Биосферата: границите на биосферата. Състав и граници на биосферата. Горната граница на биосферата

Биосферата обикновено се разглежда черупката на Земята,

Проучване история

Концепцията за биосферата като област на живот е въведена в науката от Жан Баптист де ламарке през първата половина на 19 век. Той беше най-близък до разбирането й. Но самият термин е предложен от австрийския учен Едуард Шюс. Работил е в областта на геологията и разбирал под биосферата тоталността на всички организми. Сега това значение се поставя в термина "биота". Суес представя своите хипотези и научни резултати в известната научна разработка "Лице на Земята", в която описва геологията на Алпите.

Съвременната концепция за биосферата е формулирана от руски геохимик, който притежава енциклопедично знание в много от областите на науката - Владимир И. Вернадски. Като професор по минералогия в Московския университет, той става автор на великото произведение "Биосферата", публикувано през 1926 г. В тази работа той първо даде подробно определение на този термин.

ВМ Вернадски основателно вярва, че биосферата е голям концентричен регион на Земята, който играе ролята на основната геохимична сила. Това е пространство, в което животът съществува в момента или някога е съществувал, т.е. биосферата се характеризира с наличието на живи организми или продукти от жизнената им дейност.

Видове вещества в биосферата

VI Vernadsky посочи няколко типа вещества, които съставляват основата на биосферата.

1. Всъщност жива материя, която се образува от комбинация от организми.
2. Биогенно вещество, което се образува по време и остава след живота на организмите. Това са газове от атмосферата, въглища, масло и т.н.
3. Космическото вещество, който се образува без намесата на организми.
4. Биокозно вещество - това са съединения, които са резултат от жизнената активност на организмите във връзка с абиогенни процеси.

Границите на биосферата се определят в съответствие с наличието на набор от горепосочените вещества в обвивките на Земята.

Жива материя в биосферата

Очевидно е, че при задължителното участие се провеждат основните геохимични и енергийни процеси жива материя. VI Vernadsky така формулира концепцията за него. Жива материя - всичко живи организми, съществуващи в момента, съставляващи един комплект, който се изразява в елементарен химичен състав, тегло, енергия.

Основната характеристика на живото вещество е неговата активност, дължаща се на постоянен биогенен поток, свързан с околната среда. Дебитът се формира чрез дишане, хранене, възпроизвеждане. В този контекст можем да разгледаме жизненоважната дейност на организмите като мощен геоложки процес на планетарен характер.

Постоянната миграция на химически елементи между тялото и околната среда в двете посоки се осъществява непрекъснато. Реализирането на този процес е възможно поради близостта на елементарния химичен състав на организмите до химичния състав на земната кора.

Растенията, които извършват фотосинтеза, създават в биосферата комплексни органични молекули, които имат голямо количество енергия. По този начин живата материя се натрупва и трансформира свързаната лъчиста енергия на Слънцето. Движението на енергия става възможно благодарение на постоянния растеж и развитие на тялото. Скоростта на възпроизвеждане, както правилно е разгледала VI Vernadsky, е скоростта, с която геохимичната енергия се пренася в биосферата.

граници

Част от биосферата, в която в момента съществуват живи организми, обикновено се нарича нео-изосфера. С други думи, съвременен. А пространството, което беше местообитанието на древните организми, е палеобиосферата.

Общата маса на геосферите на планетата е приблизително 2,420 милиарда тона. Тази стойност е 200 пъти по-голяма от масата на атмосферата. Така може да се заключи, че слоят на живата материя в общата маса на геосферите е незначителен.

Обхватът на потенциалните възможности и мащабът на адаптивност на организмите определят "продължителността на живота". Живите същества постепенно се заселват в моретата и океаните, а след това се заселват на сушата. Според Вернадски, състава и границите на биосферата се променят сега.

Трябва да се отбележи, че за разлика от други земни черупки, само биосферата може да се счита за сложна. Също така изпълнява функцията на "покритие" от жива единица и е местообитание на много организми, включително и на човека.

Границите на биосферата се определят по следния начин. Тя включва долната зона на атмосферата, горната зона на литосферата и цялата хидросфера. А височините на атмосферата, характеризиращи се с студ, ниско налягане и дълбочината на океана, при което налягането може да достигне 12 000 атмосфери - всичко това е биосферата. Границите на биосферата са толкова широки поради много широките граници на температурната толерантност на организмите.

Трябва да се отбележи, че има бактерии, които могат да съществуват във вакуум. Границите на адаптиране към химичните условия също са много широки. Реалността е наличието на организми, например, под постоянното влияние на йонизиращото лъчение. Проучванията показват, че някои живи същества са толкова издръжливи, че според определени критерии техните възможности са дори извън границите на биосферата.

В допълнение към основните условия, изброени по-горе, животът на организмите се дължи на постоянството на биогенния ток на атомите.

Горната граница на биосферата

В различни части на света животът в атмосферата съществува на различни височини. В зоните на южните и северните полюси тази стойност е 8-10 километра, в близост до екватора - 17-18 километра, над всички останали територии - 20-25 километра. По този начин животът се изпълва само с тропосферата - долната част на атмосферата

Физическата граница на разпространението на живота в атмосферата е в долната граница озонов слой.

хидросфера

Хидросферата се формира от океани, морета, езера, реки и ледено покритие. Във всяка дълбочина има живот. Преобладаващото мнозинство от живите организми заемат повърхностните слоеве и брега. Но дори и на дълбочина 11 022 м, в най-дълбокия басейн на Световния океан (Марински), има жители. Небиосферата включва и долни утайки, които някога са били местообитание на древни същества.

Долна граница на биосферата

Говорейки за литосферата, почвата със сигурност е най-гъсто населеният слой, но съществуването на живот се вижда много по-дълбоко - на около 6-7 километра под земята. Това се отнася, на първо място, до дълбоки пукнатини и пещери.

Организми, обитаващи биосферата

Живите организми се разделят на две групи в зависимост от начина на получаване на енергия, необходима за живота: автотрофни и хетеротрофни. Местообитанието на представителите на двете групи е биосферата. Границите на биосферата се определят от тяхното разпределение.

Представители на автотрофни организми в диетата си не са свързани с други живи същества. Те се нуждаят от слънчева светлина или енергия от химични връзки на съединения с неорганичен произход за това. И двата могат да бъдат използвани като енергиен източник, докато те са получени от минерални вещества.

Автоотроците са разделени на две подгрупи. Това са фототрофи (зелени) и хемотрофи (бактерии). Първият може да съществува само в района на проникване на слънчевите лъчи. Но последните, поради използването на химични съединения от органичен характер като източник на енергия, са много по-разпространени.

Хетеротрофите, напротив, като източници на енергия и хранене, са необходими органични вещества, произведени от други организми. Това означава, че без предварителната работа на автотрофни, тяхното съществуване би било невъзможно. Животните и хората, като жители на биосферата, принадлежат към хетеротрофни организми.

"Филми на живота"

Неравномерно разпределение на живота - това е една от важните характеристики, които характеризират биосферата. Границите на биосферата имат най-ниската плътност на живота. Най-голямо е наблюдавано при ставите на местообитанията. По принцип разпределението на живота в биосферата е рязко неравномерно. VI Vernadsky въведе термина "Филми на живота", описвайки с него най-гъсто населените райони на биосферата. Границата на контакта "пръст-въздух" е първата от тези филми, дебелината му е от 2 до 3 см. Втората е представена от контактната зона "въздух-почва" - крайбрежната ивица и зоната за изкачване. Третата е представена от евфотичната зона на океана (до 200 м), т.е. района на свободно проникване на слънчевия лъч.

По този начин животът, трансформиращ "лицето на Земята", е неразривно свързан с понятието "биосфера". Границите на биосферата са границите на живота.

Пространствената функционална организация е механизъм, който гарантира "геологичната вечност на всички живи същества". Човекът, като жител на биосферата, заедно с други хетеротрофни организми, е пряк участник в енергийния цикъл, който осигурява живот на Земята.