie vie și non-vie (materie inertă). Cea mai mare parte a organismelor vii este concentrată în trei cochilii geologice ale Pământului: atmosferă (strat de aer), hidrosferă (oceane, mări și așa mai departe) și litosfera (stratul superior al stâncii). Cu toate acestea, aceste cochilii sunt distribuite inegal în cel mai mare ecosistem. Deci, hidrosfera este reprezentată în structura biosferei, iar litosfera și atmosfera sunt parțial (straturile superioare și, respectiv, inferioare).

Componenta inanimată a biosferei constă din de la:

1. Substanță biogenă, care este un produs al vieții organismelor vii. Acesta include: cărbune, ulei, turbă, calcar natural, gaz și așa mai departe.
2. bioinert substanță, care este un rezultat comun al vieții organismelor și proceselor nebiologice. Acestea includ: sol, nămol, apă rezervoare și așa mai departe.
3. Substanța nutritivă inclusă în ciclu biologic, dar nu este un produs al activității vitale a organismelor vii. Acest grup include: săruri de apă ale metalelor, azot atmosferic și altele.

Limitele biosferei

Astfel de concepte precum compoziția, structura și granițele biosferei sunt strâns legate între ele. În ciuda faptului că că bacteriile și sporii au fost găsiți la o altitudine de până la 85 kilometri, că limita superioară a biosferei este de 20-25 km. La altitudini mari, concentrația de materie vie este neglijabilă datorită efectului puternic al radiației solare.

În hidrosferă, viața este peste tot. Și chiar și în șanțul Marian, a cărui adâncime este de 11 km, om de știință din Franța J. Picard observat nu numai nevertebrate, ci și pești. Sub mai mult de 400 de ani,metru grosime Antarctica gheata vii bacterii, alge, foraminifera si crustacee. Bacteriile se găsesc sub un strat de kilometru de noroi și în apele subterane. asta mai puțin decât concentrația de creaturi vii este observată la o adâncime de 3 km. Astfel, granițele și structura biosferei din diferite părți ale planetei pot fi diferite.

Atmosfera, litosfera și hidrosfera

atmosferă constă în principal din oxigen și azot. În cantități mici, conține argon, dioxid de carbon și ozon. Din starea atmosferei depinde viața atât a creaturilor de pământ, cât și a apei. Oxigenul este necesar pentru respirația organismelor vii și mineralizarea substanțelor organice moarte. Ei bine, dioxidul de carbon este utilizat de plante pentru fotosinteză.

litosferă are o grosime cuprinsă între 50 și 200 km, cu toate acestea se concentrează numărul principal de specii de organisme vii ei stratul superior este gros de câteva zeci de centimetri. Prelungirea duratei de viață a litosferei în profunzime este limitată de mai mulți factori, printre care sunt șef: absența luminii, medii de înaltă densitate și temperaturi ridicate. Astfel, limita inferioară a răspândirii vieții în litosferă este o adâncime de 3 km, la care a fost se găsesc câteva tipuri de bacterii. Este corect să spunem că ei nu trăiau în pământ, ci în apele subterane și în orizonturile oleaginoase. Valoarea litosferei este asta Acesta oferă viață la plante, hrănire toate substanțele necesare.

hidrosferă este o componentă importantă a biosferei. Aproape 90 % Rezervele de apă sunt în Oceanul Mondial, care ocupă 70 de locuri % suprafața planetei. Acesta conține 1,3 miliarde km³, dar și râuri și lac - 0,2 milioane km³ apă. Cel mai important factor în activitatea vitală a corpului este conținutul de oxigen și dioxid de carbon din apă.

Figurine fascinante

Și compoziția, structura și funcțiile biosferei sunt surprinzătoare prin amploarea lor. Vom lua cunoștință de câteva fapte interesante. Apa conține de 660 de ori mai mult dioxid de carbon decât în ​​aer. Pe pământ, predomină diversitatea plantelor, iar în mare - animalul. 92 la sută Biomasa totală pe teren este verde plante. În ocean, cu toate acestea, 94 % sunt microorganisme și animale.

În medie, o dată la 8 ani, biomasa Pământului este reînnoită. Plante de teren pentru această nevoie de 14 ani, ocean - 33 de zile. Pentru a vă asigura că toată apa de pe glob trece prin organisme vii, va dura 3000 ani, oxigen la 5000 ani și dioxid de carbon - 6 ani. În azot, carbon și fosfor, aceste cicluri mai mult mai mult. Ciclul biologic nu este închis - aproximativ 10 ani % Subiectul viu trece în depozitele sedimentare și în înmormântări.

Biosfera reprezintă doar 0,05 % din masa planetei noastre. Acesta ocupă ordinea de 0,4 % de la volumul de De pe Pământ. Masa creaturilor vii este de numai 0,01-0,02 % din masa substanței inerte, totuși ele joacă un rol foarte important în procesele geochimice.

produse anual material organic greutate de 200 de miliarde de tone uscate, iar în procesul de fotosinteză este absorbit 170 miliarde de tone metrice de dioxid de carbon. În timpul activității microorganismelor în ciclism nutrienți implicat în fiecare an, de 6 miliarde de tone de azot și 2 miliarde de tone de fosfor, și, de asemenea, o mare cantitate de fier, magneziu, sulf, calciu și alte elemente. În această perioadă, omenirea produce aproximativ 100 de miliarde de tone de minerale.

În cadrul activității lor vitale, organismele contribuie semnificativ la circulația substanțelor, stabilizând și transformând biosfera, ale cărui proprietăți și structură ne fac să ne gândim la existența forțelor superioare.

Funcția de energie

După ce ne-am familiarizat cu structura și compoziția biosferei, ne întoarcem ei funcții. Să începem cu energia. După cum se știe, plantele absorb radiația solară și saturează biosfera cu energie vitală. Aproximativ 10 % producătorii de lămpi răpiți sunt utilizați pentru nevoile lor (în principal pentru respirația celulară). Toate celelalte prin lanțurile alimentare se extind în toate ecosistemele din biosferă. O parte din energie conservat în inimile pământului, saturându-le cu puterea lor (cărbune, ulei, etc.).

Chiar luând în considerare funcțiile și structura biosferei pe scurt, distingeți întotdeauna funcția de reducere a oxidării ca un subspecii energiei. Fiind producători, bacterii chemosintetice pot extrage energia din reacțiile de oxidare și de reducere ale compușilor anorganici. În timpul oxidării hidrogenului sulfurat, energia este furnizată de bacterii de sulf, iar fierul (de la 2-valent în 3-valent) - bacterii de fier. Nitrificarea, de asemenea, nu sta in picioare. Ele oxidează compușii de amoniu la nitrați și nitriți. În acest scop, fermierii își fertilizează câmpurile cu compuși de amoniu, care, prin ele însele, nu sunt asimilați de plante. Atunci când solul este fertilizat direct cu nitrați, țesuturile de plante stocate sunt suprasaturate cu apă, ceea ce duce la deteriorarea lor gust calități și creșterea riscului de boli ale sistemului digestiv la cei care le consumă pentru alimente.

Funcția de mediere

Organismele vii formează solul și reglementează, de asemenea, compoziția aerului și a aerului acoperișurile de apă ale pământului. În cazul în care ar lumea nu există fotosinteza, furnizarea de oxigen atmosferic a fost ar cheltuiți pentru 2000 ani. În plus, literalmente într-un singur veac, din cauza creșterii concentrației de dioxid de carbon în aer, organismele ar începe să moară. Pentru o zi, pădurea poate înghiți de la stratul de aer de 50 de metri până la 25 de grade % dioxid de carbon. Un copac de dimensiuni medii este capabil să furnizeze oxigen patru oameni. Un hectar de pădure de foioase, situat în apropierea orașului, deține anual aproximativ 100 de tone de praf. Lacul Baikal, care este renumit pentru claritatea sa de cristal, este astfel datorită crustaceelor ​​mici, că de trei ori pe an "filtrează" -l. Și acestea sunt doar câteva exemple ale modului în care organismele vii reglează compoziția substanțelor din biosferă.

Funcția de concentrare

Ființele vii, și în special microorganismele, sunt capabile să concentreze multe elemente chimice în biosferă. Practic 90 % azot din sol sunt rezultatul albastru-verde alge. Bacteriile pot concentra fierul (de exemplu, hidrocarburi oxidante, solubile în apă, până la hidroxidul care se stabilește în habitatul lor), mangan și chiar argint. Acest lucru este uimitor trăsătură permis oamenii de știință să creadă că se datorează microorganismelor pe motiv că există atât de multe depozite de metale.

În unele țări, elemente cum ar fi germanium și seleniu extras din plante. Algele Fucus poate acumula 10.000 de ori mai mult titan decât este conținut în jur ei apa de mare. Fiecare tonă de alge maro conține mai multe kilograme de iod. Stejarul australian acumulează aluminiu, pin - beriliu, mesteacăn - bariu și stronțiu, zirconiu - niobiu și mangan; toriu se concentrează în aspen, malin și dracu `. În plus, unele plante chiar "colectează" metale prețioase. Deci, în 1 tonă de cenușă de pelin poate fi de până la 85 de grame de aur!

Funcția distructivă

Structura chimică a biosferei și a pământului ei mediul presupune nu numai procese creative, ci și distructive. Cu toate acestea, ele joacă, de asemenea, un rol important în reglementarea substanțelor de pe planetă. Cu viața activă a organismelor vii, se produce mineralizarea rămășițelor organice și a intemperiilor rocilor. Bacterii, ciuperci, albastru-verde Algele și licheniile pot distruge solid rase pentru cheltuială separarea carbonului, a azotului și a acizilor sulfurici. Compușii de corodare secretă și rădăcini de copaci. Există bacterii care pot distruge chiar și sticla și aurul.

Funcția de transport

Având în vedere structura și funcțiile biosferei, nu se poate trece cu vederea transferul de mase de materie. Pomul ridică apă din pământ în atmosferă, molii aruncă pământul în sus, peștele flotoare împotriva curentului, o migală de turbă migrează - toate acestea reprezintă o manifestare a funcției de transport a biosferei.

O substanță vie poate face o muncă geologică imensă, formând o nouă imagine a biosferei și participând activ la toate ei procese.

Separat este de remarcat procesul de formare a rocilor sedimentare. Prima etapă a acestui proces este intemperii - distrugerea superioară straturi Litosfera sub influența aerului, a soarelui, a apei și a microorganismelor. Intrând în stâncă, rădăcinile plantelor se pot distruge ei. Apa care cade în crăpături formate de rădăcini, dizolvă și îndepărtează materia. Acest lucru se datorează componentelor corozive ale instalației. În special acizi organici abundenți secretă licheni. Astfel, intemperiile fizice se produc împreună cu intemperii chimice.

Datorită dispariției organismelor de plancton, până la 100 milioane de tone de calcar se depun în fiecare an pe fundul oceanelor lumii. Multe dintre ele sunt de origine chimică, de exemplu, în zona de contact a apelor subterane acide și alcaline. Odată cu moartea algelor unicelulare și a radiolarilor sunt formate siliceous care acoperă sute de mii de kilometri² fundul mării.

Funcția de formare a solului

Proprietățile și structura biosferei sunt atât de cuprinzătoare încât toate ei funcțiile sunt strâns legate. Astfel, formarea solului este una dintre ramurile schimbului de masă și a formării mediului, dar este considerată separat în virtutea lui lui importanță. Odată cu distrugerea și prelucrarea ulterioară a rocilor de către microorganisme, se formează o coajă liberă, fertilă a pământului, numită sol. Rădăcinile plantelor mari extrag elemente minerale din orizonturi adânci, îmbogățindu-le cu straturile superioare ale solului și crescând fertilitatea lor. Solul primește compuși organici din mort rădăcinile și tulpinile de plante, precum și excrementele și cadavrele animalelor. Acești compuși sunt alimente pentru organismele solului care Mineralize organice, care produc dioxid de carbon, acizi organici și amoniac.

Animalele, insectele, precum și larvele acestora, joacă un rol important în formarea structurilor. Ei fac ca solul să fie liber și viabil. Animalele vertebrate (moi, creveți și altele) slăbesc solul, contribuind la creșterea netedă a arbuștilor din acesta. Noaptea, pământul pătrunde răcit aerul comprimat, care este necesar pentru respirația rădăcinilor și a microorganismelor.

Aceasta este structura surprinzătoare a biosferei.