Перед современным обществом стоит задача сохранить природные богатства сегодня и предупредить отрицательные последствия в будущем. Для этого необходимо изучить многообразные процессы, постоянно протекающие в природе. Основой является учение о биосфере Земли.
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.1).
Рис. 1
Элементы неживой природы
Атмосфера
 |
|||
 |
|||
Гидросфера Живые организмы
|
|
Литосфера Биосфера
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
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. 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.
Биосфера не может существовать без непрерывного биогеохимического круговорота веществ. Он заключается в циркуляции веществ между почвой, атмосферой, гидросферой и живыми организмами. Благодаря биотическому круговороту возможно длительное существование и развитие жизни при ограниченном запасе доступных химических элементов. Различают малый и большой круг биотического обмена.
Большой круг биотического обмена - это безостановочный планетарный процесс циклического, неравномерного во времени и пространстве перераспределения веществ, энергии и информации, многократно входящих в непрерывно обновляющиеся экологические системы биосферы. Примеры: круговорот воды, циркуляция атмосферы.
Малый биотический круговорот происходит на основе большого и заключается в циркуляции веществ между растениями, животными и микроорганизмами.
Оба круговорота взаимосвязаны и представляют собой как бы единый процесс.
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).
Свойства живого вещества.
1) способность быстро занимать все свободное
пространство (по Вернадскому «всюдность жизни»). Это свойство
связано как с интенсивным размножением, так и со способностью
организмов интенсивно увеличивать поверхность своего тела или
образуемых ими сообществ.
2) Движение
не только пассивное, но и активное (против
течения воды, силы тяжести, движения воздушных потоков).
3) Устойчивость при жизни и быстрое разложение после смерти.
4) Высокая степень адаптации к различным условиям и в связи с этим освоение всех сред жизни и крайне трудных условий.
5) Феноменально высокая скорость протекания реакций (в сотни и тысячи раз выше, чем в неживом веществе).
6) Высокая скорость обновления живого вещества (в среднем для биосферы она составляет 8 лет, при этом для суши - 14 лет, а для океана - 33 дня).
Средообразующие функции живого вещества.
1) Энергетическая - запасание энергии в процессе фотосинтеза, передача ее по цепям питания и рассеивание.
2) Газовая - способность изменять и поддерживать определенный газовый состав среды обитания и атмосферы в целом.
3) Окислительно-восстановительная - интенсификация процессов окисления и восстановления под влиянием живого вещества.
4) Концентрационная - способность организмов концентрировать в своем теле рассеянные химические элементы, повышая их содержание по сравнению с окружающей средой на несколько порядков.
5) Деструктивная разрушение организмами и продуктами их жизнедеятельности как самих остатков органического вещества, так и косных веществ (деструкторы и редуценты).
6) Транспортная - перенос вещества и энергии в результате активной формы движения организмов (миграции и кочевки животных, птиц).
7) Средообразующая - это результат совместного действия других функций.
Учение В. И. Вернадского о биосфере произвело переворот во взглядах на глобальные природные явления, в том числе геологические процессы, причины явлений, их эволюцию.
В процессе развития биосферы выделяют 3 этапа :
1) Биосфера
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.
Впервые термин «ноосфера» ввели французские ученые Э. Леруа и П. Тейяр де Шарден 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.
Поможем написать любую работу на аналогичную тему