Biosfera: limitele biosferei. Compoziția și granițele biosferei. Limita superioară a biosferei

Biosfera este de obicei luată în considerare coajă a Pământului,

Istoria studiilor

Conceptul de biosferă ca domeniu de viață a fost introdus în știință de Jean Baptiste de Lamarque în prima jumătate a secolului al XIX-lea. Era cel care a venit cel mai aproape de înțelegerea ei. Dar termenul însuși a fost propus de omul de știință austriac Edward Süss. A lucrat în domeniul geologiei și a înțeles sub biosferă totalitatea tuturor organismelor. Acum, acest înțeles este pus în termenul "biota". Suess și-a prezentat ipotezele și rezultatele cercetării în faimoasa lucrare științifică "Fața pământului", în care a descris geologia Alpilor.

Conceptul modern al biosferei a fost formulat de un geochimist rus care posedă cunoștințe enciclopedice în multe ramuri ale științei - Vladimir I. Vernadsky. Fiind profesor de mineralogie la Universitatea din Moscova, a devenit autorul marii lucrări "Biosfera", publicată în 1926. În această lucrare a fost dată mai întâi o definiție detaliată a acestui termen.

V. Vernadsky credea pe bună dreptate, că biosfera - este o zona mare concentrice a Pământului, care joacă rolul de principala forță geochimice. Astfel, este un spațiu în care există viață în momentul sau a existat vreodată, adică, pentru biosferă se caracterizează prin prezența unor organisme vii sau a produselor lor metabolice.

Tipuri de substanțe în biosferă

VI Vernadsky a evidențiat mai multe tipuri de substanțe care formează baza biosferei.

1. De fapt, materia vie, care este formată dintr-o combinație de organisme.
2. Substanță biogenă, care se formează în timpul și rămâne după viața organismelor. Acestea sunt gazele din atmosferă, cărbune, petrol și așa mai departe.
3. Substanța cosmică, care se formează fără intervenția organismelor.
4. Substanță biocosică - acestea sunt compuși care sunt rezultatul activității vitale a organismelor în legătură cu procesele abiogene.

Limitele biosferei sunt determinate în funcție de prezența unui set de substanțe de mai sus în cochilii Pământului.

Materie vie în biosferă

Este evident că procesele de bază geochimice și energetice au loc cu participarea obligatorie materie vie. VI Vernadski a formulat astfel conceptul. Substanța vie - totul organisme vii, existente în prezent, constituind un set unic, care este exprimat într-o compoziție chimică elementară, greutate, energie.

Proprietatea principală a unei substanțe vii este activitatea sa, datorită fluxului biogen constant asociat cu mediul. Debitul este format din respirație, hrănire, reproducere. În acest context, putem considera activitatea vitală a organismelor ca un proces geologic puternic de natură planetară.

Migrarea constantă a elementelor chimice între corp și mediu în ambele direcții are loc continuu. Realizarea acestui proces este posibilă datorită apropierii compoziției chimice elementare a organismelor față de compoziția chimică a crustei pământului.

Plantele, care efectuează fotosinteza, creează în biosferă molecule organice complexe care au o cantitate mare de energie. Astfel, materia vie acumulează și transformă energia radiantă asociată a Soarelui. Mișcarea de energie devine posibilă datorită creșterii și dezvoltării constante a corpului. Viteza reproducerii, după cum a considerat pe bună dreptate VI Vernadsky, este rata la care energia geochimică este transferată în biosferă.

limite

O parte a biosferei, în care există în prezent organisme vii, este de obicei numită neo-isosferă. Cu alte cuvinte, moderne. Iar spațiul care a fost habitatul vechilor organisme este paleobiosphere.

Masa totală a geosferelor planetei este de aproximativ 2.420 miliarde de tone. Această valoare este de 200 de ori mai mare decât masa atmosferei. Astfel, se poate concluziona că stratul de materie vie în masa totală a geosferelor este neglijabil.

Gama de oportunități potențiale și amploarea adaptabilității organismelor determină "speranța de viață". Ființele vii s-au stabilit treptat în mări și oceane, apoi s-au așezat pe uscat. Potrivit lui Vernadsky, compoziția și limitele biosferei se schimbă acum.

Trebuie remarcat faptul că, spre deosebire de alte cochilii terestre, numai biosfera poate fi considerată complexă. De asemenea, îndeplinește funcția de "acoperire" a unei entități vii și este habitatul multor organisme, inclusiv omul.

Limitele biosferei sunt definite după cum urmează. Acesta include zona inferioară a atmosferei, zona superioară a litosferei și întreaga hidrosferă. Iar înălțimile atmosferei, caracterizate de temperatură scăzută, de joasă presiune și de adâncimea oceanului, presiunea în care poate ajunge la 12 000 de atmosfere - aceasta este biosfera. Limitele biosferei sunt atât de largi datorită limitelor foarte largi ale toleranței la temperatură a organismelor.

Trebuie remarcat faptul că există bacterii care pot exista într-un vid. Limitele adaptării la condițiile chimice sunt, de asemenea, foarte largi. Realitatea este existența organismelor, de exemplu, sub influența constantă a radiațiilor ionizante. Studiile arată că unele lucruri vii sunt atât de rezistente încât, potrivit anumitor criterii, posibilitățile lor sunt chiar dincolo de limitele biosferei.

Pe lângă condițiile principale enumerate mai sus, viața organismelor se datorează constanței curentului biogen al atomilor.

Limita superioară a biosferei

În diferite părți ale lumii, viața în atmosferă există la diferite înălțimi. În zonele polonezilor de sud și nord această valoare este de 8-10 km, în apropierea ecuatorului - 17-18 km, peste toate celelalte teritorii - 20-25 km. Astfel, viața este umplută doar cu troposfera - partea inferioară a atmosferei

Limita fizică a răspândirii vieții în atmosferă este la limita inferioară stratul de ozon.

hidrosferă

Hidrosfera este formată din oceane, mări, lacuri, râuri și acoperire cu gheață. La toate adâncimi există viață. Majoritatea covârșitoare a organismelor vii a ocupat straturile superficiale și coasta. Dar chiar și la o adâncime de 11 022 m, în cel mai adânc bazin al Oceanului Mondial (Mariinsky), există locuitori. Non-biosfera include, de asemenea, sedimente de fund, care au fost odată habitat al creaturilor antice.

Limita inferioară a biosferei

Dacă vorbim despre litosfera, solul, desigur, este cel mai populat din patul ei, dar a observat existența vieții este mult mai profund - de aproximativ 6-7 kilometri în subteran. Acest lucru se aplică, în primul rând, crăpăturilor profunde și pesterilor.

Organismele care locuiesc în biosferă

Organismele vii sunt împărțite în două grupuri, în funcție de modul de obținere a energiei necesare pentru viață: autotrofic și heterotrofic. Habitatul reprezentanților ambelor grupuri este biosfera. Limitele biosferei sunt determinate de distribuirea lor.

Reprezentanții companiei organisme autotrofice în dieta lor nu sunt asociate cu alte ființe vii. Ei au nevoie de lumina soarelui sau de energia legăturilor chimice ale compușilor de origine anorganică pentru acest lucru. Ambele pot fi folosite ca sursă de energie, în timp ce sunt derivate din substanțe minerale.

Autotrofii sunt împărțiți în două subgrupe. Acestea sunt fototrofe (verde) și hemotrofuri (bacterii). Primul poate exista numai în regiunea de penetrare a razelor soarelui. Dar acestea din urmă, datorită utilizării compușilor chimici de natură organică ca sursă de energie, sunt mult mai răspândiți.

Heterotrofii, dimpotrivă, ca surse de energie și nutriție, sunt necesare substanțe organice produse de alte organisme. Adică, fără lucrarea preliminară a autotrofelor, existența lor ar fi imposibilă. Animalele și oamenii, ca locuitori ai biosferei, aparțin organismelor heterotrofice.

"Filme de viață"

Distribuția inegală a vieții - aceasta este una dintre trăsăturile importante care caracterizează biosfera. Limitele biosferei au cea mai scăzută densitate de viață. Cel mai mare este observat la îmbinările habitatelor. În general, distribuția vieții în biosferă este puternic neuniformă. VI Vernadsky a introdus termenul "Filme de viață", descriind cu ajutorul său zonele cele mai dens populate ale biosferei. contact de delimitare „sol-aer.“ - este primul dintre aceste filme, grosimea este de aproximativ 2 până la 3 cm este reprezentat de a doua zonă de contact bandă „aer-sol“ -pribrezhnaya și zona upwelling. A treia zonă este reprezentată Ocean eufotică (200 m), m. E. zona de penetrare liberă a razelor solare.

Astfel, viața, transformând "fața Pământului", este inseparabil legată de conceptul de "biosferă". Limitele biosferei sunt limitele vieții.

Organizarea spațială funcțională este un mecanism care asigură "eternitatea geologică a tuturor lucrurilor vii". Omul, ca rezident al biosferei, alături de alte organisme heterotrofice este un participant direct la ciclul energetic care oferă viață pe Pământ.