Схема строения биосферы

Биосфера — область «жизни», пространство на поверхности земного шара, в котором обитают живые существа.

Величие В.И. Вернадского в том, что он впервые понял и науч­но обосновал единство человека и биосферы.

Владимир Иванович Вернадский (1863-1945) — крупный оте­чественный ученый, минералог и кристаллограф, один из основопо­ложников геохимии и биогеохимии.

Суть этого учения: биосфера - это качественно своеобразная оболочка Земли, развитие которой в значительной мере определяется деятельностью живых организмов.

Основные положения учения В.И. Вернадского о биосфере.

Прежде всего, В.И. Вернадский определил пространство, охва­тываемое биосферой Земли. Биосфера (греч. «биос» — жизнь; «сфера» — шар) — оболочка Земли, в которой развивается жизнь разнообразных организмов, насе­ляющих поверхность суши, почву, нижние слои атмосферы, гидросферу.

Планета Земля характеризуется наличием трех поверхностных геосфер — гидросферы, литосферы, атмосферы.

Гидросфера, или водная оболочка Земли, представлена океа­нами, морями, озерами, реками и искусственными водоемами. Вод­ная оболочка покрывает около 71% поверхности земного шара, наи­большая глубина в западной части Тихого океана достигает 11,5 км (Марианская впадина).

Литосфера, или земная кора, представляет собой внешнюю твердую оболочку земного шара мощностью в несколько десятков ки­лометров. В контексте биосферы под литосферой обычно понимают толь­ко поверхностную ее часть — почву.

Атмосфера, или воздушная оболочка, состоит из нескольких слоев: тропосферы до 15 км высоты над поверхностью Земли; страто­сферы, с озоновым экраном, простирающейся до 100 км высоты; ио­носферы, представляющей слой разреженного газа, высотой до 500 км.

Биосфера включает в себя:

1) Живые организмы (растения, животные, микроорганизмы).

2) Тропосфера (нижний слой атмосферы).

3) Гидросфера (океаны, моря, реки и т.д.).

4) Литосфера (верхняя часть земной коры).

Возраст биосферы приблизительно 4 млрд. лет.

Схема строения биосферы

Вернадский различал следующие категории веществ:

1) живое вещество - совокупность живых организмов, населяющих биосферу, (от простейших вирусов до человека), характеризуется химическим составом, массой, энер­гией, информацией; трансформирует солнечную энергию и во­влекает неорганическую материю в непрерывный круговорот). Живое вещество — «функция биосфе­ры», а биосфера — результат развития живого вещества.

:

2) биогенное вещество — продукты жизнедеятельности живых организмов (каменный уголь, нефть, торф, мел);

3) био­косное вещество — продукты распада и переработки горных и осадочных пород живыми организмами (почвы, ил, природные воды). Имеет минеральную основу, которая ко­ренным образом преобразована жизнедеятельностью организмов (почвенный покров, воздух, вода).

4) косное вещество — все, что не имело связи с живым (застывшая лава, вулканический пепел).

5) Радиоактивные вещества, получающиеся в результате распада радиоактивных элементов (радий, уран, торий и т.д.).

6) Рассеянные атомы (химические элементы), находящиеся в земной коре в рассеянном состоянии.

7) Вещество космического происхождения - метеориты, протоны, нейтроны, электроны.

В пределах биосферы существуют 4 среды жизни: две мертвые (вода, воздух), одна биокосная (почва) и одна живая (организм).

Процессы, протекающие в экосистеме (число живых организ­мов, скорость их развития и т.п.), зависят от количества энергии, по­ступающей в экосистему, и от циркуляции веществ в экосистеме. Биосфера является энергетически незамкнутой системой, в которой идет поглощение энергии из внешней среды.

Живое вещество нашей планеты существует в виде огромного множества организмов разнообразных форм и размеров. В настоящее время на Земле существует более 2 млн. организмов, из них 0,5 - растения, 1,5 - растения и микроорганизмы (из них 1 млн. насекомых).

Основной особенностью живого существа является, кроме клеточной деятельности и передачи информации, способ исполь­зования энергии. Живые существа улавливают энергию космоса в виде солнечного света, удерживают ее в виде энергии сложных органических соединений (биомасса), передают ее друг другу и трансформируют в другие виды энергии (механическую, электри­ческую, тепловую). Неживые вещества преимущественно рассеи­вают энергию.

Живое вещество, биосфера, преобразует энергию Солнца в свободную энергию, способную совершать работу. Работа, производимая жизнью, состоит в переносе и перераспределении химических элементов в биосфере.

Все почвы и минералы поверхности (чернозем, глина, извест­няк, руда, месторождение углей и нефти) образовались под воз­действием жизни.

Преобразование энергии в организмах основано на разнице температуры и других принципах. Живые существа следует рас­сматривать как химические машины, где химическая энергия преобразуется в другие виды энергии.

Особенности функционирования живых существ:

• способность к самовоспроизведению;

• способность образования полимерных оболочек, ограж­дающих живое вещество от косной среды;

• способность аккумулировать и передавать химическую
энергию, а также осуществлять химические реакции в нормальных условиях температуры и давления без образования побочных продуктов. Жизнь на Земле идеально экологична.

Основой динамического равновесия и устойчивости биосферы являются к ругооборот веществ и превращение энергии.