На что делится биосфера
Что такое биосфера. Ее границы, структура и функции
Биосфера – место обитания живых существ. Зарождение жизни тесно связано с развитием оболочек земли. Она начала свое формирование около 4 миллиардов лет назад, затем появились первые признаки жизни на нашей планете.
Становление биосферы и ее поэтапное формирование обусловлено влиянием ряда факторов: действием на Землю космической энергии, развитием живых организмов и человечества.
Термин биосфера ввел австрийский ученый Зюсс еще в 19 столетии, он выделил все оболочки Земли, но подробное их описание совершил в 20 ст. отечественный ученый В.И. Вернадский (первый президент Украинской Академии Наук). Он описал границы биосферы, разработал единое учение о биосфере.
Свойства биосферы необходимые для возникновения и продолжения жизни
До сих пор нет единого определения. Существует три версии, что такое биосфера:
Ученые-геологи считают правильной первую точку зрения, так как другие не имеют теоретического подкрепления.
Биосфера простилается по всей поверхности Земли (горы, поля, реки, моря, океаны) и создает условия для жизнедеятельности всех организмов. Человек также является составляющим звеном.
Границы
Чем определяются границы распространения биосферы?
Поскольку Живое — главная составляющая биосферы, ее границы определяются возможностью выживать отдельных индивидуумов в условиях окружающей среды. В верхних слоях ультрафиолетовое излечение не дает развиваться живым организмам – это определяет верхнюю границу биосферы. Высокие температуры в земных глубинах устанавливают нижнюю черту жизни.
Где проходят границы биосферы?
Атмосфера – воздушный слой земного шара, состоит из азота, кислорода, диоксида углерода и др. Она защищает Землю от перегрева, действия космической радиации, ультрафиолета, метеоритов. В составе атмосферы выделяют: тропосферу, стратосферу, ионосферу.
Тропосфера (озоновый слой земли) является верхней границей биосферы, находится на высоте 20 км.
Стратосфера – располагается на высоте 50 км над уровнем моря, воздух разжижается, нагревается, увеличивается концентрация озона, условия становятся непригодными для жизни.
Ионосфера – поверхностный слой атмосферы, поддается воздействию космического излучения, поэтому сильно ионизированный.
Литосфера – земная кора, твердый слой, который уходит на глубину 200км. К биосфере относится верхний шар, населенный живыми организмами. Нижняя граница по литосфере достигает 4км, глубина где были найдены бактерии. Опускаясь ниже, температура возрастает, достигая 100 градусов, что несовместимо с существованием живых организмов, происходит денатурация белка, все живое – гибнет.
Гидросфера – совокупность наземных и подземных вод. Это одна из оболочек нашей планеты, которая окружает материки и острова, составляет 70% поверхности земного шара. Нижняя граница биосферы расположена на глубине около 11 км. (в области Тихого океана).
Схема границ биосферы
Слои биосферы
Эубиосфера – основная прослойка биосфера. 99,9% живых существ постоянно населяют данный слой. Ширина эубиосферы 12-17км.
Парабиосфера, метабиосфера – соответственно верхний и нижний слои бисоферы, куда жизнь попадет случайно, заносится из эубиосферы.
Апобиосфера и абиосфера — самый верхний и самый нижний слои, куда жизнь не может попасть даже случайно.
В зависимости от среды обитания живых организмов выделяют:
Структура биосферы и ее состав
Живое вещество Вернадский описывал как общее число всех живых организмов населяющих планету в данный период времени.
Биогенное вещество – продукты жизнедеятельности живого. В процессе жизни организмы пропускают через себя многократно все составляющие биосферы, так образуются залежи нефти, газа, угля, торфа и др.
Косное вещество – формируется без участия живой материи (небиогенные горные породы, минералы).
Биокосное вещество – создается при взаимодействии живого и неживого (вода, приземная атмосфера, почва).
Структура и состав биосферы
Живое вещество распределено не равномерно на просторах земли, ее концентрация увеличивается возле экваториальной плоскости, на полюсах планеты жизни мало.
Скопление живых организмов находятся на границах слоев биосферы: на дне океана – проходит граница между литосферой и гидросферой, в поверхностных водах Мирового океана – рубеж между гидросферой и атмосферой, на границе литосферы и атмосферы находится почва – место обитания микроорганизмов, насекомых, других животных. В этих местах создаются благоприятные условия для существования: высокая концентрация кислорода, доступ к солнечному свету, влага, питательные вещества.
Соотношение видов живых организмов показывает преобладание растительности, она занимает 99% от всего живого, животные – 1%, люди – 0,0002%.
Функции биосферы
Энергетическая – аккумуляция солнечного излучения в процессе фотосинтеза (переход энергии солнечного света с помощью пигментов растений в органические связи) и ее трансформация, с последующим распределением между всеми живыми организмами.
Газообразующая – поддержание стабильного газового состава атмосферы (выделение кислорода, поглощение диоксида углерода).
Концетрационная – сосредотачивают в теле химические вещества, образуя в дальнейшем полезные ископаемые.
Круговорот вещества в биосфере
Растения в процессе роста и развития используют минеральные вещества из почвы, адсорбируют воду с помощью корня, перерабатывают энергию Солнца, образуют органические вещества из неорганических, из атмосферного воздуха листьями поглощается диоксид углерода и выделяется кислород посредством фотосинтеза.
Животные и человек дышат кислородом, используют органические вещества образованные растениями. После смерти, скопление органических веществ растений и животных разлагается под действием микроорганизмов, и переходят в неорганическое состояние.
Процесс преобразования энергии и вещества начинается сначала – это и есть жизненный круговорот.
Биосфера
Биосфе́ра (от др.-греч. βιος — жизнь и σφαῖρα — сфера, шар) — оболочка Земли, заселённая живыми организмами, находящаяся под их воздействием и занятая продуктами их жизнедеятельности; «пленка жизни»; глобальная экосистема Земли.
Биосфера — оболочка Земли, заселённая живыми организмами и преобразованная ими. Биосфера начала формироваться не позднее, чем 3,8 млрд. лет назад, когда на нашей планете стали зарождаться первые организмы. Она проникает во всю гидросферу, верхнюю часть литосферы и нижнюю часть атмосферы, то есть населяет экосферу. Биосфера представляет собой совокупность всех живых организмов. В ней обитает более 3 000 000 видов растений, животных, грибов и бактерий. Человек тоже является частью биосферы, его деятельность превосходит многие природные процессы и, как сказал В. И. Вернадский: «Человек становится могучей геологической силой».
Целостное учение о биосфере создал биогеохимик и философ В. И. Вернадский. Он впервые отвёл живым организмам роль главнейшей преобразующей силы планеты Земля, учитывая их деятельность не только в настоящее время, но и в прошлом.
Существует и другое, более широкое определение: Биосфера — область распространения жизни на космическом теле. При том, что существование жизни на других космических объектах, помимо Земли пока неизвестно, считается, что биосфера может распространяться на них в более скрытых областях, например, в литосферных полостях или в подлёдных океанах. Так, например, рассматривается возможность существования жизни в океане спутника Юпитера Европы.
Содержание
Местоположение биосферы
Биосфера включает в себя верхние слои литосферы, в которых ещё живут организмы, гидросферу и нижние слои атмосферы.
Границы биосферы
Состав биосферы
Слои биосферы [3]
Весь слой воздействия жизни на неживую природу называется мегабиосферой, а вместе с артебиосферой — пространством человекообразной экспансии в околоземном пространстве — панбиосферой.
Аэробиосфера
Субстратом для жизни в атмосфере микроорганизмов (аэробионтов) служат водные капельки — атмосферная влага, источником энергии — солнечная энергия и аэрозоли. Примерно от верхушек деревьев до высоты наиболее частого расположения кучевых облаков простирается тропобиосфера (с тропобионтами; это пространство — более тонкий слой, чем тропосфера). Выше простирается слой крайне разреженной микробиоты — альтобиосфера (с альтобионтами). Выше простирается пространство, куда организмы проникают случайно и не часто и не размножаются — парабиосфера. Выше расположена апобиосфера.
Геобиосфера
Геобиосферу населяют геобионты, субстратом, а отчасти и средой жизни для которых служит земная твердь. Геобиосфера состоит из области жизни на поверхности суши — террабиосфера (с террабионтами), разделяемую на фитосферу (от поверхности земли до верхушек деревьев) и педосферу (почвы и подпочвы; иногда сюда включают всю кору выветривания) и жизнь в глубинах Земли — литобиосфера (с литобионтами, живущими в порах горных пород, главным образом в подземных водах). На больших высотах в горах, где уже невозможна жизнь высших растений, расположена высотная часть террабиосферы — эоловая зона (с эолобионтами). Литобиосфера распадается на слой, где возможна жизнь аэробов — гипотеррабиосфера и слой, где возможно лишь обитание анаэробов — теллуробиосфера. Жизнь в неактивной форме может проникать глубже — в гипобиосферу. Метабиосфера — все биогенные и биокосные породы. Глубже расположена абиосфера.
В глубинах литосферы есть 2 теоретических уровня распространения жизни — изотерма 100 °C, ниже которой вода при нормальном атмосферном давлении кипит, и изотерма 460 °C, где при любом давлении вода превращается в пар, т. е. в жидком состоянии быть не может.
Гидробиосфера
Гидробиосфера — весь глобальный слой воды (без подземных вод), населённый гидробионтами — распадается на слой континентальных вод — аквабиосфера (с аквабионтами) и область морей и океанов — маринобиосфера (с маринобионтами). Выделяют 3 слоя — относительно ярко освещённую фотосферу, всегда очень сумеречную дисфотосферу (до 1 % солнечной инсоляции) и слой абсолютной темноты — афотосфера.
Между верхней границей гипобиосферы и нижней парабиосферы лежит собственно биосфера — эубиосфера.
История развития биосферы
Зарождение жизни
Жизнь на Земле зародилась ещё в архее — примерно 3,5 млрд. лет назад в гидросфере. Такой возраст имеют найденные палеонтологами древнейшие органические остатки. Возраст Земли как самостоятельной планеты Солнечной системы оценивается в 4,5 млрд. лет. Таким образом, можно считать, что жизнь зародилась ещё в юношескую стадию жизни планеты. В архее появляются первые эукариоты — одноклеточные водоросли и простейшие организмы. Начался процесс почвообразования на суше. В конце архея появился половой процесс и многоклеточность у животных организмов.
Будущее биосферы
С течением времени биосфера становится всё более неустойчивой. Существует несколько трагичных для человечества преждевременных изменений состояния биосферы, некоторые из них связаны с деятельностью человечества.
Некоторые философы, например, Дэвид Пирс, выступают за модификацию биосферы с целью избавления от страданий всех живых существ и создание в буквальном смысле рая на земле (см. одно из значений слова аболиционизм).
История исследований биосферы
Большой вклад в развитие учения о биосфере внёс В. И. Вернадский.
Искусственная биосфера
В настоящее время идея её создания вновь становится актуальной в связи с планами освоения Луны и Марса. Однако на данный момент попытка создания полностью автономной искусственной биосферы не увенчалась успехом.
Рассматривается возможность создания (пока в далёком будущем) внеземной биосферы на других планетах при помощи терраформирования.
Примечания
См. также
 Земля | ||
|---|---|---|
| История Земли | Возраст Земли • Геологическая история Земли • Геохронологическая шкала • История жизни на Земле • Оледенение Земли • Парадокс слабого молодого Солнца • Теория гигантского столкновения • Хронология эволюции |  |
| География и геология | Австралия • Азия • Антарктида • Африка • Европа • Северная Америка • Южная Америка •  Атлантический океан • Индийский океан • Северный Ледовитый океан • Тихий океан • Южный океан • Атмосфера • Гидросфера • Дрейф континентов • Земная кора • Континент • Кора • Мантия • Океан • Структура Земли • Суперконтинент • Тектоника плит • Фигура Земли • Ядро | |
| Окружающая среда | Биом • Биоразнообразие • Биосфера • Дикая местность (англ.) • Климат • Природа • Природная зона • Сохранение биоразнообразия (англ.) • Экологическая ниша • Экология • Экосистема | |
| См. также | Будущее Земли •  Гипотетические естественные спутники Земли • День Земли • Мир • Стихийное бедствие • Суточное вращение Земли • Кольца Земли | |
| Экосистема | |
|---|---|
| Экосистемы | Экосистемы суши · Морские экосистемы · Пресноводные экосистемы · Типы экосистем · Биогеоценоз · Биом · Биосфера · Природный территориальный комплекс · Искусственные экосистемы |
| Функциональные компоненты | Продуценты (автотрофы) · Консументы · Редуценты |
| Структурные компоненты | Зооценоз · Фитоценоз · Биоценоз · Синузия · Ценоячейка · Эдификатор · Консорция |
| Абиотические компоненты | Биогенные элементы · Микроклимат · Физические факторы · Местообитание (Биотоп, Стация) · Экотоп · Климатоп · |
| Функционирование | Сукцессия · Сукцессионный ряд · Деградация экосистем · Эволюция экосистем |
| Загрязнение экосистем | Загрязнение пресных вод · Загрязнение океанов · Загрязнение атмосферы · Загрязнение почв |
Полезное
Смотреть что такое «Биосфера» в других словарях:
биосфера — биосфера … Орфографический словарь-справочник
БИОСФЕРА — (от греч. bios жизнь и sphaira шар: Зюсс, 1875; Вернадский, 1926), экосфера (многие западноевропейские авторы), биогеосфера (Дылис, 1964) одна из земных оболочек (геосфер), в которой благодаря живым организмам преобразуется солнечная энергия,… … Экологический словарь
Биосфера — сложная наружная оболочка Земли, населенная организмами, составляющими в совокупности живое вещество планеты. Масса живого вещества в Б. приближается к n•1014 2•1016 т. Б. состоит из тропосферы нижней части воздушной оболочки Земли (атмосферы),… … Геологическая энциклопедия
БИОСФЕРА — (от био. и греч. sphaira шар), оболочка Земли, состав, структура и энергетика которой определяются совокупной деятельностью живых организмов. Первые представления о Б. как «области жизни» и наружной оболочке Земли восходят к Ламарку. Термин… … Биологический энциклопедический словарь
БИОСФЕРА — [ Словарь иностранных слов русского языка
БИОСФЕРА — (от био. и сфера), область активной жизни, охватывающая нижнюю часть атмосферы (высота до 20 25 км), гидросферу и верхнюю часть литосферы (глубина до 2 3 км). В биосфере живые организмы (живое вещество) и среда их обитания органически связаны и … Современная энциклопедия
БИОСФЕРА — (от био. и сфера) область активной жизни, охватывающая нижнюю часть атмосферы, гидросферу и верхнюю часть литосферы. В биосфере живые организмы (живое вещество) и среда их обитания органически связаны и взаимодействуют друг с другом, образуя… … Большой Энциклопедический словарь
Биосфера — (от греч. bios жизнь и сфера) область активной жизни, охватывающая нижнюю часть атмосферы, гидросферу и верхнюю часть литосферы. В биосфере живые организмы (живое вещество) и среда их обитания органически связаны и взаимодействуют друг с другом,… … Политология. Словарь.
Биосфера — (от био. и сфера), область активной жизни, охватывающая нижнюю часть атмосферы (высота до 20 25 км), гидросферу и верхнюю часть литосферы (глубина до 2 3 км). В биосфере живые организмы (живое вещество) и среда их обитания органически связаны и … Иллюстрированный энциклопедический словарь
Биосфера — * біясфера * biosphere оболочка Земли, заселенная живыми организмами, находящаяся под их воздействием и занятая продуктами их жизнедеятельности; «пленка жизни»; глобальная экосистема Земли. Термин «биосфера» был введен в биологии Жаном Батистом… … Генетика. Энциклопедический словарь
БИОСФЕРА — (зона жизни), часть Земли от поверхности ее КОРЫ до окружающей ее АТМОСФЕРЫ, содержащая в себе все живые организмы, растительные и животные. Является самоподдерживающейся и нуждается только в притоке энергии. Простирается на несколько километров… … Научно-технический энциклопедический словарь
Понятие биосферы в географии — что это такое, особенности биосферы
Что такое биосфера
Термин биосфера пришел из греческого языка. Слово образовалось из двух основ: жизнь и шар.
Биосферу определяют как наружную оболочку Земли, которая заселена живыми организмами. Они составляют живое вещество планеты.
Биосфера — глобальная экосистема Земли.
В биосферу из космоса поступает энергия солнечного света. За счет света существует большинство экосистем планеты. Поэтому биосферу называют открытой системой.
Ученые из израильского Института Вейцмана пытались определить массу биосферы. Оценка проводилась по количеству углерода, который связан с животным царством. Это делалось для того, чтобы исключить влияние содержания воды в разных организмах.
Показатель общей массы всей биосферы Земли по их данным составил приблизительно 550 млрд тонн (или гигатонн — Гт).
Лидерами стали растения. Основной вес пришелся на те растения, которые произрастают на суше.
Доли массы биосферы:
Среди доли животных человечество оценивают в 0,06 Гт (или 60 млн тонн).
Большая концентрация биомассы определяется границами сред:
Литосфера — внешний, твердый слой, оболочка Земли. Состоит из земной коры и верхней части мантии до астеносферы — верхнего слоя мантии планеты.
Атмосфера — газовая оболочка, которая окружает планету Земля.
Гидросфера — водная оболочка Земли, которая включает в себя воды Мирового океана, континентальные поверхностные воды, ледники и подземные воды.
Планктонные организмы — среда обитания: гидросфера и атмосфера.
Бентосные организмы — среда обитания: литосфера и гидросфера.
Планктонные организмы пассивно перемещаются в толще воды за счет течения: одноклеточные водоросли, одноклеточные животные, рачки, медузы.
Бентосные организмы прикрепляются ко дну и живут в илистых осадках или просто покоятся на дне.
Бентос подвижный: крабы, морские звезды, морские ежи.
Малоподвижный: моллюски, черви.
Бентос прикрепленный: кораллы, мшанки, известковые водоросли.
Биосфера начала формироваться около 3,8 млрд лет назад во время зарождения первых живых организмов. Она охватывает всю гидросферу, верхнюю часть литосферы и нижнюю часть атмосферы.
Биосфера — это все живые организмы.
Человек тоже является частью биосферы.
Понятие биосферы и ее сущность
Само понятие биосферы ввел австрийский геолог Э. Зюсс.
Под биосферой Э. Зюсс понимал тонкую пленку земной поверхности, которая населена жизнью.
До Э. Зюсса Ж. Б. Ламарк предполагал наличие такой оболочки планеты, где содержится совокупность живых организмов Земли. Но устоявшееся название ей не дал. Учение о биосфере создал и развивал Владимир Иванович Вернадский, советский и российский ученый.
Биосферой, согласно В. И. Вернадскому, называют такую область жизни, которая включает:
Это особая оболочка планеты. В ее пределах проявляется геологическая деятельность живого населения планеты.
Всю совокупность биогеоценозов в открытой системе, в которой структура и свойства определяются деятельностью организмов в прошлом и настоящем, называют биосферой.
Состав и структурное строение биосферы
Биосферу представляют многокомпонентной сложной системой. Она включает несколько отдельных элементов.
Биосфера состоит из:
В. И. Вернадский показал, что деятельность живых организмов является важным фактором геологических изменений на планете.
Наибольшая концентрация живого вещества сосредоточена на границе сред.
Функции живого вещества:
Метаболизмом называют обмен веществ.
Биогенные вещества представляют собой осадочные породы, состоящие из продуктов жизнедеятельности живых организмов или представляют собой их остатки.
Остатками выступают известняки, ракушечные породы, сланцы, ископаемые угли, природный газ, торф и так далее.
Косное вещество образуется без участия живых организмов: базальт, песок, гранит. Часто относят к косному веществу горные породы магматического происхождения, образовавшиеся в результате извержения вулканов.
Биокосное вещество образуют живые организмы и косные процессы.
К биокосным процессам относят почву, ил, кору выветривания и прочее.
К признакам биосферы относят:
Биотическим или биологическим круговоротом называют процесс поступления химических элементов из почвы, воды, атмосферы в живые организмы и их превращения в новые сложные соединения. Потом эти сложные соединения возвращаются обратно в процессе жизнедеятельности. Это циркуляция веществ между почвой, растениями, животными и микроорганизмами.
Три группы организмов, которые обеспечивают биотический круговорот:
К продуцентам относят такие организмы, которые создают первичное органическое вещество.
Продуценты: зеленые фотосинтезирующие растения; бактерии, которые способны к хемосинтезу.
Фотосинтез — процесс образования кислорода зелеными растениями после поглощения углекислого газа.
Хемосинтезом называют способ автотрофного питания. Источник энергии для синтеза органических веществ — окисление неорганических соединений.
Консументами называют организмы, которые потребляют органическое вещество.
Консументы: хищные животные; растительноядные животные.
К редуцентам относят организмы, которые разлагают мертвое органическое вещество до минерального.
Как биосфера связана с другими оболочками планеты
Биосфера включает в себя части:
Часть биосферы между верхней границей гипобиосферы и нижней парабиосферы, где в настоящее время встречают живые организмы, называют эубиосферой.
Гипобиосфера — неблагоприятный слой для жизни в литосфере. Туда живые организмы попадают случайно, временно существуют и не могут размножаться.
Парабиосфера — верхний аналог гипобиосферы между 6-7 и 60-80 км над поверхностью Земли. Организмы не в состоянии нормально жить и размножаться.
Верхняя граница биосферы находится в атмосфере. Ее протяженность составляет от 15 до 20 км. Эту часть определяют озоновым слоем, где задерживаются коротковолновое ультрафиолетовое излучение.
Ультрафиолетовым излучением называют такую область оптического, электромагнитного излучения, которая не воспринимается глазом. Излучение занимает спектральный диапазон между видимым и рентгеновским излучением.
«Середина» биосферы — граница между атмосферой и литосферой — находится в гидросфере и составляет 10-11 километров — Марианская впадина. Границу определяют дном Мирового океана с донными отложениями.
Нижняя граница биосферы находится в литосфере, и ее протяженность составляет от 3,5 до 7,5 км. Показатель — температура перехода воды в пар и температура денатурации белков.
Денатурация белка — процесс, когда структура белковой молекулы нарушается и разрушается под действием химических и физико-химических факторов.
Но живые организмы распространены вглубь только на несколько метров в почве и несколько сотен метров в подземных пещерах.
Значение биосферы для нашей планеты
Биосфера является открытой биосистемой, которая взаимодействует с окружающей средой посредством обмена веществом и энергией. Она играет важную роль в распределении энергетических потоков планеты.
Различают следующие виды живых организмов:
Автотрофы производят органическое вещество.
Гетеротрофы потребляют и разрушают органическое вещество.
Процессы создания и преобразования органического вещества находятся в относительном равновесии. Такое равновесие служит основой устойчивости биосферы.
Под устойчивостью понимают свойство экосистемы, выраженное в способности поддержания своего состава, функции и структуры. Устойчивая система способна восстанавливаться, если будет нарушена.
К признакам устойчивости биосферы относят:
Под жизненной активностью живого вещества понимают скорость размножения организмов и их распространения.
Биосфера включает в себя большое количество растений и животных, других форм жизни. Изучение биомассы важно для понимания климатических сдвигов, путей передачи и трансформации углерода и других элементов.
Биосфера регулирует количество газов и распределяет их.
Человек является частью биосферы. Биосфера дает человеку важнейшие природные вещества и ресурсы: землю и воду, кислород, продукты питания.
Современное состояние и прогнозируемое будущее
Состояние биосферы характеризует величина биомассы, количество углерода, годичный прирост и количество минеральных веществ.
Состояние биосферы меняется под влиянием естественных факторов. Тогда оно возвращается в почти первоначальное. Например, изменения температуры и давления происходят в некоторых постоянных средних значениях.
Изменения в биосфере под влиянием антропогенных факторов происходит в более короткие сроки. Для регулирования процессов создана информационная система экологического мониторинга.
Современное состояние биосферы оценивают как острый экологический кризис.
Прогресс науки и техники позволил человеку получить больше сил для воздействия на окружающую среду. Это воздействие направлено на удовлетворение потребностей современного общества. При этом оно ухудшает существование биологических видов на планете.
Система «человечество–среда обитания» становится неуравновешенной. Деятельность человека нарушает структуру, организованность и функции биосферы.
Показатель современного состояния биосферы определяется по концентрации углекислого газа в атмосфере. Благодаря системному анализу, применению принципа Ле Шателье-Брауна, выяснили, что в первой половине XX века при повышенной концентрации углекислого газа произошел выход биосферы как системы из равновесия.
Человечество своими поступками приводит биосферу к переходу в другое устойчивое состояние. При этом условия жизни для человека остаются неясными, но вряд ли они будут оптимальными.
Антропогенная нагрузка на биосферу находится в пропорциональной зависимости от энергетической мощи человечества.