Биосфера как одна из оболочек Земли

Самой большой экосистемой является биосфера – оболочка планеты, заселенная живыми организмами.

Биосфера – «область жизни», пространство на поверхности земного шара, в котором распространены живые существа. Термин был введен в 1875 г австрийским геологом Эдуардом Зюссом. Термин вошел в обиход, не имея четкого определения.

Развернутое учение о биосфере создано и разработано академиком В.И. Вернадским. Принципиальные положения учения В.И. Вернадского о биосфере органически сочетает подходы его предшественников. С одной стороны, он рассматривает биосферу как оболочку Земли, в которой существует жизнь. В этом плане В.И. Вернадский различает газовую (атмосфера), водную (гидросфера) и каменную (литосфера) оболочки земного шара, как составляющие биосферы, области распространения жизни. С другой стороны, В.И. Вернадский подчеркивает, что биосфера – не просто пространство, в котором обитают живые организмы; ее состав определяется деятельностью живых организмов, представляет собой результат их совокупной химической активности в настоящем и прошлом.

Земля и окружающая ее среда сформировалась в результате закономерного развития всей Солнечной системы. Около 4,7 млрд лет назад образовалась планета Земля. Как и другие планеты, Земля получает энергии от Солнца, достигающую земной поверхности в виде Электромагнитного излучения. Солнечное тепло – одно из главных слагаемых климата Земли основа для развития многих геологических процессов. Огромный тепловой поток исходит из глубин Земли.

По новейшим данным, масса Земли составляет 6·10²¹ т, объем – 1,083 км³, площадь поверхности – 510,2 млн км².

Наша планета имеет неоднородное строение и состоит из внешних и внутренних оболочек (геосфер). К внутренним относится ядро, мантия, а к внешним – литосфера (земная кора), гидросфера, атмосфера и сложная оболочка Земли – биосфера.

Биосфера, охватывающая весь земной шар небеспредельная, ее границы определяются распространением жизни, как по горизонтали, так и по вертикали. Можно утверждать, что жизнь существует на всем земном шаре. Следовательно, горизонтальных границ у биосферы нет и можно говорить только о вертикальном размере биосферы: верхнем, атмосферном и нижнем, литосферном пределах.

Верхняя граница распространения жизни в атмосфере определяется не столь низкими температурами, сколько губительным действием излучения. Высотное распространение микроорганизмов ограничивается в основном ультрафиолетовым излучением Солнца, убивающее все живое.

О нижнем, литосферном, пределе биосферы, ясного представления пока нет, но основным фактором ограничения в данном случае, по-видимому, будет высокая температура.

Толщина биосферы немногим более 20 км (организмы обитают над поверхностью суши не выше 6 км над уровнем моря, опускаются не глубже 15 км в толщу суши и на 11 км в глубь океана), но основная масса живого вещества сконцентрирована в приповерхностном слое толщиной 50 – 100 м. В этом слое сконцентрировано около 90 % биомассы растений и животных. По сравнению с диаметром Земли (13 тис. км) биосфера – тонкая пленка, подобная кожице на яблоке. Неравномерность распространения и распределения жизни на Земле и ее разнообразие позволяют выделить структурные единицы биосферы – экогоризонты (по вертикали) и экосистемы (по площади).

Как уже отмечено, в состав биосферы входят нижняя часть атмосферы, гидросфера и поверхностные слои литосферы, преимущественно подвергшаяся выветриванию с участием живых организмов ее часть – почва. Воздушная, водная и почвенная оболочки земного шара представляют собой не просто пространство, заполненное жизнью, но выступают как основные среды жизни, активно формирующие ее состав и биологические свойства.

Биосфера, являясь глобальной экосистемой, как и любая экосистема, состоит из абиотической и биотической частей.

Абиотическая часть представлена: 1) почвой и подстилающими ее породами до глубины, где в них есть и живые организмы, вступающие в обмен с веществом этих пород и физической средой порового пространства; 2) атмосферным воздухом до высот, на которых возможны еще проявления жизни; 3) водной средой океанов, рек, озер и т. п.

Биотическая часть стоит из живых организмов, осуществляющих важнейшую функцию биосферы, без которой не может существовать сама жизнь: биогенный ток атомов.