Функции, състав и структура на биосферата

Всички живи същества на планетата земя

наука

това концепцията за първи път е въведена в науката на Ж. Б. Ламарк в далечен 1803 и означава цялото от всички живи организми на планетата земя. В края на деветнадесети век, терминът "биосфера" употребяван J. Zyuse, който включва неживата материя на седиментните скали в структурата на биосферата. Доктрината за биосферата се появява през 1926 г., когато VI Vernadsky обобщава огромно количество научна информация, по един или друг начин илюстриращи връзката между живата и неживата материя. учен може да покаже, че нашата планета е не само обитавана от живи организми, но и активно ги трансформира. Освен това според Вернадски намесата на хората в естествените процеси е толкова значима, че е възможно да се говори за ноосферата - нова фаза на развитието на биосферата. Досега науката за биосферата съчетава данни от различни области на знанието. Сред тях можем да споменем биологията, химията, геологията, климатологията, океанологията, почвената наука и други.

Структурата на биосферата е такава, че живите организми могат самостоятелно да поддържат необходимия състав на почвата, атмосферата и хидросферата. Те играят ключова роля за околната среда. Въз основа на това учени излагат хипотезата, че почвата и въздух са създадени от самите живи организми за стотици милиони години еволюция. След запознаване с приликите в структурата на геоложки скали, които са по-дълбоки от Камбрия, с по-новите скали, Вернадски предполага, че прости организми, живеещи на планетата, ако не е имало първоначално едва. По-късно геолозите доказват грешката на тази хипотеза.

Тъй като слънцето е енергийната основа за съществуването на целия живот на Земята, биосферата може да се разглежда като черупка, чиято структура и състав се формират в разход съвместна активност на живите организми и се определят от притока на слънчева енергия. Сега да се запознаем със структурата на биосферата на Земята.

Живот и неодушевление

Имайки предвид състава и структурата на биосферата, първо трябва да отбележим, че тя се състои от жива и нежива материя (инертна материя). Почти всички живи организми се концентрират три геоложки обвивки на Земята: атмосфера (въздушен слой), хидросфера (океани, морета и т.н.) и литосферата (горния слой на скалата). Тези черупки обаче се разпределят неравномерно в най-голямата екосистема. Така че хидросферата е напълно представена в структурата на биосферата, а литосферата и атмосферата са частично (горни и долни слоеве, съответно).

Неживият компонент на биосферата се състои от от:

1. Биогенно вещество, което е продукт на живота на живите организми. Тя включва: въглища, нефт, торф, естествен варовик, газ и т.н.
2. bioinert което е съвместен резултат от живота на организмите и небиологичните процеси. Това включва: почва, минерали, вода резервоари и така нататък.
3. Хранителната субстанция, която е включена в биологичен цикъл, но не е продукт на жизнената дейност на живите организми. Тази група включва: водни соли на метали, атмосферен азот и други.

Граници на биосферата

Понятията като състава, структурата и границите на биосферата са тясно свързани помежду си. Въпреки факта, че че бактерии и спори са открити на височина до 85 километра, че горната граница на биосферата е 20-25 км. На висока надморска височина концентрацията на жива материя е незначителна поради силния ефект от слънчевата радиация.

В хидросферата животът е навсякъде. И дори в Мариана трън, чиято дълбочина е 11 км, учен от Франция J. Picard наблюдавани не само безгръбначни, но и риби. Под повече от 400-метър дебелина Антарктически лед живее бактерии, водорасли, foraminifera и ракообразни. Бактериите се намират под километров слой кал и подземни води. че по-малко от концентрацията на живите същества се наблюдава на дълбочина 3 км. Така границите и структурата на биосферата в различните части на планетата могат да бъдат различни.

Атмосфера, литосфера и хидросфера

атмосфера се състои основно от кислород и азот. В малки количества съдържа аргон, въглероден диоксид и озон. От състоянието на атмосферата зависи животът на земните и водните същества. Кислородът е необходим за дишането на живите организми и минерализацията на умиращите органични вещества. Е, въглероден диоксид се използва от растенията за фотосинтеза.

литосфера е с дебелина от 50 до 200 км, но въпреки това се концентрира основният брой видове живи организми негов горният слой е дебел с десетина сантиметра. Разпространението на живота дълбоко в литосферата е ограничено поради редица фактори, главните от които са: липса на светлина, висока плътност на средната и висока температура. По този начин, долната граница на разпространението на живота в литосферата е дълбочина 3 км, на която Това беше се откриват някои видове бактерии. Справедливо е да се каже, че те не са живели в земята, а в подземните води и нефтените хоризонти. Стойността на литосферата е, че тя Той дава живот на растенията, хранене всички необходими вещества.

хидросфера е важен компонент на биосферата. Около 90 % Водните запаси са в Световния океан, който заема 70 места % повърхността на планетата. Той съдържа 1,3 милиарда км³, но реките и езеро - 0,2 милиона км³ вода. Най-важният фактор за жизнената активност на тялото е съдържанието на кислород и въглероден диоксид във водата.

Очарователни фигури

Съставът, структурата и функциите на биосферата са изненадващи по своя мащаб. Ще се запознаем с някои интересни факти. Водата съдържа 660 пъти повече въглероден диоксид, отколкото във въздуха. На сушата преобладава разнообразието на растителния свят, а в морето - животното. 92 процента Общата биомаса на сушата е зелен растения. В океана, обаче, 94 % са микроорганизми и животни.

Средно веднъж на всеки осем години се подновява биомасата на Земята. Растения на земя за тази нужда 14 години, на океана - 33 дни. За да се гарантира, че цялата вода на земното кълбо преминава през живи организми, това ще отнеме 3000 години, кислород до 5000 години и въглероден диоксид - 6 години. В азота, въглерода и фосфора, тези цикли още по-дълго. Биологичният цикъл не е затворен - около 10 % Живото вещество преминава в утайки и погребения.

Биосферата е само 0,05 % от масата на нашата планета. Заема се в порядъка на 0.4 % от обем на На Земята. Масата на живите същества е само 0,01-0.02 % от масата на инертното вещество, въпреки това те играят много важна роля в геохимичните процеси.

Ежегодно се произвеждат 200 милиарда тона сухо вещество от органичното вещество и в процеса на фотосинтезата се абсорбират 170 милиарда тона въглероден диоксид. По време на действието на микроорганизми при колоездене хранителния участва всяка година 6 милиарда тона азот и 2 милиарда тона фосфор, а също и голямо количество желязо, магнезий, сяра, калций и други елементи. През това време човечеството произвежда около 100 милиарда тона минерали.

В хода на живота на организма, има значителен принос към цикъла на вещества, стабилизиращи и трансформиране на биосферните, свойствата и структурата, които ни правят мисля за наличието на по-висока мощност.

Енергийна функция

След като се запознахме със структурата и състава на биосферата, се обърнахме негов функции. Нека започнем с енергията. Както е известно, растенията поглъщат слънчевата радиация и насищат биосферата с жизненоважна енергия. Приблизително 10 % производителите на хладно осветление се използват за собствените си нужди (главно за клетъчно дишане). Всички останали чрез хранителни вериги се простират във всички екосистеми на биосферата. Част от енергията запазен в недрата на земята, насищайки ги със силата си (въглища, масло и т.н.).

Дори и обмисляйки кратко функциите и структурата на биосферата, винаги разграничавайте функцията на окисление-редукция като подвид на енергията. Като производители, хемосинтетични бактерии може да извлече енергия от реакциите на окисляване и редукция на неорганични съединения. По време на окисляването на сероводород енергията се доставя от сяра бактерии и желязо (от 2-валентен в 3-валентни) - железни бактерии. Нитрифицирането също не стои на празен ход. Те окисляват амониевите съединения до нитрати и нитрити. За тази цел земеделците оплодят полетата си с амониеви съединения, които сами по себе си не се асимилират с растения. Когато почвата се опложда директно с нитрати, растителните тъкани, които се съхраняват, са пренаситени с вода, което води до тяхното влошаване вкусови качества и увеличават риска от заболявания на храносмилателната система в тези, които ги консумират за храна.

Функция за медиация

Живите организми образуват почвата и регулират също състава на въздуха и въздуха водни обвивки на земята. Ако ще на планетата нямаше фотосинтеза, резервът на атмосферния кислород беше ще изразходвани за 2000 години. В допълнение, буквално в един век, поради увеличаването на концентрацията на въглероден диоксид във въздуха, организмите ще започнат да умират. За един ден гората може лястовица от 50-метровия въздушен слой до 25 % въглероден диоксид. Среден дърво е в състояние да осигури кислород четири хора. Един хектар широколистна гора, разположен близо до града, ежегодно задържа около 100 тона прах. Езерото Байкал, който е известен със своята кристална яснота, е така поради малки ракообразни, че три пъти годишно "филтрира" това. И това са само няколко примера за това как живите организми регулират състава на веществата в биосферата.

Функция за концентрация

Живите същества, и по-специално микроорганизмите, са в състояние да концентрират много химически елементи в биосферата. Практически 90 % азот в почвата са резултат от синьо-зелено водорасли. Бактериите могат да концентрират желязо (например, окисляващ хидрокарбонат, разтворим във вода, до утаяването на хидроксидите в тяхното местообитание), манган и дори сребро. Това е невероятно особеност позволен учени да се вярва, че се дължи на микроорганизми на земята, че има толкова много метални отлагания.

В някои страни такива елементи като германий и селен извлечени от растенията. Водорасли Фукус могат да натрупват 10 000 пъти повече титан, отколкото се съдържа в околността негов морска вода. Всеки тон кафява водорасли съдържа няколко килограма йод. Австралийският дъб натрупва алуминий, бор - берилий, бреза - барий и стронций, лиственица - ниобий и манган, и торий концентрирани в трепетлика, птица череша и по дяволите. В допълнение, някои растения дори "събират" благородни метали. Така че, в 1 тон пепел от пелин може да бъде до 85 грама злато!

Разрушителната функция

Химическата структура на земната биосфера и негов околната среда означава не само творчески, но и разрушителни процеси. Те обаче също играят голяма роля в регулирането на веществата на планетата. С активния живот на живите организми се получава минерализация на органичните останки и изветряването на скалите. Бактериите, гъбите, синьо-зелено Водораслите и лишеите могат да унищожат твърд породи за разход отделяне на въглерод, азот и сярна киселина. Корозиращите съединения също секретират корени на дърветата. Има бактерии, които дори могат да унищожат стъкло и злато.

Транспортна функция

Като се има предвид структурата и функциите на биосферата, не може да се пренебрегне предаването на масите на материята. Дървото вдига вода от земята в атмосферата, молът хвърля земята нагоре, рибата плувки срещу тока, мигрира стадо от скакалци - всичко това е проява на транспортната функция на биосферата.

Живото вещество може да направи огромна геоложка работа, да формира нов образ на биосферата и да участва активно във всички негов процеси.

Отделно е да се отбележи процесът на образуване на седиментни скали. Първият етап от този процес е вятърът - унищожаването на горната част слоеве Литосферата под влияние на въздух, слънце, вода и микроорганизми. Навлизайки в скалата, корените на растенията могат да унищожат негов. Водата, която прониква в пукнатини, образувани от корените, разтваря и отвежда материята. Това се дължи на корозивните компоненти на инсталацията. Особено изобилни органични киселини отделят лишеи. По този начин, физическото озеленяване се случва заедно с химически атмосферни влияния.

Поради умирането на плактонските организми, до 100 милиона тона варовик се депонират на дъното на световния океан всяка година. Много от тях са с химически произход, например в контактната зона на киселинни и алкални подземни води. Със смъртта на едноклетъчни водорасли и радиолари се формират силикатни минерали, покриващи стотици хиляди километри² морското дъно.

Функция за формиране на почвата

Свойствата и структурата на биосферата са толкова всеобхватни, че всичко негов функции са тясно свързани. Така образуването на почвата е един от клоновете на масовия обмен и образуването на околната среда, но се разглежда отделно по силата на му важност. С унищожаването и последващата обработка на скалите от микроорганизми се формира свободна, плодородна обвивка на земята, наречена почва. Корените на големи растения извличат минерални елементи от дълбоки хоризонти, обогатяват ги с горните слоеве на почвата и увеличават плодородието си. Почвата получава органични съединения от мъртъв корени и стъбла от растения, както и екскременти и трупове на животни. Тези съединения са храна за почвените организми минерализирам органични вещества, произвеждащи въглероден диоксид, органични киселини и амоняк.

Безгръбначни животни, насекоми, а също и техните ларви, играят важна роля, която формира структурата. Те правят почвата свободна и жива. Гръбначните животни (молове, храсти и други) разхлабват почвата, допринасяйки за гладкото израстване на храстите в него. През нощта земята прониква охладено сгъстен въздух, който е необходим за дишането на корените и микроорганизмите.

Такова е изненадваща структура на биосферата.