Элементы неживой природы биосферы

2.2. Структура биосферы.

Биосфера по Вернадскому представляет собой сложную природную систему и включает:

1. «живое вещество», т.е. множество живых организмов.
2. «биогенное вещество», т.е. органоминеральные или органические продукты, созданные живым веществом (каменный уголь, торф, подстилка, гумус — верхний плодородный слой почвы).
3. «биокосное вещество», созданное живыми организмами вместе с неживой природой (вода, атмосфера, осадочные породы).
4. «косное вещество», образованное без участия живых организмов (магматические горные породы).

Элементы неживой природы связаны воедино с помощью живых организмов (рис.2.1). Биосфера охватывает нижнюю часть атмосферы, всю гидросферу – океаны, моря, поверхностные воды суши, а также верхнюю часть литосферы. Верхней границей биосферы является озоновый слой (20-30 км от земной поверхности), а её нижняя граница не опускается в литосферу ниже 2-3 км (рис.2.2). Элементы неживой природы Атмосфера Гидросфера Живые организмы Литосфера Биосфера Рис. 2.1 Схема строения биосферы Верхняя граница — озоновый слой 20000 Стратосфера 10000 Эверест (8848 м) почва Тропосфера Литосфера Гидросфера Филиппинская впадина (10830 м) Нефтяные воды (присутствие бактерий )

1. Нижняя граница

Рис.2.2 Границы биосферы В пределах биосферы выделяют две категории слоев: собственно биосферу, где живое вещество локализовано постоянно (эубиосферу), а также расположенные выше и ниже ее соответственно парабиосферу и метабисферу. В эти слои организмы могут попадать лишь случайно. Озоновый экран – это слой атмосферы в пределах стратосферы, расположенный на разной высоте от поверхности Земли и имеющий наибольшую плотность озона на высоте 22-26 км. Высота озонового слоя у полюсов оценивается в 7-8 км, у экватора – 17-18 км, а максимальная высота присутствия озона – 45-50 км. Выше озонового экрана существование жизни без специальной защиты невозможно из-за жёсткого ультрафиолетового излучения Солнца. Метабиосфера не опускается ниже 10-15 км, а нижней границей эубиосферы считаются донные отложения океана и верхние горизонты литосферы, подвергающиеся ныне (или подвергавшиеся в прошлом) воздействию живых организмов. К биосфере, например, относятся некоторые полезные ископаемые, в частности каменный уголь – продукт фотосинтеза растений в прошлые геологические эпохи. С учетом протяженности всех названных слоев по вертикали общая мощность оценивается в 33-35 км. Биотические компоненты биосферы включают растения (фитосфера), животных (зоосфера) и микроорганизмы (микробосфера). К биосфере относится и человеческое сообщество. Основу жизни на Земле составляет процесс фотосинтеза, осуществляемый наземными растениями, пресноводными водорослями и морским фитопланктоном (совокупность свободноплавающих растительных организмов, населяющих толщу воды).Фотосинтез представляет собой процесс образования растениями богатых энергией органических соединений, под влиянием солнечного света, в результате которого двуокись углерода (СО2) и вода превращаются в углеводы (например глюкозу), а в качестве побочного продукта выделяется кислород. Кислород атмосферы Земли является результатом фотосинтеза. Ежегодно растения Земли образуют около 380 млрд. тонн биомассы (в перечёте на сухое вещество) и одновременно выделяют в атмосферу около 350 млрд. тонн свободного кислорода.

Источник

Лекция 4. Учение Вернадского о биосфере.

Перед современным обществом стоит задача сохранить природные богатства сегодня и предупредить отрицательные последствия в будущем. Для этого необходимо изучить многообразные процессы, постоянно протекающие в природе. Основой является учение о биосфере Земли.

Биосфера (био — жизнь) — часть Земли, в которой развивается жизнь организмов, населяющих поверхность ‘ суши, нижние слои атмосферы, и гидросферу.

Таким образом, 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 4млрд. лет.

Термин «биосфера» введен в 1875 г. австрийским геологом Зюссом. Основоположник современного учения — русский ученый Вернадский Владимир Иванович (1863 -1945 гг.).

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

Биосфера представляет собой результат взаимодействия живой и неживой природы.

Элементы неживой природы связаны воедино с помощью живых организмов (рис.1).

Атмосфера

Гидросфера Живые организмы

Литосфера Биосфера

Верхняя граница — озоновый слой

Тропосфера

Филиппинская впадина (10830 м)

1. Нижняя граница

Рис.2 Нижняя часть биосферы опекается на 3 км на суше и на 2 км ниже дна океана. Верхняя граница — озоновый слой, выше которого УФ излучения солнца исключают органическую жизнь. Толщина — несколько мм. Основой органической жизни является углерод (С). Решающее значение в истории образования биосферы имело появление на Земле растений, которые в процессе фотосинтеза синтезируют органические вещества из ипод действием солнечного света. В результате фотосинтеза ежегодно образуется 100 млрд. тонн органического вещества. Именно благодаря растениям на Земле получили развитие различные виды животных, и осуществляется обмен веществом и энергией между живой и неживой природой. Нижняя часть биосферы опекается на 3 км на суше и на 2 км ниже дна океана. Верхняя граница — озоновый слой, выше которого УФ излучения солнца исключают органическую жизнь. Толщина — несколько мм. Основой органической жизни является углерод (С). Решающее значение в истории образования биосферы имело появление на Земле растений, которые в процессе фотосинтеза синтезируют органические вещества из ипод действием солнечного света. В результате фотосинтеза ежегодно образуется 100 млрд. тонн органического вещества. Именно благодаря растениям на Земле получили развитие различные виды животных, и осуществляется обмен веществом и энергией между живой и неживой природой. Основой динамического равновесия и устойчивости биосферы являются кругооборот веществ и превращение энергии. Вернадский выделяет в биосфере глубоко отличных и в то же время генетически связанных частей: 1) Живое вещество — живые организмы.

1. Биогенное вещество — продукты жизнедеятельности живых организмов (каменный уголь, нефть и т.п.).

3) Косное вещество — горные породы (минералы, глины). 4) Биокосное вещество — продукты распада и переработки горных и осадочных пород живыми организмами (почвы, ил, природные воды). 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. Живое вещество— это совокупность и биомасса живых организмов в биосфере. 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). Таблица биомассы организмов Земли.

Среда	Организмы	Масса, 10 12 т	%
Суша	Растения	2,4	99,04
	Животные	0,02	0,825
Океаны	Растения	0,0002	0,008
	Животные	0,003	0,124
Суммарный	Общая биомасса	2,4232	100

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). В процессе развития биосферы выделяют 3 этапа :

1. Биосфера (где человек воздействовал на природу незначительно. Возраст человечества примерно 1,5 млн. лет).
2. Биотехносфера

Современная биосфера — это результат длительной эволюции органического мира и неживой природы. Человеческое общество — это один из этапов развития жизни на Земле. Деятельность человека следует рассматривать как составную часть биосферы. Техника — это качественно новый этап ее развития. Возникает вопрос — каким путем пойдет развитие человека и биосферы в будущем , какими средствами избежать необратимых последствий в природе. Предотвратить изменения невозможно. Очевидно, что следует научиться управлять процессами между человеком и природой так, чтобы они были взаимовыгодны. 3)Ноосфера— сфера разума. Это понятие ввел французский математик и философ Ле-Руа в 1927 году, а обосновал Вернадский в 1944 г. Это высшая стадия развития биосферы, когда разумная деятельность человека становится главным, определяющим фактором развития. В ноосфере человек становится крупной геологической силой, он перестраивает своим трудом и мыслью область своей жизни. Человек неразрывно связан с биосферой, уйти из нее не может. Его существование — есть функция биосферы, которую он неизбежно изменяет.

Источник