Биосфера: структура, функции, значение

Вопрос 5. Биосфера: структура, функции, значение.

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.2).

       Элементы неживой  природы

 

      Атмосфера

                   Гидросфера                            Живые организмы       

 

                  Литосфера                                      Биосфера

 

Рис. 2

 

 

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 )

3000. Нижняя граница

Рис.3

 

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 и    под 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.

2. 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.

Таблица   биомассы   организмов Земли.

Среда	Организмы	Масса, 1012 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).

Функции живого вещества:

1. Энергетическая – поглощение солнечной энергии при фотосинтезе, запасание энергии в виде химических связей и передача её по цепям питания. 
2. Геохимическая – вовлечение химических элементов в живые организмы и возвращение их путем биогенной миграции снова в среду. Создание осадочных пород.
3. Концентрационная – избирательное накопление в ходе жизнедеятельности веществ для построения тела и вовлечение их в круговорот веществ.
4. Газовая – миграция газов и их превращение. Формирование газового состава атмосферы, создание свободного кислорода и переход его в озон.
5. Деструктивная – разложение органического вещества, превращение живого в косное.
6. Историческая – эволюционное развитие жизни.
7. Самовоспроизводящая.
8. Средообразующая – создание благоприятной среды, качество которой способствует функционированию экосистем.

 

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.

 

Вопрос 5Страница