Общая характеристика и определение биосферы

Тема 4

ОРГАНИЗАЦИЯ БИОСФЕРЫ

Структура и границы биосферы

Общая характеристика и определение биосферы

Сам термин «биосфера» был введен К.Зюссом в 1879 г. Концепция биосферы разработана Вернадским.

Биосфера – совокупность частей земной оболочки, которая заселена живыми организмами, находится под их воздействием, занята продуктами их жизнедеятельности и представляет собой глобальную экосистему.

Биосфера, как оболочка Земли, включает составной частью атмосферу, гидросферу, литосферу и биоту, как особую сферу жизни. Поэтому границами биосферы принято считать границы озонового слоя, но жизнь распределена на гораздо большее расстояния, как в верхних слоях атмосферы, так и вглубь литосферы или гидросферы.

Так как сегодня и на глубине ≈11 км (10919 м) обнаружена жизнь, а космические корабли так же раздвигают границы биосферы, поэтому в настоящее время применима концепция экосферы, разработанная В.Горшковым.

Экосфера – планетарная совокупность живых организмов, а так же все вещества, находящиеся под контролем потребления трансформации и продуцирования живых организмов не относящаяся к геологическому покрову и границы экосферы больше четко определены. Низшая граница проходит по горизонту, максимальная – проникновения корней деревьев; верхняя – под поверхностью растительного покрова (30 м). Экосферой называют «пленкой жизни».

 

Особенности биосферы:

1. биосфера представляет собой оболочку жизни, то есть оболочку существования живых организмов;

2. биосфера – это оболочка Земли, где происходит трансформация космического излучения в действенную земную энергию: электрическую, химическую, механическую, тепловую;

3. планетарная роль живых организмов: по классификации Вернадского все вещество биосферы делится на следующие группы:

а) живое вещество;

б) биогенное вещество – это продукты жизнедеятельности живых организмов;

в) биокосное вещество – это те вещества, которые циркулируют между живой и неживой материей (N₂, CO₂, );

г) абиогенное вещество – минералы, которые могут быть вовлечены в круговорот жизни;

д) косное или неживое вещество – горные породы, минералы, песок.

 

Основные жизнеобеспечивающие факторы биосферы следующие:

1. CO₂ + O₂ – их наличие;

2. Термический режим;

3. Влажность, связанная с наличием воды. А так же обеспечивающая нормальный ход ферментным процессов.

 

На Земле существует буферные системы, позволяющие сохранить живое вещество биосферы.

 

2^я буферная система – озоновый слой, был образован в результате жизнедеятельности биоты из O₂. Функции озонового слоя – защита и поглощение жесткого ультрафиолетового излучения.

 

3^я буферная система – атмосфера – плотный газовый слой, инертный по химическому составу. Защищает и дает право на жизнь всем живым организмам биосферы. Функции атмосферы: защитная, транспортная (перемещает воздушные массы), это ускоряет обмен веществ и круговороты, способствует рассеянию вредных примесей.

 

4^я буферная система – арктическая оболочка, Арктика. Функции: вечные льды являются универсальными адсорбентами загрязняющих примесей, они фильтруют атмосферу, выравнивают концентрацию различных веществ в атмосфере.

 

5^я буферная система – почва – особое природное образование, обладающее рядом свойств, присущих живой и неживой материи одновременно. Почва образовалась в результате совместного действия воды, воздуха и живых организмов на горные породы. Функции:

- разложение мертвой органики в цепях редуцентов;

- плодородие – производство биомассы.

 

6^я буферная система – зеленый покров планеты – глобольный фитоценоз. Функции:

- синтез биомассы;

- производство пищи для всех живых организмов;

- выделение О₂;

- поглощение СО₂;

- перераспределение осадков и формирование климата.

 

7^я буферная система – единый генофонд живых организмов. Основная функция – поддерживание биологического разнообразия.

 

Общая структура биосферы

 

Выделяют вертикальную и горизонтальную структуры биосферы.

Структура биосферы:

1. аэробиосфера – организмы на живут, но там находятся, до 11 км;

2. слой от 50 до 300 м – это экотон между террабиосферой и гидробиосферой с одной стороны и тропосферой с другой.

3. Тропобиосфера – наличие птиц, насекомых, пчел;

4. Альтобиосфера – верхние слои, t = 0 С⁰, жизнь возможна прямой солнечной инсоляции;

5. Парабиосфера – прилегают к биосфере «снизу», там появляются микроорганизмы, которые неспособны к активному метаболизму из-за высокой t и Р. «сверху» – гипобиосфера, низкая t и Р, влияния космического излучения. «выше» – апобиосфера.