Учение о биосфере Исполнитель

Тема: Учение о биосфере

План:

1. Понятие о биосфере и её компонентов
2. Среда и пределы биосферы
3. Круговорот веществ в биосфере
4. Ноосфера, её возникновение и развитие

{spoiler=Продолжать Читать}

1. Понятие о биосфере и её компонентов

Биосфера – это сложная внешняя оболочка Земли, населенная живыми и организмами. Термин введен в 1875 г. Э. Зюссом. Учение разработано русским ученым В.И. Вернадским. Вернадский в биосфере выделяет 3 главные компоненты:

1) живые организмы;

2) минеральные вещества, включенные живыми организмами в биогенный круговорот;

3) продукты ж/д живых организмов, временно не участвующие в биогенный круговорот.

     Таким образом, структурной единицей биосферы служит биогеоценоз, состоящий из сообщества живых организмов (биоценоз) и среды их обитания (биотоп). Живые организмы химически и биологически чрезвычайно активны. Они выполняют 5 главных функций:

• энергетическая функция – это проявляется в процессе фотосинтеза;
• газовая функция – проявляется в миграции газов и их превращение между живыми организмами и средой их обитания (создаются такие газы, как азот, кислород, углекислый газ, сероводород, метан и др);
• концентрационная функция – проявляется в накопление в живых организмах биогенных элементов среды. Концентрация химических элементов в организмах сотни и тысячи раз больше, чем во внешней среде;
• окислительно-восстановительная функция – проявляется в химическом превращении веществ с переменной степенью окисления;
• деструкционная функция – проявляется в разложении организмов микроорганизмами после их смерти.

2. Среда и пределы биосферы

Среда биосферы состоит из 3-х составных частей:

1. Атмосфера – представляет собой газообразную оболочку Земли. Она состоит из 3-х слоев по вертикали. В состав биосферы входит её приземный слой – тропосфера (10-18) и выше неё – часть стратосферы до высоты расположения озонового экрана (20-25 км).
2. Гидросфера – совокупность океанов, морей, рек, озер и ледяных покровов. Она представляет прерывистую водную оболочку и занимает 71% поверхности Земли.
3. Литосфера – твердая оболочка Земной поверхности. Верхняя часть литосферы образует земную кору, входящую в состав биосферы.

Пределы жизни в биосфере.   В свое время В.И. Вернадский указывал на «всюдность» жизни в биосфере. На поверхности Земли полностью лишены живых существ лишь область обширных оледенений и кратеры действующих вулканов.

Благодаря стойкости некоторых организмов к не-благоприятному воздействию факторов среды диа-пазон их распространения весьма широкий. Некото-рые организмы выносят температуру до +180⁰С. Давление, при котором существует жизнь – от долей атмосферы на высоте воздушного пространства до тысячи и более атмосфер на больших глубинах водного бассейна (некоторые бактерии выносят давление до 12 тыс. атмосфер).

Организмы выносливы также химизму среды. Отдельные из них (нематоды) живут в анаэробных условиях, лишенных кислорода, другие (некоторые бактерии) могут жить в концентрированных растворах солей, и даже в серной кислоте (серные бактерии).

Некоторые особо устойчивые организмы могут существовать в среде с большой ионизирующей радиации. Ряд инфузории могут выносить излучение, по дозе в 3 млн. раз превышающее естественный радиоактивный фон поверхности Земли, некоторые бактерии обнаружены даже в котлах ядерных реакторов.

         Однако, диапазон распространения живых организмов не безграничен. Принято считать, что пространственные границы биосферы таковы: естественная верхняя граница биосферы озоновый экран на высоте 20-25 км. Выше озонового экрана живые существа не могут жить из-за активного теплового излучения Солнца. Нижняя граница распространения живых организмов на суши лежит на глубине до 4-х км., а в океане еще глубже – до 10-11 км. На этих глубинах расположены подземные термальные воды, температурой кипения.

4. Круговорот веществ в биосфере

Чтобы биосфера продолжала существовать, на Земле под воздействием Солнечной энергии постоян-но должен происходить круговорот биологически важных веществ.

Различают два вида круговорота: геологический (большой) и биологический (малый) круговороты.

1. Геологический круговорот проявляется в круговороте воды и воздуха в природе. На Землю от Солнца ежегодно поступает огромное количество (среднем 9 млрд./кал. на гектар) лучистой энергии. Половина её расходуется на испарение воды (ежегодно испаряется 520 тыс. км/куб воды)
2. Биологический круговорот – это круговорот биологически важных веществ между организмами и средой их существования. Начальном звеном    б. к. является процессе фотосинтеза. Это весьма мощный биологический фактор, производящий в год до 190 млрд.т. биомассы растений, 450 млрд.т. кислорода и других, используя при этом всего   0,1 – 0,3 % падающий на Землю солнечной энергии (против 50 % в геологическом круговороте).

Биологический круговорот в противоположность геологическому, не имеет строго замкнутого цикла. Часть веществ в виде биопродукции на относительно короткий срок выключается из биологического круговорота, часть связывается в состав биогенных отложений (торф, нефть, природной газ, каменный уголь, известняки) на более длительный срок и только третья часть продолжает круговорот между живой и неживой природой.

4. Ноосфера, её возникновение и развитие

Ноосфера – это сфера разума, возникшая с появлением на земле Homo sapiens, т.е. разумного человека. Она является новым этапом развития биосферы.

Эволюция органического мира на планете прошла несколько этапов.

1этап – это возникновение биосферы, биологи-ческого круговорота веществ в связи появлением одноклеточных организмов

2 этап – это формирование многоклеточных орга-низмов и усложнение циклической структуры жизни.

   3 этап – это появление человеческого общества, под влиянием которого в современных условиях происходит дальнейшая эволюция биосферы и превращение её в сферу разума - ноосферу.

Первые два этапа часто называет биогенезом, а третьего – ноогенезом.

По календарю истории Земли земная кора образовалась 3,5 млрд. лет назад, а разумны человек – 35 – 40 тыс.лет назад. Из этого следует, что 99,98 % приходится на долю биогенеза и лишь 0,02 % на ноогенез (35 – 40 тыс. лет).

Начало развития ноосферы В.И. Вернадский связывает с периодом формирования античных государств с большими городами и развитым земледелием.

С развитием ноосферы динамическое равновесие биосферы уже нарушено. Человек, по В.И. Вернад-скому, стал мощным геологическим фактором, преобразующим лик Земли. Промышленной, сельскохозяйственной и архитектурно – строительной деятельностью человека охвачена вся биосфера. Даже те джунгли, саванны, горы и пустыня, кажущиеся на наш взгляд нетронутыми участками и дикой природы, в современном этапе развития ноосферы находятся под контролем человека. Используя природную среду, ради собственного благополучия человек разрушает её. Это проявляется в обеднении земных ресурсов с одной стороны, и загрязнение среды, с другой, что чревато последствиями как деградации самого человечества.

Если загрязнение биосферы в ближайшем будущем не будет уменьшено, то океан – место возникновения жизни, может стать местом начала её гибели. Осознавая опасность экологической угрозы, нависшей над человечеством, сейчас в мире предпринимаются меры по её предотвращению.

 {/spoilers}