Биосфера — это часть геологических оболочек Земли, где обитают живые организмы. Граница жизни на планете определяется границами биосферы. Живые организмы населяют в основном газообразную (атмосфера), жидкую (гидросфера) и твёрдую (лито­сфера) оболочки Земли (рис. 74).

Верхняя граница

Верхняя граница биосферы распо­ложена на высоте 15—25 км над уровнем моря (и в разных регионах Земли различна) в нижнем слое атмосферы — тропо­сфере (рис. 75).

В этих пределах био­сферы под влиянием энер­гии солнечных лучей кис­лород превращается в озон и образуется озоновый эк­ран. Он не пропускает ос­новную часть космических и ультрафиолетовых лучей, оказывающих вредное воздействие на живые орга­низмы, поэтому они не достигают земной поверх­ности.

В самых верхних слоях биосферы встречаются споры очень устойчивых к неблагоприятным условиям бактерий, грибов, мхов и папоротников (их называют аэропланктоном). Некоторые птицы, бабочки и пауки могут подниматься на высоту 6—7 км.

Нижняя граница в гидросфере

Воды океанов, морей, озёр и рек образуют гидросферу, которая занимает около 70% площади земного шара. Во всех частях гидросферы, даже на больших её глубинах, доходящих до 11 км, встречается жизнь.

Нижняя граница в литосфере

В литосфере жизнь существует в её верхних слоях, достигающих глубины 3—4 км. При бурении нефтяных скважин в бассейне реки Миссисипи на глубине 7,5 км были обнаружены анаэробные бактерии.

Состав биосферы многообразен и подраз­деляется на четыре части.

• Живое вещество.
• Биогенные вещества.
• Твёрдые тела.
• Вещества биогенного и абиогенного происхождения.

Живое вещество

Совокупность всех живых организмов, обитающих на нашей планете, составляет живое вещество биосферы. Несмотря на то, что живое вещество по своей массе представляет весьма незначительную часть биосферы, его деятельность в течение геологических эпох оказывала огромное влияние на развитие Земли.

По утверждению В. И. Вернадского, жизнь зародилась на Земле некоторое время спустя после её появления и явилась одним из основных факторов, изменивших облик нашей планеты.

Биогенные вещества

Биогенные вещества есть результат деятельности живых организмов. К ним можно отнести нефть, каменный уголь, известняк и атмосферные газы.

Твёрдые тела

Твёрдые тела — горные породы, возникшие в результате природных процессов, например, извержения вулканов, и не связанные с деятельностью живых организмов.

Вещества биогенного и абиогенного происхождения

Вещества биогенного и абиогенного происхождения — это почвы, образовавшиеся в результате воздействия живых организмов и про­цессов неорганической природы. В составе биосферы встречаются также в небольших количествах радиоактивные вещества, рассеянные атомы, метеориты, частицы космической пыли.

Основными функциями биосферы являются: 1) газообменная; 2) окислительно-восстановительная; 3) концентрационная; 4) био­химическая.

Газообменная

Функция газообмена — результат процессов фотосинтеза и дыхания. При фотосинтезе и дыхании регулируется газовый состав атмосферы. Атмосфера, образованная в результате деятельности живых организмов, поддерживается их деятельностью.

Концентрационная

Концентрационная функция — накопление живыми организ­мами химических элементов, распространённых в окружающей среде. Растения, получая азот, калий, фосфор, водород и углерод из почвы и воздуха, вводят их в состав органических веществ. Оса­дочные породы, мел, известковые породы также являются продуктом концентрационной функции.

Окислительно-восстановительная

Окислительно-восстановительная функция обеспечивает круговорот химических элементов с переменной валентностью — железа, серы, марганца, азота и др. Например, в результате деятель­ности хемосинтезирующих бактерий образуются H₂S, некоторые виды железной руды, различные оксиды азота.

Источник: WikiWhat.ru

(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 «Б.» ввёл Э. Зюсс (1875), понимавший её как тонкую плёнку жизни на земной поверхности, в значительной мере определяющую «Лик Земли». Заслуга создания целостного учения о Б. принадлежит В. И. Вернадскому (на формирование его биосферного мышления большое влияние оказали работы В. В.Докучаева о почве как о естественноисторическом теле). Основы этого учения, изложенные Вернадским в 1926 в книге «Биосфера» и разрабатывавшиеся им до конца жизни, сохраняют своё значение в совр. науке.

Б. охватывает часть атмосферы до вые. озонового экрана (20—25 км), часть литосферы, особенно кору выветривания, и всю гидросферу. Нижняя граница опускается в среднем на 2—3 км на суше и на 1—2 км ниже дна океана. Вернадский рассматривал Б. как область жизни, включающую наряду с организмами и среду их обитания. Он выделил в Б. 7 разных, но геологически взаимосвязанных типов веществ: живое вещество, биогенное вещество (горючие ископаемые, известняки и т. д., т. е. вещество, создаваемое и перерабатываемое живыми организмами), косное вещество (образуется процессами, в к-рых живые организмы не участвуют, напр. изверженные горные породы), биокосное вещество (создаётся одновременно живыми организмами и процессами неорганич. природы, напр. почва), радиоактивное вещество, рассеянные атомы и вещество космического происхождения (метеориты, космич. пыль).

Центральное звено в концепции Вернадского о Б.— представление о живом веществе. «Живые организмы — писал Вернадский — являются функцией биосферы и теснейшим образом материально и энергетически с ней связаны, являются огромной геологической силой, её определяющей. Для того, чтобы в этом убедиться, мы должны выразить живые организмы как нечто целое и единое. Так выраженные организмы представляют живое вещество, т. е. совокупность всех живых организмов, в данный момент существующих, численно выраженное в элементарном химическом составе, в весе, в энергии. Оно связано с окружающей средой биогенным током атомов: своим дыханием, питанием и размножением».

Живое вещество распределено в Б. крайне неравномерно. Максимум его приходится на приповерхностные участки суши (особенно велика биомасса тропич. лесов) и гидросферы, где в массе развиваются зелёные растения и живущие за их счёт гетеротрофные организмы. Более 90% всего живого вещества Б., образованного гл. обр. углеродом, кислородом, азотом и водородом, приходится на наземную растительность (97— 98% биомассы суши). Общая масса живого вещества в Б. оценивается в 1,8— 2,5-1018 г (в пересчёте на сухое вещество) и составляет лишь незначительную часть массы Б. (3-1024 г). Тем не менее Вернадский, опираясь на многочисленные данные, считал живое вещество наиболее мощным геохимическим и энергетическим фактором, ведущей силой планетарного развития.

Осн. источник биогеохимич. активности организмов — солнечная энергия, используемая в процессе фотосинтеза зелёными растениями и нек-рыми микроорганизмами для создания органич. вещества, обеспечивающего пищей и энергией все остальные организмы. Благодаря деятельности фотосинтезирующих организмов ок. 2 млрд. лет назад началось накопление в атмосфере свободного кислорода, затем образовался озоновый экран, защищающий живые организмы от жёсткого космич. излучения; фотосинтез и дыхание зелёных растений поддерживают совр. газовый состав атмосферы. Появление кислорода в первичной бескислородной атмосфере Земли рассматривается как важнейший этап эволюции Б.

Жизнь на Земле в геологически обозримый период всегда существовала н форме сложно организованных комплексов разнообразных организмов (биоценозов). Вместе с тем живые организмы и среда их обитания тесно связаны, взаимодействуют друг с другом, образуя целостные динамические системы — биогеоценозы. Питание, дыхание и размножение организмов и связанные с ними процессы создания, накопления и распада органич. вещества обеспечивают постоянный круговорот вещества и энергии. С этим круговоротом связана миграция атомов хим. элементов (прежде всего биогенных — С, Н, О, N, P, S, Fe, Mg, Mo, Mn, Cu, Zn, Ca, Na, К и др.) — их биогеохимические циклы. В ходе биогеохимич. циклов атомы большинства хим. элементов проходили бесчисленное число раз через живое вещество.
к, напр., весь кислород атмосферы оборачивается через живое вещество за 2000 лет, углекислый газ — за 200 (300) лет, а вся вода Б.— за 2 млн. лет. Разные организмы в разной степени способны аккумулировать из среды обитания разл. элементы, напр. железобактерии — железо, простейшие кокколитофориды и фораминиферы, а также мн. моллюски и кишечнополостные — кальций, хвощи, диатомовые водоросли, радиолярии и др. — кремний, губки — йод, асцидии — ванадий, и т. д. Содержание углерода в растениях в 200 раз, а азота в 30 раз превышает их уровень в земной коре. Под влиянием живых организмов происходит интенсивная миграция атомов элементов с переменной валентностью (Fe, Mn, Cr, S, P, N, W), создаются их новые соединения, происходит отложение сульфидов и минеральной серы, образование сероводорода и т. п. Большим разнообразием органич. соединений характеризуется состав самих организмов. Благодаря живому веществу на планете образовались почвы и органоминеральное топливо.

В ходе развития жизни неоднократно происходила смена одних групп организмов другими, но при этом всегда поддерживалось более или менее постоянное соотношение форм, выполняющих те или иные геохимии, функции. Так, напр., от палеозоя до нашего времени комплексы организмов, накапливающих кальций, менялись, но аккумуляция этого элемента происходила с относительно постоянной скоростью. Таким образом совокупная деятельность живого вещества на Земле непрерывно поддерживала режим неорганической среды, необходимой для существования жизни, т. е. относительный гомеостаз в Б., одним из характерных свойств которой Вернадский считал организованность. Поэтому Б. можно также определить как сложную динамическую систему, осуществляющую улавливание, накопление и перенос энергии путём обмена веществ между живым веществом и окружающей средой.

Качественно новый этап развития Б. наступил в совр. эпоху, когда деятельность человека, преобразующая поверхность Земли, по своим масштабам стала соизмеримой с геологическими процессами. Как отмечал Вернадский, биогеохимическая роль человека за последнее столетие стала значительно превосходить роль других, даже наиболее активных в биогеохимическом отношении организмов. При этом использование природных ресурсов происходит без учёта закономерностей развития и механизмов функционирования Б. В результате хозяйствен -вой деятельности из биотического круговорота изымаются или существенно преобразуются большие территории (сведение и насаждение лесов, осушение болот, строительство городов, дорог, плотин, распашка целинных земель, создание водохранилищ и т. д.). Добыча полезных ископаемых, сжигание огромных количеств топлива, создание новых, не существовавших ранее в Б. веществ, интенсифицируют круговорот веществ, изменяют состав и структуру слагающих его компонентов. Антропогенные воздействия на Б., принявшие глобальный характер (на Земле не осталось ни одного участка суши или моря, где нельзя было бы обнаружить следов деятельности человека), ставят под угрозу возможность поддержания гомеостаза в Б.
этому учение о Б. как о единой, определённым образом организованной динамической системе имеет исключит, важное значение. Оно оказало и оказывает огромное стимулируюшее влияние на развитие мн. наук во 2-й половине 20 в. (прежде всего, экологии, биогеоценологии), на самый характер подходов и мышления при решении не только естественнонаучных проблем, но и всего комплекса вопросов, связанных с взаимоотношениями природы и общества. Вернадский (1944) развил представление о переходе Б. в ноосферу, т. е. в такое её состояние, когда развитие Б. будет управляться разумом человека. Выход человека в космическое пространство расширяет пределы ноосферы за пределы Б.

Источник: Биологический энциклопедический словарь на Gufo.me

Источник: gufo.me

Свойства биосферы необходимые для возникновения и продолжения жизни

• Наличие CO₂ и кислорода;
• вода – источник жизни на земле, присутствие, как пресных водоемов, так и соленых;
• регуляция температуры: отсутствие резких перепадов, сверхвысоких и низких показателей;
• обеспечение всего живого продуктами питания;

До сих пор нет единого определения. Существует три версии, что такое биосфера:

1. Общая масса всех живых существ, которые обитают в оболочках земли, является биосферой.
2. Организмы и места их жизнедеятельности вместе составляют биосферу.
3. Это следствие продолжительной жизни существ, обитавших задолго до наших дней.

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).

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:

• Аэробиосферу (жизнь осуществляется за счет атмосферной влаги и солнечной энергии, от верхушек деревьев до стратосферы);
• геобиосферу (организмы населяют почву, поверхность суши, деревья);
• гидробиосферу (все водные структуры заселенные гидробионтами, исключая подземные воды).

Структура биосферы и ее состав

Живое вещество Вернадский описывал как общее число всех живых организмов населяющих планету в данный период времени.

Основные свойства:

• В нем сосредоточено огромное количество энергии;
• скорость течения реакций в живом организме быстрее, чем в искусственно созданных условиях;
• составляющие живого вещества стабильны только в жизнеспособном организме;
• возможность существовать в разных условиях, заполняя все пространство. Это явление Вернадский назвал «всюдностью жизни»;
• отдельные особи всегда являются частью экосистемы;
• живое вещество эволюционирует, приобретает новые свойства, адаптируется к изменчивости внешней среды.

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).

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.

Источник: animals-world.ru

Наша Земля уникальна. В отличие от других планет Солнечной системы она населена людьми, животными, другими существами и микроорганизмами, покрыта густой растительностью – все это в совокупности дышит, как один живой организм, и носит единое название «биосфера».

Что означает слово «биосфера»?
Что такое биосфера Земли?
Из чего состоит биосфера?
Как происходит круговорот веществ в биосфере?
Чем экосистема похожа на биосферу?

Что означает слово «биосфера»?

Термин «биосфера» включает в себя два древнегреческих слова – βιος («жизнь») и σφαῖρα, что переводится как «шар», «сфера». Само понятие было предложено в 1875 году австрийским геологом Эдуардом Зюссом, однако его концепция появилась немного раньше, в начале XIX столетия, благодаря французскому ученому Жану Батисту Ламарку, который первым предпринял попытку создать теорию эволюции животного мира. Полноценное и окончательное учение о биосфере было озвучено в первой половине XX века Владимиром Вернадским, доказавшим, что живые организмы являются определяющими в жизненной силе Земли.

Что такое биосфера Земли?

Биосфера Земли представляет собой оболочку нашей планеты, населенную живыми организмами. Она охватывает не только земную поверхность, но и верхнюю часть литосферы (до 7,5 км вглубь земли), а также нижнюю часть атмосферы (от 15 до 20 км) и все водные пространства, в том числе дно мирового океана.

Ее формирование началось примерно 3,5 миллиарда лет назад, когда в океанах начали появляться первые живые существа – простейшие и одноклеточные водоросли.

Из чего состоит биосфера?

Ученые разделяют биосферу на 7 составляющих, среди которых главная роль отводится живым существам. Хотя их общая масса в земной оболочке составляет меньше одной миллионной, они считаются ведущей геохимической силой планеты и не просто ее населяют, но и преобразуют. На сегодняшний день на Земле известно более 3 миллионов разновидностей животных, растений, бактерий, грибов. Человек также входит в состав биосферы и оказывает непосредственное влияние на многие природные процессы.

Второй важной частью биосферы является биогенное вещество, т. е. осадочные породы, которые возникают в результате деятельности живых организмов. К их числу относятся ракушки, известняковые отложения, торф, окаменелости, ископаемый уголь и многое другое.

Кроме этого, в состав биосферы входит косное вещество (продукты, образуемые без участия живых организмов), биокосное вещество, создаваемое организмами и процессами косного вещества, а также рассеянные атомы, химические вещества космического происхождения и вещества, которые находятся в радиоактивном распаде.

Как происходит круговорот веществ в биосфере?

Как известно, живые организмы имеют определенный срок жизни, однако благодаря постоянному круговороту веществ биосфера сохраняет свою устойчивость на протяжении миллиардов лет. Восполнение природных ресурсов на Земле осуществляется по двум круговоротам – геологическому (большому) и биогеохимическому (малому). В первом случае процесс начинается с горных пород, которые под воздействием различных факторов преобразуются в осадочные породы (преимущественно в песок и глину). Те, в свою очередь, попадая в новые термодинамические условия, приобретают характер осадочных горных пород, а затем превращаются в магму, которая при поднятии на поверхность вновь преобразуется в горные породы.

К большому также относится круговорот воды в природе, которая испаряется из водоемов, попадает в атмосферу, а затем вновь возвращается в океаны в виде осадков. В основе малого, или биогеохимического, круговорота лежит фотосинтез. К примеру, круговорот углерода осуществляется путем его высвобождения при дыхательной активности живых существ, растений, грибов и последующего восполнения посредством соединения с живыми клетками.

Похожим способом происходит круговорот азота, фосфора и других химических веществ, отвечающих за жизнедеятельность всего на Земле.

Чем экосистема похожа на биосферу?

Биосфера – это, по сути, глобальная экосистема нашей планеты, поэтому многие ее основные черты схожи с признаками локальных экосистем. Главное сходство заключается в том, что и в биосфере, и в отдельной экосистеме присутствует жизнь.

Кроме этого, и там, и там может существовать общая среда обитания (болото, лес, пустыня и другие), система связей, а также в обоих случаях происходит обмен веществ и энергии.

Источник: www.vseznaika.org