Сферы Земли. Биосфера, учение В.И.Вернадского о биосфере. Состав, структура и свойства биосферы. Функции живого вещества.

Верхний предел жизни можно провести в стратосфере, на уровне озонового экрана, поглощающего космическое коротковолновое излучение. Фактически организмы распространяются ниже его границы. До 5 км, в редких случаях до 10 км, с потоками воздуха, с пылью могут подниматься в атмосферу споры и микроорганизмы. На 7 км в высоту из птиц поднимается кондор. В горах на 8-километровой высоте наблюдались тли, на 6-километровой высоте встречались бабочки, цветковые растения - на высоте 6,5 км.

Нижняя граница жизни определяется температурными условиями (1000C - температура кипения воды) Глубже 3 км от земной поверхности живые существа не могут существовать в современном виде. В океане жизнь возможна на всю глубину. В почвах граница жизни определяется глубиной проникновения свободного кислорода - несколько глубже 10 м (на болотах только 30 см).

Если принять эти границы распространения живого по В.И. Вернадскому, то тогда границы биосферы близки к границам географической оболочки.

Основные свойства биосферы

Биосфера - глобальная экологическая система с прямыми и обратными связями, обеспечивающими механизмы ее функционирования и устойчивости.

1. Биосфера - централизованная система. Центральным звеном биосферы является живое вещество, что подтверждается его свойствами и функциями.

2. Биосфера - открытая система. Ее существование невозможно без поступления энергии извне.

3. Биосфера - саморегулирующаяся система, характеризующаяся гомеостазом. Гомеостаз биосферы, как и экосистемы, подчиняется принципу ЛеШателье-Брауна: Если на систему действуют силы, выводящие ее из состояния устойчивого равновесия, то равновесие смещается в том направлении, при котором эффект этого воздействия ослабляется.

4. Биосфера - это система, характеризующаяся большим разнообразием, которое обусловлено:

разными средами жизни

разнообразием природных зон

наличие регионов, сильно отличающихся от большинства других химическим составом литосферы

объединение в рамках биосферы большого количества элементарных экосистем со свойственным им видовым разнообразием.

Для биосферы, как для глобальной экосистемы, применим закон Эшби.

5. Наличие механизмов, обеспечивающих круговорот веществ и связанную с ним неисчерпаемость отдельных химических элементов и их соединений.

Структура

.

Биосферу, как местообитание организмов, можно разделить на три подсферы (которые, в свою очередь, имеют составные части):

1) геобиосферу (верхнюю часть литосферы, населенную геобионтами):

* террабиосферу (поверхность суши с наземными организмами – террабионтами);

- гипотеррабиосферу (слой, где возможна жизнь аэробных организмов, до 1,5 км);

- теллуробиосферу (слой, где возможна жизнь анаэробных организмов, до 6 км);

* литобиосферу (толщу земной коры с литобионтами);

- фитосферу (пространства от 0 до 150 м., т.е. до верхушек деревьев);

- педосферу (почвенный покров до 2 – 3 метров с педобионтами);

2) гидробиосферу:

* маринобиосферу (океаны и моря, населенные маринобионтами);

* аквабиосферу (континентальные, в основном пресные воды);

* фотосферу (до 200 м – соответствует эвфотической зоне);

* дисфотосферу (до 1,5 – 2 км, проходит до 1 % солнечного света);

* афотосфера (более 2 км, солнечный свет не проходит);

3) аэробиосферу:

* тропобиосферу (от верхушек деревьев до 5 – 6 км, с тропобионтами)

* стратобиосферу (от 6 до 22 – 24 км, где располагается основная масса озона).

Выше аэробиосферы расплагается парабиосфера (до высоты 60 – 80 км.), куда жизнь проникает лишь случайно в виде спор и микроорганизмов. Ниже геобиосферы располагается гипобиосфера (аналог парабиосферы), а еще ниже до глубины 10 – 15 км простирается метабиосфера – слой пород, преобразованный жизнью, но в котором организмы на данный момент не присутствуют. Вертикальная мощь собственно биосферы (эубиосферы) – арены активной современной жизни – более 17 км в океанической области и 12 км в сухопутной области.

Функции живого вещества.

Живое вещество играет наиболее важную роль по сравнению с другими веществами биосферы, и выполняет рад важнейших функций.

Энергетическая функция

Энергетическая функция выполняется, прежде всего, растениями, которые в процессе фотосинтеза аккумулируют солнечную энергию в виде разнообразных органических соединений. Чтобы биосфера могла существовать и развиваться, ей необходима энергия. Собственных источников энергии она не имеет и может потреблять энергию только от внешних источников. Главным источником для биосферы является Солнце. По сравнению с Солнцем, энергетический вклад других поставщиков (внутреннее тепло Земли, энергия приливов, излучение космоса) в функционирование биосферы ничтожно мал (около 0,5% от всей энергии, поступающей в биосферу). Солнечный свет для биосферы является рассеянной лучистой энергией электромагнитной природы. Почти 99% этой энергии, поступившей в биосферу, поглощается атмосферой, гидросферой и литосферой, а также участвует в вызванных ею физических и химических процессах (движение воздуха и воды, выветривание и др.) Только около 1% накапливается на первичном звене ее поглощения и передается потребителям уже в концентрированном виде. По словам Вернадского, зеленые хлорофилльные организмы, зеленые растения, являются главным механизмом биосферы, который улавливает солнечный луч и создает фотосинтезом химические тела - своеобразные солнечные консервы, энергия которых в дальнейшем становится источником действенной химической энергии биосферы, а в значительной мере - всей земной коры. Без этого процесса накопления и передачи энергии живым веществом невозможно было бы развитие жизни на Земле и образование современной биосферы.

Интересное из раздела

Совершенствование деятельности администрации муниципального образования Город Хабаровск
Актуальность темы. Развитие зеленой экономики стало фактом уже много лет назад. Однако до сих принципы ее остаются по большей части не восприняты. Логика развития человечества в целом, р ...

ООПТ Республики Башкортостан
Природа Республики Башкортостан вызывает восхищение практически у всех жителей и гостей республики, кому посчастливилось хоть раз побывать в ее замечательных заповедных уголках. По св ...

Благоустройство санитарно-защитной зоны вокруг одиночного стационарного источника загрязнения
В настоящее время антропогенные изменения состояния компонентов природной среды вызывают практически все виды хозяйственной деятельности человека. Крупномасштабные антропогенн ...