Головна

біосфера

  1.  біосфера
  2.  біосфера
  3.  БІОСФЕРА
  4.  Біосфера - жива оболонка Землі
  5.  Біосфера ж?не они? шекаралари
  6.  Біосфера і туризм. Рослинний і тваринний світ суші. Охоронювані природні території.

загальні положення

Зміст поняття біосфери не завжди було однозначним. Спочатку біосферами називали гіпотетичні глобули (мабуть, під впливом ідей французьких вчених XVIII в. П. Л. Мопертюї і, особливо, Ж. Л. Бюффона про безсмертних органічних молекулах), нібито складові живу основу всіх організмів. Таке розуміння протрималося у Франції до середини XIX ст.

Істотно інше уявлення про біосферу сформулював в 1875 р австрійський геолог Е. Зюсс. У монографії «Походження Альп» він говорить про «самостійної біосфері» як про особливу оболонці Землі, утвореної живими організмами. У заключній главі великого тритомної праці «Лик Землі» (1909) цей автор пише, що поняття «біосфера» виникло як наслідок ідей Ж. Ламарка і Ч. Дарвіна про єдність органічного світу.

Роботи Зюсс поклали початок біологічному поданням про біосферу як про сукупність організмів, що населяють Землю, як про живу оболонці планети. Такого погляду дотримувалися багато російські географи, наприклад, Н. М. Сибірцев (1899), Д. Н. Анучин (1902), П. І. Броунов (1910), А. А. Григор 'єв (1948), англійський дослідник і філософ Дж . Бернал (1969) та ін.

Подання Зюсс про біосферу, як про особливу оболонці Землі, використовував і В. І. Вернадський (1926), вклавши в нього, однак, істотно інше, біогеохімічних зміст.

біосфера, За Вернадським, - це сфера поширення життя, що включає поряд з організмами і середовище їх проживання. Зачатки цього подання можна виявити вже в висловлюваннях вчених XVII і XVIII ст., В книзі «Космос» А. Гумбольдта і в роботах В. В. Докучаєва.

Загальне вчення про біосферу створено в 20-30-х роках ХХ ст. В. І. Вернадським, що розвинув ідеї Докучаєва про комплексний природно-історичному аналізі взаємодіючих в природі різноякісних об'єктів і явищ (чинників грунтоутворення) і виявленні самостійних природних об'єктів гетерогенної структури і складу (грунти, природні зони).

В основі вчення В. І. Вернадського лежать такі уявлення:

- про планетарну геохімічної ролі живої речовини (сукупності всіх живих організмів, що існували або існують в певний відрізок часу, що розглядаються як потужний геологічний фактор). Жива речовина, в розумінні Вернадського, як біогеохімічний фактор кількісно виражається в елементарному хімічному складі, масі і енергії;

- про організованості біосфери, яка є продуктом складного перетворення матеріально-енергетичного та інформаційного потоків живою речовиною за час геологічної історії Землі.

Біосфера включає не тільки область життя (біогеосфери, фітогеосферу, вітасферу), але і інші структури Землі, генетично пов'язані з живим речовиною. За Вернадським, речовина біосфери складається з семи різноманітних, але геологічно взаємопов'язаних частин: жива речовина; біогенну речовину; відсталу речовину; биокосное речовина; радіоактивна речовина; розсіяні атоми; речовина космічного походження.

У межах біосфери всюди зустрічається або жива речовина, або сліди його біогеохімічної діяльності. Атмосферні гази (кисень, азот, вуглекислий газ), природні води, так само як і природне паливо (нафти, вугілля), вапняки, глини та їх метаморфічні похідні (сланці, мармур, граніти і ін.) В своїй основі створені живою речовиною планети.

Шари земної кори, позбавлені в даний час живої речовини, але перероблені їм в геологічному минулому, Вернадський відносив до області «колишніх біосфер».

Біосфера мозаїчна щодо структури і складу, в ній відбивається геохимическая і геофізична неоднорідність лиця Землі (океани, озера, гори, ущелини, рівнини і т. Д.) І нерівномірність у розподілі живої речовини по планеті, як в минулі епохи, так і в наш час. Максимальний вміст живої речовини гідросфери приурочено до мелководьям, мінімальне - до глибинних акваторій (абиссаль); на суші ця нерівномірність проявляється в мозаїці биогеоценотического покриву (ліси, болота, степи, пустелі і ін.) з мінімумом щільності живої речовини в високогір'ях, пустелях і полярних областях.

Жива речовина виконує такі біогеохімічні функції: газову (міграція газів і їх перетворення); концентрационную (акумуляція живими організмами хімічних елементів із зовнішнього середовища); окислювально-відновну (хімічні перетворення речовин, що містять атоми із змінною валентністю, - з'єднань заліза, марганцю, мікроелементів і т. д.); біохімічну і біогеохімічну (включення різного роду хімічних речовин, що надходять в навколишнє середовище в процесі життєдіяльності людини). Сукупність цих функцій визначає всі хімічні перетворення в біосфері.

Еволюція біосфери діалектично пов'язана з еволюцією форм живої речовини (організми і їх співтовариства), ускладненням його біохімічних функцій, що відбуваються на тлі геологічної історії Землі.

У вченні про біосферу Вернадського виділяють наступні основні аспекти:

- енергетичний, що висвітлює зв'язок біосферному-планетарних явищ з космічними випромінюваннями (в основному сонячними) і радіоактивними процесами в земних надрах;

- биогеохимический, що відображає роль живої речовини в розподілі і поведінці атомів (точніше, їх ізотопів) в біосфері і її структурах;

- інформаційний, що вивчає принципи організації і управління, які здійснюються в живій природі у зв'язку з дослідженням впливу живої речовини на структуру та склад біосфери;

- просторово-часової, що висвітлює формування та еволюцію різних структур біосфери в геологічному часу в зв'язку з особливостями просторово-часової організованості живої речовини в біосфері;

- ноосферний, що вивчає глобальні ефекти впливу людства на структуру і хімію біосфери в процесі господарської та іншої діяльності.

Вихід людини в космос, за межі біосфери, безсумнівно, буде стимулювати розробку нових сторін вчення про біосферу.

Суттєвими моментами вчення про біосферу є уявлення про взаємозв'язки (прямих і зворотних зв'язках) і пов'язаною еволюції всіх структур біосфери. Ці уявлення покладені в основу розробки багатьма національними та міжнародними організаціями, науковими центрами та лабораторіями проблеми «біосфера і людство». Для вирішення цієї проблеми проводяться такі заходи, як Міжнародне гідрологічне десятиліття, Міжнародна біологічна програма та інші, в яких беруть участь багато країн.

Підвищений інтерес до вивчення біосфери викликаний тим, що локальна дія людини на неї, характерне для всієї що передувала історії, змінилося в ХХ ст. глобальним його впливом на склад, структуру і ресурси біосфери. На планеті немає ділянки суші або моря без слідів діяльності людини. Один з яскравих прикладів - глобальні випадання радіоактивних опадів - продуктів ядерних вибухів. В атмосфері, океані та на суші повсюдно присутні (нехай у незначних кількостях) продукти згоряння нафти, вугілля, газів, відходи хімічної та іншої індустрії, отрутохімікати і добрива, що зносяться з полів в процесі водної та вітрової ерозії. Інтенсивне і нераціональне використання ресурсів біосфери - водних, газових, біологічних та інших, які згубно гонкою озброєнь і випробуваннями ядерної зброї, і розвіяло міф про нескінченність і невичерпність цих ресурсів.

Численні приклади руйнівної діяльності людини і, на жаль, рідкісні приклади його творчої діяльності (в тому числі і в плані охорони природи) свідчать про актуальність розумного ведення земних справ розумним людством, що можливо тільки при переході від стихійного виробництва до принципів сталого розвитку людської цивілізації.

Сучасна структура біосфери - продукт тривалої еволюції багатьох систем різної складності, послідовно прагнуть до стану динамічної рівноваги. Практичне значення вчення про біосферу величезне. Особливо зацікавлені в розвитку цього вчення охорона здоров'я, сільське і промислове господарство та інші галузі людської практики, частіше за інших зіштовхуються з «відповідними ударами» з боку біосфери, викликаними нерозумним або необережним перетворенням природи людиною.

В даний час обидва розуміння біосфери, по Зюссу і за Вернадським, існують на рівних правах. Н. В. Тимофєєв-Ресовський пропонує говорити про біосферу у вузькому і широкому розумінні. Звісно ж доцільним вживати це поняття, вкладаючи в нього сенс, доданий Вернадським, - область поширення життя, використовуючи для біосфери в «вузькому сенсі» вираження: «сукупність організмів», «плівка життя», «живий покрив Землі», «біота», «біос».

За фізичними природними умовами біосфера може бути підрозділена на три середовища: атмосферу, гідросферу і літосферу.

Біосферу як місце сучасного існування організмів разом із самими організмами можна розділити на три подсфери: аеробіосферу, населену аеробіонтамі, субстратом життя яких служить волога повітря; гідробіосферу - глобальний світ води (водна оболонка Землі без підземних вод), населений гідробіонтами; геобіосферу - верхню частину земної кори (літосфера), населену геобіонтамі.

Гідробіосфера розпадається на світ континентальних, головним чином прісних вод - аквабіосферу (З аквабіонтамі) і область морів і океанів - марінобіосферу (З марінобіонтамі).

Геобіосфера складається: з області життя на поверхні суші - террабіосфери (З террабіонтамі), яка поділяється на фітосфери (Від поверхні землі до верхівок дерев) і педосферу (Грунту і лежать під ними підґрунтя, нерідко сюди включають всю кору вивітрювання) з педобіонтов; узлітобіосфери - життя в глибинах Землі (з літобіонтамі, що живуть в порах гірських порід).

Літобіосфера розпадається на два шари: гіпотерра-біосферу - шар, де можливе життя аеробів (або подтеррабіосфера) і теллуробіосферу - шар, де можливе проживання анаеробів (або глубінобіосфера). Життя в товщі літосфери існує в основному в підземних водах.

Подібні шари існують і в гідробіосфере, але вони пов'язані головним чином з інтенсивністю світла. Виділяють три шари: фотосферу - щодо яскраво освітлений, дісфотосферу - завжди дуже сутінковий (до 1% сонячної інсоляції), афотосферу - абсолютної темряви, де неможливий фотосинтез.

Лімітуючим фактором розвитку життя в аеробіосфере служить наявність крапель води і позитивних температур, а також твердих аерозолів, що піднімаються з поверхні Землі. Від вершин дерев до висоти найбільш частого розташування купчастих хмар простягається тропобіосфера (З тропобіонтамі). Вище тропобіосфери лежить шар вкрай розрідженій мікробіоти - альтобіосфера (З альтобіонтамі). Над нею тягнеться простір, куди життя проникає лише випадково і не часто, де організми не розмножуються, - парабіосфера.

На великих висотах в горах, там, де вже неможливе життя вищих рослин і взагалі організмів-продуцентів, але куди вітри приносять з нижчих вертикальних поясів органічна речовина і де при негативних температурах повітря ще досить тепла від прямої сонячної інсоляції для існування життя, розташована висотна частина террабіосфери - еолова зона. Це царство членистоногих і деяких мікроорганізмів - еолобіонтов.

Життя в океанах досягає їх дна. Під ним, в базальтах, вона навряд чи можлива. У глибинах літосфери є два теоретичних рівня поширення життя - ізотерма 100 ° С, нижче якої при нормальному атмосферному тиску вода кипить, а білки згортаються, і ізотерма 460 ° С, де при будь-якому тиску вода перетворюється в пар, т. Е. В рідкому стані існувати не може.

Життя в глибинах Землі фактично не йде далі 3-4 км, максимум 6-7 км і лише випадково в неактивних формах може проникнути глибше - в гіпобіосферу («Під-біосфера» - аналог парабіосфери в атмосфері). Слід зазначити, що тут, де залягають біогенні породи, образно висловлюючись, сліди колишніх сфер, розташована метабіосфера. Метабіосфера, починаючись з поверхні Землі, простягається далеко вглиб літосфери, гублячись там, де процеси метаморфоза гірських порід стирають ознаки життя.

Між верхньою межею гіпобіосфери і нижньої парабіосфери лежить власне біосфера - зубіосфера. Її найбільш насичений життям шар називають біофільми, або, по В. І. Вернадському (1926), «Плівкою життя».

Вище парабіосфери розташована апобіосфера, Де порівняно рясні біогенні речовини (її верхня межа важко впіймати). Під метабіосферой розташована абіосфера («Небіосфера»).

Весь шар нинішнього або минулого впливу життя на природу Землі називають мегабіосферой, а разом з артебіосферой (Простором людської експансії в навколоземній космос) - панбіосферой.

Таким чином, поле існування життя, Особливо активної, за новітніми даними, обмежена в вертикальному межі висотою близько 6 км над рівнем моря, до якої зберігаються позитивні температури в атмосфері і можуть жити хлорофіллоноснимі рослини (6,2 км в Гімалаях). Вище, в еолової зоні, мешкають лише жуки, ногохвостки і деякі кліщі, які харчуються зернами рослинного пилку, спорами рослин, мікроорганізмами та іншими органічними частками, занесеними вітром і т. д. Ще вище живі організми потрапляють лише випадково (мікроорганізми можуть зберігати життя у вигляді спор).

Нижня межа існування активного життя традиційно обмежують дном океану і изотермой 100 ° С в літосфері, розташованими відповідно на відмітках близько 11 км, а за даними надглибокого буріння на Кольському півострові - 16 км. Фактично життя в літосфері поширена до глибини 3-4 км.

Таким чином, вертикальна потужність біосфери в океанічній області Землі досягає більш 17 км, в сухопутної - 12 км.

Парабіосфера ще більш асиметрична, оскільки верхню її кордон визначає озоновий екран.

Більш значні коливання товщі мегабіосфери, що охоплює осадові породи, але вона не опускається на материках глибше відміток найбільших глибин океану, т. Е. 11 км (тут температура досягає 200 ° С), і не піднімається вище найбільших плотностей озонового екрана (22-24 км), отже, її максимальна товщина 33-35км.

Теоретично межі біосфери ширше, оскільки в гідротермах дна океану (їх назвали «чорними курцями» через темного кольору извергающихся вод) на глибинах близько 3 км виявлені організми при температурі до 250 ° С.

Підстилаюча літосфера, верхня стратосфера, іоносфера і космічний простір служать біосфері середовищем. Основний енергетичний джерело, що забезпечує функціонування біосфери, - промениста енергія Сонця.

Таким чином, біосфера - Це особлива термодинамічна відкрита оболонка Землі, речовина, енергетика і організація якої і обумовлюються взаємодією її біотичного та абіотичного компонентів. Вона, отже, включає сукупність організмів і їх залишки, а також частини атмосфери, гідросфери і літосфери, населені організмами і змінювані їх діяльністю.

Найважливішою функцією біосфери є регулярне, зростаюче в часі відтворення живої речовини за чисельністю, вагою та кількістю акумульованої і утримуваної енергії. Людина сприймає цю функцію як біологічну продуктивність біосфери, її частин (океан, грунту, прісні води) або її окремих екосистем і біогеоценозів (дельти, луки, тайга, поля зернових і т. Д.).




 екологічна сертифікація |  екологічна паспортизація |  Екологічний аудит |  екологічне страхування |  Формування наукових основ сучасної екології |  Навколишнє середовище організмів |  Фактори середовища проживання |  абіотичні чинники |  антропогенні фактори |  біотичні фактори |

© 2016-2022  um.co.ua - учбові матеріали та реферати