Склад і межі біосфери
Біосфера зараз розглядається як глобальна екологічна система. Земля і навколишнє його середовище сформувалася в результаті закономірного розвитку всієї Сонячної системи. Як і інші планети, Земля отримує енергію від Сонця, що досягає земної поверхні у вигляді електромагнітного випромінювання. Сонячне тепло - одна з головних складових клімату Землі, основа для розвитку багатьох геологічних процесів. Величезний тепловий потік виходить з глибини Землі.
За новітніми даними, маса Землі становить 6 * 10 яка 21 т, обсяг - 1,083 * 10 12 км 3. площа поверхні - 510,2 млн км 2. Розміри, а, отже, і її природні ресурси нашої планети обмежені.
Наша планета має неоднорідне будову і складається з концентричних оболонок (геосфер) - внутрішніх і зовнішніх. До внутрішніх - відносяться ядро, мантія, а до зовнішніх - літосфера, тропосфера і гідросфера - як субглобальние екосистеми і звідси:
літосфера (грец. «Літос» - камінь) - верхня частина твердої оболонки або кора вивітрювання;
тропосфера - нижня частина атмосфери;
гідросфера - водна оболонка.
Поширеність біосфери визначається за наявністю живих організмів, а також за продуктами їх життєдіяльності.
Найважливіші компоненти біосфери:
жива речовина (рослини, тварини, мікроорганізми);
біогенна речовина - органічні і органо речовини, створені протягом геологічної історії (нафта, торф, вугілля);
відстале (неживе) речовина - атмосфера, гірські породи неорганічного походження;
биокосное речовина - продукт спільної діяльності живої і неживої природи (грунт, і ін.).
За верхню межу біосфери в залежності від географічної широти орієнтовно приймають висоту 10-15 км, однак останнім часом вченими виявлено життя бактерій і на висоті до 80-85 км.
Нижньою межею біосфери є найглибші океанічні западини (більше 11 км нижче рівня моря). Тобто, протяжність біосфери по вертикалі досягає 25-30 км. Однак, людини в практичному житті цікавить поки тільки верхній шар океану не більше 100 м і поверхня землі до меж можливого проживання людини (5 км).
Вчення В.І. Вернадського про біосферу
Заслуга в розробці стрункого, цілісного вчення про біосферу як «області життя» належить академіку В. І. Вернадському. Він назвав біосферою оболонку Землі, в формуванні якої живі організми грали і грають основну роль, і виділив в ній три головні компоненти:
живі організми (вся їх сукупність, так звана жива речовина);
мінеральні речовини, включені живою речовиною в біогенний круговорот;
продукти діяльності живої речовини, тимчасово не беруть участі в біогенному кругообігу.
Вернадський розумів під біосферою всі частини, земної кори, які піддавалися протягом геологічної історії впливу організмів. Багато дослідників, особливо за кордоном, вкладали в це поняття кілька
інший зміст, звужуючи уявлення про біосферу і розглядаючи її лише як ту частину поверхні Землі, яка знаходиться під впливом діяльності живих організмів в даний час. Однак це неправильна точка зору, оскільки склад, структура і енергетика сучасної біосфери в істотних рисах обумовлені не тільки справжньою, але й минулою діяльністю живих організмів.
В основу вчення Вернадського про біосферу належить уявлення про планетарну геохімічної ролі живої речовини в утворенні біосфери, як продукту тривалого перетворення речовин і енергії в ході геологічного розвитку Землі. У межах біосфери всюди зустрічається або саме жива речовина, або сліди його діяльності: гази атмосфери; природна вода; запаси нафти, вугілля, вапняку; глини; сланці; граніти і ін.
Сучасна біосфера являє собою складну систему, що складається з багатьох компонентів, які включають всю живу і неживу природу. Вона охоплює частину атмосфери, гідросферу і верхню частину літосфери, взаємопов'язані биогеохимическими циклами міграції речовин і енергії.
За Вернадським, жива речовина-етосовокупность існуючих (або існували в певний відрізок часу) живих організмів, які належать до потужних геологічних фактором.
Вернадський вказував, що жива речовина акумулює енергію космосу, трансформує її в енергію земних процесів (хімічну, механічну, теплову, електричну та ін.) І в безперервному обміні речовин з відсталої матерією планети забезпечує утворення нового живого речовини, яка не тільки заміщає відмирають його маси , а й привносить нові якості, визначаючи процес еволюції органічного світу.
Таким чином, жива речовина біосфери хімічно і геологічно є надзвичайно активним. За його участю утворюються органічні осадові породи - біогенні речовини біосфери, а також біокосні речовини - майже вся вода біосфери, грунт, кора вивітрювання і т. Д. Разом з тим живе речовина контролює всі основні хімічні перетворення в біосфері.
Разлічаютшесть основних функцій живого веществана нашій планеті.
Енергетична функція полягає в здійсненні зв'язку біосферному-планетарних явищ з космічними факторами, переважно із сонячною радіацією. В основі: Технологія базується на фотосинтезуюча діяльність зелених рослин, в процесі якої відбувається акумуляція
сонячної енергії і її перерозподіл між окремими компонентами біосфери. За рахунок накопиченої сонячної енергії протікають всі життєві процеси на Землі.
Газова функція обумовлює міграцію газів і їх перетворення, забезпечує газовий склад біосфери. Переважна маса газів на Землі має биогенное походження. В процесі функціонування живої речовини з'являються основні гази: кисень, азот, вуглекислий газ, сірководень, метан та ін.
Концентраційна функція проявляється в добуванні і накопиченні живими організмами біогенних елементів навколишнього середовища. Склад живого речовини істотно відрізняється від складу відсталої речовини планети. У ньому переважають легкі атоми водню, вуглецю, азоту, кисню, натрію, магнію, алюмінію, кремнію, сірки, хлору, калію, кальцію. Концентрація цих елементів в тілі живих організмів в сотні і тисячі разів вище, ніж у зовнішньому середовищі. Цим пояснюється неоднорідність хімічного складу біосфери.
Окислювально-відновна функція полягає в хімічному перетворенні в основному речовин, що містять атоми зі змінним ступенем окислення (з'єднання заліза, марганцю та ін.). В результаті відбувається перетворення більшості хімічних сполук. При цьому на поверхні Землі переважають біогенні процеси окислення і відновлення.
Деструкционная функція обумовлює процеси, пов'язані з розкладанням організмів після їх смерті, внаслідок якої відбувається мінералізація органічної речовини, т. Е. Перетворення живої речовини у відсталу. В результаті утворюються також биогенное і биокосное речовини біосфери.
Інформаційна функція полягає в накопиченні, збереженні та передачі молекулярно-генетичної інформації, накопиченої в ході еволюції і забезпечує їх подальше існування.