Vprašanja mojega sina me včasih presenetijo ... Včeraj je nenadoma vprašal, kaj je biosfera. Bil sem celo zmeden, nisem vedel, kaj bi odgovoril. To je v primeru, ko se zdi, da razumete, za kaj gre, vendar tega ne morete jasno povedati. Moral sem se usesti za računalnik in izvedeti vse o tej lupini Zemlje.

Kakšne lupine ima Zemlja?

Naš planet je kompleksen, čeprav se na to v vsakdanjem življenju nekako pozablja. Brez razmišljanja dihamo, pijemo, jemo in opravljamo vsakodnevne dejavnosti. To pomeni, da nenehno komuniciramo s planetom in njegovimi lupinami:

plinasto (atmosfera);
trdna (litosfera);
tekočina (hidrosfera).

Kaj je biosfera

Četrta lupina Zemlje se imenuje biosfera ali "živa lupina". Sestavljen je iz dveh komponent: žive in nežive. Vsi živi organizmi na planetu sestavljajo živo snov biosfere, ki zajema dele drugih treh lupin. Navsezadnje so živi organizmi pogosti v zraku, vodi, zemlji in usedlinah. Lahko rečemo, da kjer se konča življenje, se konča biosfera.

Razlika med biosfero in drugimi lupinami

Glavna razlika je živa snov, njena ogromna raznolikost, sposobnost samoregulacije, razmnoževanja in obnove.

To se zgodi zaradi naslednjih funkcij:

stalno kroženje snovi, ki ga uravnavajo živi organizmi;
odprtost te sfere za kozmične energije in energijo Sonca;
sposobnost živih bitij pretvarjati sončno energijo v druge vrste energije;
ohranjanje ravnovesja v biosferi s pomočjo vrstne pestrosti živih organizmov in njihovih odnosov.

Preprosto povedano, živa bitja sama skrbijo za ustvarjanje pogojev za svoje življenje na planetu. Njihova zasluga je, da imata voda in zrak sestavo, ki je potrebna za življenje; tvorijo zemljo in minerale z medsebojnim delovanjem in neživo snovjo.

Tudi človek je del biosfere. Aktivno posega v vse procese, ki se v njem dogajajo, in uporablja rezultat "dela" živih organizmov za svoje potrebe, pogosto škoduje naravi in s tem biosferi.

Kaj je biosfera in kako se razlikuje od drugih plasti zemlje?

naravno varstvo biosfere

Zemlja ima 6 lupin: atmosfero, hidrosfero, biosfero, litosfero, pirosfero in centrosfero.

Atmosfera je zunanja plinasta lupina Zemlje. Njena spodnja meja poteka po litosferi in hidrosferi, zgornja pa na nadmorski višini 1000 km. Atmosfero delimo na troposfero (gibljiva plast), stratosfero (plast nad troposfero) in ionosfero (zgornja plast). Povprečna višina troposfere je 10 km. Njegova masa predstavlja 75% celotne mase ozračja. Zrak v troposferi se giblje v vodoravni in navpični smeri. Stratosfera se dviga 80 km nad troposfero. Njegov zrak, ki se giblje le v vodoravni smeri, tvori plasti. Še višje se razprostira ionosfera, ki je dobila ime po tem, da je njen zrak nenehno ioniziran pod vplivom ultravijoličnih in kozmičnih žarkov.

Hidrosfera zavzema 71% Zemljine površine. Njegova povprečna slanost je 35 g/l. Temperatura površine oceana je od 3 do 32 °C, gostota okoli 1. Sončna svetloba prodre do globine 200 m, ultravijolični žarki pa do globine 800 m.

Biosfera ali sfera življenja se združuje z atmosfero, hidrosfero in litosfero. Njegova zgornja meja sega do zgornjih plasti troposfere, spodnja meja poteka po dnu oceanskih bazenov. Biosfero delimo na sfero rastlin (več kot 500.000 vrst) in sfero živali (več kot 1.000.000 vrst).

Litosfera je kamnita lupina Zemlje z debelino od 40 do 100 km. Vključuje celine, otoke in dno oceanov. Povprečna višina celin nad morsko gladino: Antarktika - 2200 m, Azija - 960 m, Afrika - 750 m, Severna Amerika - 720 m, Južna Amerika - 590 m, Evropa - 340 m, Avstralija - 340 m.

Pod litosfero je pirosfera - ognjena lupina Zemlje. Na vsakih 33 m globine se njegova temperatura poveča za približno 1 °C. Zaradi visokih temperatur in visokega tlaka so kamnine na velikih globinah verjetno v staljenem stanju.

Centosfera ali jedro Zemlje se nahaja na globini manj kot 1800 km. Po mnenju večine znanstvenikov je sestavljen iz železa in niklja. Tlak tukaj doseže 300.000.000.000 Pa (3.000.000 atmosfer), temperatura je nekaj tisoč stopinj. Stanje jedra še ni znano.

Ognjena krogla Zemlje se še naprej ohlaja. Trda lupina se debeli, ognjena lupina se debeli. Nekoč je to privedlo do nastanka trdnih kamnitih blokov – celin. Vendar pa je vpliv ognjene krogle na življenje planeta Zemlja še vedno zelo velik. Obrisi celin in oceanov, podnebje in sestava ozračja so se večkrat spreminjali.

Eksogeni in endogeni procesi nenehno spreminjajo trdno površino našega planeta, kar posledično aktivno vpliva na biosfero Zemlje.

V biosferi se vsi procesi odvijajo pod neposrednim vplivom živih organizmov. Biosfera se nahaja na stičišču litosfere, hidrosfere in atmosfere in sega od 11 km globoko v Zemljo do 33 km nad Zemljo. Živi organizmi, kamor sodijo vsi znani kemijski elementi, v svojih življenjskih procesih transformirajo energijo. Vsa živa bitja se delijo na pet kraljestev: bakterije, alge, glive, rastline in živali.

Sodobna znanost meni, da je pred približno 1 milijardo let prišlo do delitve živih bitij na kraljestva rastlin in živali. Razlike med njimi lahko razdelimo v tri skupine: 1) glede na zgradbo celic in njihovo sposobnost rasti; 2) glede na način prehranjevanja; 3) glede na sposobnost gibanja. Živalske celice imajo centriole, nimajo pa klorofila ali celične stene, ki bi jim preprečila spreminjanje oblike. Večina rastlin pridobi snovi, potrebne za življenje, z absorpcijo mineralnih spojin. Živali se hranijo z že pripravljenimi organskimi spojinami, ki jih rastline ustvarijo v procesu fotosinteze. Razvrstitev rastlin in živali je zgrajena v skladu z njihovimi značilnostmi. Vrsta je bila prepoznana kot glavna strukturna enota, višje ravni pa so zaporedno sestavljale rod, red in razred.

Na Zemlji je 500 tisoč vrst rastlin in 1,5 milijona vrst živali, vključno s 70 tisoč vretenčarji, približno 16 tisoč ptic, 12.540 vrst sesalcev. Takšna sistematizacija različnih oblik življenja je ustvarila predpogoje za preučevanje žive snovi kot celote, kar je prvi izvedel izjemni ruski znanstvenik Vladimir Ivanovič Vernadski v svoji doktrini biosfere. Glavni sklepi doktrine Vernadskega o biosferi so naslednji:

1. Načelo celovitosti pravi, da biosfera in življenje obstajata kot ena sama celota. Življenje je nujen in naraven del harmoničnega kozmičnega mehanizma.
2. Načelo harmonije biosfere je v njeni organiziranosti, harmoniji in neločljivi povezanosti živih in neživih sestavin v njej.
3. Načelo o pomenu vloge živih bitij v evoluciji Zemlje pravi, da na zemeljskem površju ni kemične sile, ki bi bila bolj konstantno delujoča in v svojih končnih posledicah močnejša od organizmov kot celote. Videz Zemlje kot nebesnega telesa pravzaprav kroji življenje.
4. Glavna vloga biosfere je pretvarjanje sončne energije v učinkovito energijo Zemlje. Kozmična energija povzroča razvoj življenja, ki se doseže z razmnoževanjem.
5. Pravilo vztrajnosti je širjenje življenja po zemeljski površini zaradi manifestacije njegove geokemične energije. Majhni organizmi se razmnožujejo veliko hitreje kot veliki.
6. Zakon varčnosti pri uporabi enostavnih kemičnih teles s strani žive snovi pravi, da ko element enkrat vstopi v telo, gre skozi dolg niz stanj in hkrati telo vnaša le potrebno količino elementov.
7. Meje življenja določajo fizikalne in kemijske lastnosti spojin, ki gradijo telo, njihova neuničljivost v določenih okoljskih pogojih. Maksimalno polje življenja določajo skrajne meje preživetja organizmov. Zgornjo mejo življenja določa sevalna energija, katere prisotnost izključuje življenje in pred katero ščiti ozonski ščit. Spodnja meja je povezana z doseganjem visoke temperature. Na primer, interval življenjske temperature 430 ° (od -250 °C do +180 °C) je mejno toplotno polje.
8. Življenje se je postopoma, počasi prilagajalo, zajelo biosfero in to zajetje se ni končalo. Polje stabilnosti življenja je rezultat prilagajanja skozi čas.

Biosfera, po V.I. Vernadsky, je organizirana, določena lupina zemeljske skorje, povezana z življenjem. Meje biosfere so omejene predvsem s področjem obstoja življenja. Biosfera ni le ena od obstoječih lupin Zemlje, kot je litosfera, hidrosfera ali atmosfera. Glavna razlika med biosfero je, da je organizirana lupina. Biti živ pomeni biti organiziran, je zapisal V.I. Vernadskega, in to je bistvo koncepta biosfere kot organizirane lupine Zemlje.

Po mnenju V.I. Vernadsky, snov biosfere je heterogena v svoji fizični in kemični sestavi, in sicer:

- živa snov - skupek živih organizmov;
- biogena snov - kontinuiran biogeni tok atomov iz žive snovi v posredno snov biosfere in nazaj;
- inertne snovi (atmosfera, plini, kamnine itd.);
- bioinertna snov, na primer prst, mulj, površinske vode, sama biosfera, tj. kompleksne naravne inertne žive strukture;
- radioaktivna snov;
- razpršeni atomi;
- snov kozmičnega izvora.

Čeprav so meje biosfere precej ozke, so živi organizmi v njih porazdeljeni zelo neenakomerno. Na visokih nadmorskih višinah in v globinah hidrosfere in litosfere so organizmi razmeroma redki. Življenje je skoncentrirano predvsem na površju Zemlje, v tleh in v pripovršinski plasti oceana. Skupna masa živih organizmov je ocenjena na 2,43 * 1012 ton. Biomaso organizmov, ki živijo na kopnem, v 99,2 % predstavljajo zelene rastline, v 0,8 % pa živali in mikroorganizmi. Nasprotno pa v oceanu rastline predstavljajo 6,3 %, živali in mikroorganizmi pa 93,7 % celotne biomase. Življenje je usmerjeno predvsem na kopno. Celotna biomasa oceana je le 0,03 1012 ali 0,13 % biomase vseh bitij, ki živijo na Zemlji. Pri porazdelitvi živih organizmov po vrstni sestavi opazimo pomemben vzorec. Od skupnega števila vrst je 21 % rastlin, vendar je njihov prispevek k skupni biomasi 99 %. Med živalmi je 96 % vrst nevretenčarjev in le 4 % vretenčarjev, od tega desetina sesalcev. Masa žive snovi je le 0,01-0,02% inertne snovi biosfere, vendar igra vodilno vlogo v geokemičnih procesih. Organizmi iz okolja pridobivajo snovi in energijo, potrebne za presnovo. Omejene količine žive snovi se ponovno ustvarijo, preoblikujejo in razgradijo. Vsako leto se zaradi vitalne dejavnosti rastlin in živali razmnoži približno 10% biomase. Poleg rastlin in živali V.I. Vernadsky v pojem »žive snovi« vključuje človeštvo, katerega vpliv na geokemične procese se razlikuje od vpliva drugih živih bitij, prvič, po intenzivnosti, ki narašča s potekom geološkega časa; drugič, vpliv človekovih dejavnosti na druga živa bitja.

Življenje na Zemlji je zdaj v celoti odvisno od fotosinteze. S fiksiranjem energije sončne svetlobe v produktih fotosinteze imajo rastline kozmično vlogo vira energije na Zemlji. Fotosinteza se nanaša na pretvorbo enostavnih spojin (vode, ogljikovega dioksida in mineralnih elementov) s strani zelenih rastlin in fotosintetskih mikroorganizmov s sodelovanjem svetlobne energije in pigmentov, ki absorbirajo svetlobo (klorofil itd.), V kompleksne organske snovi, potrebne za življenje vseh organizmi. Vsako leto rastline tvorijo do 100 milijard ton organskih snovi in fiksirajo

9 * 1020 J energije sončnega sevanja. Ob tem rastline iz ozračja absorbirajo do 170 milijard ton ogljikovega dioksida in razgradijo do 130 milijard ton vode, pri čemer sprostijo do 115 milijard ton prostega kisika.

Tako vse biotske sestavine ekosistema delimo v tri glavne skupine: proizvajalce (zelene rastline in organizmi, ki lahko uporabljajo kemično energijo – kemosintetiki), porabnike oziroma porabnike (lahko več trofičnih nivojev) in razkrojevalce oziroma uničevalce (organizmi , preoblikovanje, mineralizacija organske snovi in s tem zapiranje biološkega cikla). Vsi živi organizmi, ki tako ali drugače uporabljajo drug drugega, tvorijo ogromen biološki cikel biosfere. Ta cikel ni popolnoma zaprt: poleg vnosa energije (sončne energije) ima tudi izhod - del umirajoče organske snovi lahko po razgradnji mikroorganizmov-mineralizatorjev vstopi v vodne raztopine in se odloži v obliki usedlin. kamnine, drugi del pa tvori nahajališča biogenih kamnin, kot so premog, šota, sapropel itd.

V tem velikem biogeokemičnem ciklu snovi in energije ločimo več posebnih ciklov snovi - vode, ogljika, kisika, dušika, žvepla, fosforja itd., Med katerimi pride do izmenjave kemičnih elementov med živimi organizmi in anorganskimi organizmi. okolju. Obstoj teh biogeokemičnih ciklov določa videz sodobnih ekosistemov, stabilnost in samoregulacijo biosfere kot celote. Torej, ne glede na to, kako zapletene in raznolike so lahko manifestacije življenja na Zemlji, so vse oblike življenja med seboj povezane skozi kroženje snovi in energije.

V zvezi s tem lahko ločimo tri stopnje v razvoju biosfere. Prva faza je bil nastanek biotskega cikla, kar je pomenilo nastanek biosfere. Druga stopnja je zaplet življenja na planetu zaradi nastanka večceličnih organizmov. Tretja stopnja je oblikovanje človeške družbe, ki s svojim gospodarskim delovanjem vedno bolj vpliva na razvoj biosfere (noosfere). Poskusi prepoznavanja glavnih stopenj evolucije biosfere si zaslužijo pozornost že zato, ker ta problem postavljajo kot eno od pomembnih nalog sodobne evolucijske teorije.

Kaj je biosfera in kako se razlikuje od drugih plasti Zemlje?

Skupaj vseh biogeocenoz (ekosistemov) Zemlje predstavlja velik ekološki sistem - biosfero. Biogeocenoza je osnovna struktura biosfere. Biosfera je sestavljena iz živih in neživih sestavin. Celota vseh živih organizmov na našem planetu tvori živo snov biosfere. Večina živih organizmov je koncentrirana na meji treh geoloških lupin Zemlje: plinastega (atmosfera), tekočega (hidrosfera) in trdnega (litosfera). Nežive komponente vključujejo tisti del atmosfere, litosfere in hidrosfere, ki je povezan s kompleksnimi procesi migracije snovi in energije z živo snovjo biosfere. Meje življenja na planetu so hkrati meje biosfere. Tako je biosfera del geoloških lupin Zemlje, ki ga naseljujejo živi organizmi.

Izraz "biosfera" je leta 1875 uvedel geolog E. Suess. Ustvarjalec te doktrine je domači naravoslovec V.I. Vernadskega. Pokazal je, da se biosfera od drugih sfer Zemlje razlikuje po tem, da se v njenih mejah manifestira geološka aktivnost vseh živih organizmov. Živi organizmi, ki pretvarjajo sončno energijo, so močna sila, ki vpliva na geološke procese. Posebnost biosfere kot posebne lupine Zemlje je neprekinjeno kroženje snovi v njej, ki ga uravnava aktivnost živih organizmov. Ker biosfera dobiva energijo od zunaj – od Sonca, je odprt sistem. Začetna stopnja migracije snovi in energije v biosferi je pretvorba energije sončnega sevanja v avtotrofnih organizmih v procesu fotosinteze. Zato je po naukih V.I. Vernadskega živi organizmi, ki živijo na Zemlji, predstavljajo kompleksen sistem za pretvorbo energije sončnih žarkov v energijo geokemičnih procesov. Živi organizmi, ki uravnavajo cikel snovi, služijo kot močan geološki dejavnik, ki preoblikuje površino našega planeta. Ta definicija biosfere odraža pomembno tezo: naš planet Zemlja je to, kar je danes, samo zato, ker na njem obstaja življenje.

Tako je biosfera del zemeljskega prostora, ki ga pokriva življenje s svojo aktivno kemično manifestacijo. V biosferi je možen obstoj organizmov v vseh možnih koncentracijah - od posameznih bakterij in spor v 1 cm3 atmosferskega zraka do močnih tropskih gozdov ekvatorialnega območja in sledi življenja v globinah svetovnega oceana. Organizmi se glede na svoje zahteve glede okoljskih razmer naselijo v različnih zgornjih obzorjih Zemlje: v spodnji atmosferi, v hidrosferi, v tleh, v globinah litosfere, nasičenih z naravnimi vodami in naftnimi polji. Vsa živa snov v svoji masi zavzema nepomemben delež v primerjavi s katero koli zgornjo lupino sveta. Po sodobnih verjetnostnih ocenah je skupna količina mase žive snovi v moderni dobi okoli 2420 milijard ton. Tako vsa živa snov na našem planetu predstavlja ~1/10.000.000 mase zemeljske skorje. Kakovostno gledano pa je živa snov najbolj organiziran del materije Zemlje. Živa snov po svojem aktivnem vplivu na okolje zavzema posebno mesto in se kvalitativno močno razlikuje od drugih lupin na svetu, tako kot se živa snov razlikuje od mrtve. Oceno povprečne kemične sestave žive snovi je opravil A.P. Vinogradov. Glavne sestavine žive snovi so elementi, ki so zelo razširjeni v naravi: v ozračju, hidrosferi, litosferi in vesolju. Povprečna elementarna sestava žive snovi se od sestave zemeljske skorje razlikuje po visoki vsebnosti ogljika. Glede na vsebnost drugih elementov organizmi ne ponavljajo sestave svojega habitata. Selektivno absorbirajo elemente, potrebne za izgradnjo njihovih tkiv. V procesu življenja organizmi uporabljajo najbolj dostopne atome, ki lahko tvorijo stabilne kemične vezi. Atomi ogljika imajo sposobnost tvoriti dolge verige spojin z drugimi atomi, kar vodi do gradnje neštetih polimerov in drugih kompleksnih organskih visokomolekularnih spojin.

Živa snov biosfere na splošno zavzema nepomembno količino prostora v merilu celotnega sveta. Široka uporaba izraza "živa snov" je povezana z deli V.I. Vernadskega. Pokazal je, da vsi živi organizmi na Zemlji tvorijo eno celoto - živo snov planeta. Življenje na Zemlji je najbolj izjemen proces na njeni površini, ki prejema življenjsko energijo Sonca in sproži skoraj vse kemične elemente periodnega sistema.

Vernadsky je dokazal, da imajo živi organizmi zelo pomembno vlogo v geoloških procesih, ki oblikujejo podobo Zemlje. Kemično sestavo sodobne atmosfere in hidrosfere določa vitalna aktivnost organizmov. Organizmi so velikega pomena za nastanek litosfere - večina kamnin, in ne samo sedimentnih, ampak tudi granitov, je tako ali drugače po svojem izvoru povezana z biosfero.

Mineralno inertno snov življenje predela in spremeni v novo kvaliteto. Živi organizmi se ne samo prilagajajo okoljskim razmeram, ampak jih tudi aktivno spreminjajo. Tako živa in neživa snov na Zemlji tvorita harmonično celoto, ki jo pravzaprav imenujemo biosfera. Po figurativni izjavi ruskega geologa M. Vassoevicha, "biosfera so prebivalci, hiša in mi v njej."

Biosfera je razumljena kot celota vseh živih organizmov na planetu. Poseljujejo vsak kotiček Zemlje: od globin oceanov, črevesja planeta do zračnega prostora, zato mnogi znanstveniki to lupino imenujejo sfera življenja. V njem živi sam človeški rod.

Sestava biosfere

Biosfera velja za najbolj globalen ekosistem na našem planetu. Sestavljen je iz več krogel. Vključuje torej vse vodne vire in rezervoarje Zemlje. To so Svetovni ocean, podzemne in površinske vode. Voda je hkrati življenjski prostor mnogih živih bitij in nujna snov za življenje. Zagotavlja potek številnih procesov.

Biosfera vsebuje atmosfero. V njem so različni organizmi, sam pa je nasičen z različnimi plini. Posebej dragocen je kisik, ki je nujen za življenje vseh organizmov. Ozračje ima tudi ključno vlogo v naravi, saj vpliva na vreme in podnebje.

Litosfera, in sicer zgornja plast zemeljske skorje, je del biosfere. Naseljena je z živimi organizmi. Tako v globinah Zemlje živijo žuželke, glodavci in druge živali, rastejo rastline, na površju živijo ljudje.

Svet in so najpomembnejši prebivalci biosfere. Zasedajo ogromen prostor ne samo na tleh, ampak tudi plitvo v podzemlju, naseljujejo vodna telesa in jih najdemo v ozračju. Oblike rastlin so različne: od mahov, lišajev in zelišč do grmovnic in dreves. Pri živalih so najmanjši predstavniki enocelični mikrobi in bakterije, največji pa kopenska in morska bitja (sloni, medvedi, nosorogi, kiti). Vse so zelo raznolike in vsaka vrsta je pomembna za naš planet.

Pomen biosfere

Biosfero so proučevali različni znanstveniki v vseh zgodovinskih obdobjih. V.I. je tej lupini posvetil veliko pozornosti. Vernadskega. Menil je, da biosfero določajo meje, znotraj katerih živi živa snov. Omeniti velja, da so vse njegove komponente medsebojno povezane in spremembe na enem področju bodo povzročile spremembe v vseh lupinah. Biosfera ima ključno vlogo pri porazdelitvi energijskih tokov na planetu.

Tako je biosfera življenjski prostor ljudi, živali in rastlin. Vsebuje bistvene snovi in naravne vire, kot so voda, kisik, zemlja in drugi. Ljudje imajo nanjo velik vpliv. V biosferi poteka kroženje elementov v naravi, življenje je v polnem teku in potekajo najpomembnejši procesi.

Vpliv človeka na biosfero

Vpliv človeka na biosfero je dvoumen. Z vsakim stoletjem postaja antropogena dejavnost vse bolj intenzivna, uničujoča in obsežnejša, zato ljudje prispevamo k nastanku ne le lokalnih okoljskih problemov, ampak tudi globalnih.

Ena od posledic človekovega vpliva na biosfero je zmanjšanje števila flore in favne na planetu, pa tudi izginotje številnih vrst z obličja zemlje. Na primer, območja rastlin se krčijo zaradi kmetijskih dejavnosti in krčenja gozdov. Številna drevesa, grmovnice in trave so sekundarnih, to pomeni, da so bile namesto primarnega rastlinskega pokrova posajene nove vrste. Živalske populacije pa lovci uničujejo ne le zaradi hrane, temveč tudi zaradi prodaje dragocenih kož, kosti, plavuti morskih psov, slonjih oklov, rogov nosorogov in raznih delov telesa na črnem trgu.

Antropogena dejavnost precej močno vpliva na proces nastajanja tal. Tako oranje polj vodi do vetrne in vodne erozije. Sprememba sestave vegetacijskega pokrova vodi do dejstva, da druge vrste sodelujejo v procesu nastajanja tal, zato se oblikuje drugačna vrsta tal. Zaradi uporabe različnih gnojil v kmetijstvu in odvajanja trdnih in tekočih odpadkov v tla se spremeni fizikalna in kemična sestava tal.

Demografski procesi negativno vplivajo na biosfero:

prebivalstvo planeta narašča, porabi vse več naravnih virov;
obseg industrijske proizvodnje se povečuje;
odpadkov je več;
Površine kmetijskih zemljišč se povečujejo.

Omeniti velja, da ljudje prispevamo k onesnaževanju vseh plasti biosfere. Danes obstaja veliko različnih virov onesnaževanja:

izpušni plini vozil;
delci, ki se sproščajo med zgorevanjem goriva;
radioaktivne snovi;
naftni derivati;
izpusti kemičnih spojin v zrak;
trdni komunalni odpadki;
pesticidi, mineralna gnojila in agrokemikalije;
umazana odpadna voda iz industrijskih in komunalnih podjetij;
elektromagnetne naprave;
jedrsko gorivo;
virusi, bakterije in tuji mikroorganizmi.

Vse to vodi ne le v spremembe ekosistemov in zmanjšanje biotske raznovrstnosti na zemlji, temveč tudi v podnebne spremembe. Zaradi vpliva človeške rase na biosfero prihaja do taljenja ledenikov in spreminjanja gladine oceanov in morij, kislih padavin itd.

Sčasoma postaja biosfera vse bolj nestabilna, kar vodi v uničenje številnih ekosistemov na planetu. Mnogi znanstveniki in javne osebnosti se zavzemajo za zmanjšanje vpliva človeške skupnosti na naravo, da bi ohranili zemeljsko biosfero pred uničenjem.

Materialna sestava biosfere

Sestavo biosfere lahko gledamo z različnih zornih kotov. Če govorimo o materialni sestavi, potem vključuje sedem različnih delov:

Živa snov je celota živih bitij, ki naseljujejo naš planet. Imajo elementarno sestavo in v primerjavi z drugimi lupinami imajo majhno maso, hranijo se s sončno energijo in jo distribuirajo v svojem okolju. Vsi organizmi predstavljajo močno geokemično silo, ki je neenakomerno porazdeljena po zemeljski površini.
Biogena snov. To so tiste mineralno-organske in čisto organske sestavine, ki so jih ustvarila živa bitja, in sicer fosilna goriva.
Inertna snov. To so anorganski viri, ki nastanejo brez sodelovanja živih bitij, sami od sebe, to so kremenčev pesek, različne gline, pa tudi vodni viri.
Bioinertna snov, pridobljena z interakcijo živih in inertnih sestavin. To so prst in kamnine sedimentnega izvora, ozračje, reke, jezera in druge površinske vode.
Radioaktivne snovi, kot so elementi uran, radij, torij.
Razpršeni atomi. Nastanejo iz snovi zemeljskega izvora pod vplivom kozmičnega sevanja.
Kozmična snov. Telesa in snovi, ki nastanejo v vesolju, padajo na zemljo. To so lahko meteoriti ali delci kozmičnega prahu.

Plasti biosfere

Omeniti velja, da so vse lupine biosfere v stalni interakciji, zato je včasih težko razlikovati meje določene plasti. Ena najpomembnejših lupin je aerosfera. Doseže višino približno 22 km nad tlemi, kjer so še živa bitja. Na splošno je to zračni prostor, kjer živijo vsi živi organizmi. Ta lupina vsebuje vlago, sončno energijo in atmosferske pline:

kisik;
ozon;
argon;
dušik;
vodna para

Število atmosferskih plinov in njihova sestava sta odvisna od vpliva živih bitij.

Geosfera je sestavni del biosfere, vključuje celoto živih bitij, ki naseljujejo zemeljsko površje. Ta sfera vključuje litosfero, svet flore in favne, podtalnico in plinski ovoj zemlje.

Pomembna plast biosfere je hidrosfera, to je vsa vodna telesa brez podzemne vode. Ta lupina vključuje svetovni ocean, površinske vode, atmosfersko vlago in ledenike. Celotno vodno sfero naseljujejo živa bitja – od mikroorganizmov do alg, rib in živali.

Če govorimo podrobneje o trdni lupini Zemlje, jo sestavljajo prst, kamnine in minerali. Glede na lokacijsko okolje obstajajo različne vrste tal, ki se razlikujejo po kemični in organski sestavi ter so odvisne od okoljskih dejavnikov (rastlinstvo, vodna telesa, živalski svet, antropogeni vpliv). Litosfera je sestavljena iz ogromnega števila mineralov in kamnin, ki so na zemlji prisotne v neenakomernih količinah. Trenutno je odkritih več kot 6 tisoč mineralov, vendar je le 100-150 vrst najpogostejših na planetu:

kremen;
glinenec;
olivin;
apatiti;
mavec;
karnalit;
kalcit;
fosforiti;
silvinit itd.

Glede na količino kamnin in njihovo gospodarsko uporabo so nekatere med njimi dragocene, zlasti fosilna goriva, kovinske rude in dragi kamni.

Kar se tiče sveta flore in favne, je to lupina, ki po različnih virih vključuje od 7 do 10 milijonov vrst. Predvidoma v vodah Svetovnega oceana živi približno 2,2 milijona vrst, na kopnem pa približno 6,5 milijona. Na planetu je približno 7,8 milijona predstavnikov živalskega sveta, od vseh znanih vrst živih bitij pa je opisanih približno 1 milijon rastlin, zato bo človeštvo potrebovalo več sto let, da vse razišče in opiše. obstoječih vrst na planetu.

Povezava biosfere z drugimi lupinami Zemlje

Vse komponente biosfere so tesno povezane z drugimi lupinami Zemlje. To manifestacijo lahko vidimo v biološkem ciklu, ko živali in ljudje sproščajo ogljikov dioksid, ga absorbirajo rastline, ki med fotosintezo sproščajo kisik. Tako se ta dva plina v atmosferi nenehno uravnavata zaradi medsebojnih odnosov različnih sfer.

En primer je prst - rezultat interakcije biosfere z drugimi lupinami. V tem procesu sodelujejo živa bitja (žuželke, glodavci, plazilci, mikroorganizmi), rastline, voda (podtalnica, padavine, rezervoarji), zračne mase (veter), prstotvorne kamnine, sončna energija, podnebje. Vse te komponente počasi medsebojno delujejo, kar prispeva k nastanku prsti s povprečno hitrostjo 2 milimetrov na leto.

Ko komponente biosfere medsebojno delujejo z živimi lupinami, nastanejo kamnine. Kot posledica vpliva živih bitij na litosfero nastajajo nahajališča premoga, krede, šote in apnenca. Med medsebojnim vplivom živih bitij, hidrosfere, soli in mineralov ter določene temperature nastanejo korale, iz njih pa nastanejo koralni grebeni in otoki. To omogoča tudi uravnavanje sestave soli v vodah Svetovnega oceana.

Različne vrste reliefa so neposredna posledica povezave biosfere z drugimi plastmi zemlje: atmosfero, hidrosfero in litosfero. Na to ali ono obliko reliefa vplivajo vodni režim območja in padavine, narava zračnih mas, sončno sevanje, temperatura zraka, katere vrste flore rastejo tukaj, katere živali naseljujejo to ozemlje.

Pomen biosfere v naravi

Pomena biosfere kot globalnega ekosistema planeta ni mogoče preceniti. Na podlagi funkcij lupine vseh živih bitij je mogoče razumeti njen pomen:

Energija. Rastline so posredniki med Soncem in Zemljo in ko prejmejo energijo, se del porazdeli med vse elemente biosfere, del pa se porabi za tvorbo hranil.
Plin. Uravnava količino različnih plinov v biosferi, njihovo porazdelitev, transformacijo in migracijo.
koncentracija. Vsa bitja selektivno izločajo biogene komponente, zato so lahko tako koristne kot nevarne.
Uničujoče. To je uničenje mineralov in kamnin, organskih snovi, kar prispeva k novemu obratu elementov v naravi, med katerim se pojavijo nove žive in nežive snovi.
Oblikovanje okolja. Vpliva na okoljske razmere, sestavo atmosferskih plinov, kamnin sedimentnega izvora in plasti prsti, kakovost vodnega okolja, pa tudi na ravnovesje snovi na planetu.

Dolgo časa je bila vloga biosfere podcenjena, saj je v primerjavi z drugimi sferami masa žive snovi na planetu zelo majhna. Kljub temu so živa bitja močna sila narave, brez katere ne bi bili mogoči številni procesi, pa tudi življenje samo. V procesu delovanja živih bitij, njihovega medsebojnega delovanja in vpliva na neživo snov se oblikuje sam naravni svet in videz planeta.

Vloga Vernadskega pri preučevanju biosfere

Teorijo o biosferi je prvi razvil Vladimir Ivanovič Vernadski. To lupino je izločil od drugih zemeljskih sfer, posodobil njen pomen in predstavil, da gre za zelo aktivno sfero, ki spreminja in vpliva na vse ekosisteme. Znanstvenik je postal ustanovitelj nove discipline - biogeokemije, na podlagi katere je bila utemeljena doktrina biosfere.

Ob preučevanju žive snovi je Vernadsky ugotovil, da so vse oblike reliefa, podnebja, atmosfere, kamnine sedimentnega izvora rezultat delovanja vseh živih organizmov. Eno od ključnih vlog pri tem imajo ljudje, ki imajo velik vpliv na potek številnih zemeljskih procesov, saj so določen element, ki ima določeno silo, ki lahko spremeni podobo planeta.

Vladimir Ivanovič je predstavil teorijo vseh živih bitij v svojem delu "Biosfera" (1926), kar je prispevalo k nastanku novega znanstvenega področja. V svojem delu je akademik predstavil biosfero kot celovit sistem, prikazal njene sestavine in njihove odnose ter vlogo človeka. Ko živa snov sodeluje z inertno snovjo, so prizadeti številni procesi:

geokemija;
biološki;
biogeni;
geološki;
migracija atomov.

Vernadsky je orisal, da so meje biosfere polje obstoja življenja. Na njen razvoj vplivajo kisik in temperatura zraka, voda in mineralni elementi, prst in sončna energija. Znanstvenik je identificiral tudi glavne sestavine biosfere, o katerih smo razpravljali zgoraj, in identificiral glavno - živo snov. Oblikoval je tudi vse funkcije biosfere.

Med glavnimi določbami učenja Vernadskega o življenjskem okolju lahko ločimo naslednje teze:

biosfera zajema celotno vodno okolje do oceanskih globin, vključuje površinsko plast zemlje do 3 km in zračni prostor do meje troposfere;
pokazal razliko med biosfero in drugimi lupinami v njeni dinamičnosti in stalni aktivnosti vseh živih organizmov;
posebnost te lupine je v neprekinjenem kroženju elementov žive in nežive narave;
aktivnost žive snovi je povzročila pomembne spremembe po vsem planetu;
obstoj biosfere določa astronomski položaj Zemlje (oddaljenost od Sonca, nagib osi planeta), ki določa podnebje in potek življenjskih ciklov na planetu;
Sončna energija je vir življenja za vsa bitja v biosferi.

Morda so to ključni pojmi o življenjskem okolju, ki jih je Vernadsky postavil v svojem učenju, čeprav so njegova dela globalna in zahtevajo nadaljnje razumevanje, so še vedno aktualna danes. Postali so osnova za raziskave drugih znanstvenikov.

Zaključek

Če povzamemo, velja omeniti, da je življenje v biosferi porazdeljeno različno in neenakomerno. Na zemeljski površini, pa naj bo ta vodna ali kopenska, živi veliko število živih organizmov. Vsa bitja prihajajo v stik z vodo, minerali in ozračjem ter so z njimi v nenehni komunikaciji. To je tisto, kar zagotavlja optimalne pogoje za življenje (kisik, voda, svetloba, toplota, hranila). Globlje kot je v oceanski vodi ali pod zemljo, bolj monotono je življenje. Tudi živa snov se širi po območju, pri čemer velja opozoriti na pestrost življenjskih oblik po celotnem zemeljskem površju. Da bi razumeli to življenje, bomo potrebovali več kot ducat let ali celo na stotine, vendar moramo danes ceniti biosfero in jo zaščititi pred našim škodljivim človeškim vplivom.