Planeta Zemlja je neverovatna i jedinstvena. Sastoji se od nekoliko ljuski: atmosfere, hidrosfere, biosfere, litosfere, pirosfere i centrosfere. Za razliku od drugih planeta, Zemlju naseljavaju biljke, životinje, ljudi, mikroorganizmi itd. Svi živi organizmi čine biosferu. Ova ljuska uključuje dio atmosfere i litosfere, kao i cijelu hidrosferu. U ovom članku ćemo razmotriti što je biosfera, koje su njene komponente i funkcije.

Definicija pojma

Unatoč činjenici da danas gotovo svi znaju šta je biosfera, definiciju ovog koncepta uveo je u naučnu cirkulaciju tek 1875. godine austrijski geolog Eduard Suess (djelo „Lice zemlje“). Međutim, sljedećih pola stoljeća ovaj termin se koristio samo u uskim krugovima.

Godine 1926, poznati ruski naučnik V. I. Vernadsky objavio je knjigu "Biosfera". U ovom radu je obrazložio ulogu živih organizama u geološkim procesima. Bio je V.I. Vernadsky koji je prvi odredio šta je biosfera i kako se razlikuje od ostalih ljuski na Zemlji. Pokazao je da je to dinamičan, aktivan sistem koji naseljavaju i kontrolišu živa bića.

Danas u nauci postoji samo jedna opšteprihvaćena definicija pojma "biosfera". Ovo je ljuska planete Zemlje koju naseljavaju živi organizmi. Biosfera zauzima posebno mjesto u odnosu na druge geosfere. To je zbog činjenice da se samo unutar granica ove školjke manifestira geološka aktivnost svih živih bića.

Granice biosfere

Biosfera pokriva gornji dio (oko 7,5 km) litosfere, donju granicu atmosfere (15-20 km) i cijelu hidrosferu.

Litosfera je tvrda ljuska naše planete. Pokriva cijelu zemljinu koru i dio gornjeg omotača. Većina živih organizama nalazi se u tlu na dubini do 1 m, međutim, neke bakterije mogu prodrijeti duboko u litosferu (do 4 km).

Hidrosfera je vodena ljuska planete Zemlje. Predstavlja ukupnost svih okeana, mora, rijeka, jezera i drugih vodenih tijela. Ova ljuska je potpuno razvijena i naseljena živim organizmima. Većina njih živi na dubinama do 200 m, međutim, neke vrste žive čak i na dnu Svjetskog okeana (oko 12 km).

Atmosfera je plinovita ljuska naše planete. Sastoji se od dušika, kisika, ozona i ugljičnog dioksida. Biosfera obuhvata samo najniže slojeve atmosfere. To je zbog činjenice da se određene vrste insekata i ptica mogu uzdići na visinu do 5 km iznad površine zemlje.

Komponente biosfere

Biosfera se sastoji od 4 komponente (klasifikacija koju je predložio V.I. Vernadsky):

• Živa materija. Njegova količina je otprilike 0,25% mase biosfere. Ova supstanca predstavlja ukupnost svih živih organizama na planeti. Grupirani su u 4 carstva: bakterije, biljke, gljive i životinje. Živa tvar se odlikuje značajnom energijom, odlikuje se pokretljivošću i kontinuiranom smjenom generacija, zbog čega se sve njene komponente neprestano obnavljaju.
• Biogena supstanca. To je sve što nastaje tokom života organizama i sastoji se od životinjskih i biljnih ostataka (krečnjaci, nafta, atmosferski gasovi, treset itd.). Sve biogene komponente služe kao moćan izvor energije.
• Inertna supstanca. To su elementi u čijem stvaranju ne učestvuju živa bića i mikroorganizmi (stene, lava i sl.).
• Bioinertna supstanca. To su komponente biosfere koje nastaju zajedničkim djelovanjem živih organizama i abiogenim procesima (tlo, glina, sedimentne stijene, kora za vremenske utjecaje, voda itd.).

Osobine i funkcije biosfere

Biosfera, kao i drugi važni prirodni sistemi, ima niz funkcija. Pogledajmo najvažnije od njih.

• Integritet. Biosfera je centralizovani sistem čiji je glavni element živa materija. Sve njegove komponente su usko povezane i u stalnoj interakciji. Kao rezultat toga, promjena u jednom elementu dovodi do restrukturiranja cijelog sistema.
• Samoregulacija. Biosferu karakterizira proces koji se naziva homeostaza. Omogućava sistemu da samostalno održava i reguliše svoje stanje.
• Održivost. Sposobnost biosfere da održi svoja svojstva i karakteristike pod uticajem spoljašnjih faktora. Ova funkcija omogućava sistemu da održi svoje trenutno stanje i vrati se u prvobitno stanje nakon šokova.

Jedna od glavnih karakteristika i karakteristika biosfere je raznovrsnost. Zbog postojanja različitih bioloških vrsta u sistemu, uvijek postoji atmosfera konkurencije koja pruža zaštitu od vanjskih utjecaja.

Funkcije žive materije

Danas nauka sa sigurnošću zna šta je biosfera. U biologiji je njena glavna komponenta – živa materija – najvažnija kategorija. Razmotrimo funkcije ovog elementa biosfere koji formira sistem.

• Gas. Ova funkcija je usko povezana s procesom metabolizma i disanja. Tokom ovih gasnih reakcija apsorbuju se i oslobađaju kiseonik, ugljen-dioksid itd. Zahvaljujući ovoj funkciji nastao je savremeni sastav vazduha.
• Energija. Ova funkcija se zasniva na procesu fotosinteze - apsorpciji sunčeve energije živom materijom i njenom prijenosu.
• Redox. Ova funkcija je promjena kemijskih svojstava tvari koje sadrže atome s različitim nivoima oksidacije. Takve reakcije su osnova biološkog metabolizma.
• Funkcija uništenja. To je proces razgradnje organizama na mineralne tvari nakon što umru.
• Koncentracija. Ovo je proces akumulacije i kretanja atoma.

Značenje žive materije

• Akumulacija sunčeve energije i njena transformacija (u hemijsku, mehaničku, toplotnu, električnu itd.).
• Formiranje većine minerala i stijena rezultat je vitalne aktivnosti živih organizama.
• Akumulacija hemijskih elemenata. Živi organizmi akumuliraju važne komponente (gvožđe, magnezijum, bakar, natrijum) u tkivima svog tela i u životnoj sredini.
• Krug većine hemijskih elemenata odvija se kroz biosferu.
• Ogroman uticaj na sastav tla, atmosfere i hidrosfere.
• Neke hemijske komponente i jedinjenja mogu postojati samo u živim organizmima.

Biosfera se shvata kao ukupnost svih živih organizama na planeti. Oni nastanjuju svaki kutak Zemlje: od dubina okeana, utrobe planete do vazdušnog prostora, zbog čega mnogi naučnici ovu školjku nazivaju sferom života. Sam ljudski rod živi u njemu.

Sastav biosfere

Biosfera se smatra najglobalnijim ekosistemom na našoj planeti. Sastoji se od nekoliko sfera. Uključuje, odnosno, sve vodne resurse i rezervoare Zemlje. To su Svjetski okean, podzemne i površinske vode. Voda je životni prostor mnogih živih bića i neophodna supstanca za život. Osigurava tok mnogih procesa.

Biosfera sadrži atmosferu. U njemu se nalaze razni organizmi, a sam je zasićen raznim plinovima. Posebnu vrijednost ima kisik, koji je neophodan za život svih organizama. Atmosfera također igra vitalnu ulogu u prirodi, utječući na vrijeme i klimu.

Litosfera, odnosno gornji sloj zemljine kore, dio je biosfere. Naseljen je živim organizmima. Dakle, insekti, glodari i druge životinje žive u dubinama Zemlje, biljke rastu, a ljudi žive na površini.

Svijet i najvažniji su stanovnici biosfere. Oni zauzimaju ogroman prostor ne samo na tlu, već i plitko u podzemlju, naseljavaju vodena tijela i nalaze se u atmosferi. Biljni oblici variraju: od mahovina, lišajeva i bilja do grmlja i drveća. Što se tiče životinja, najmanji predstavnici su jednoćelijski mikrobi i bakterije, a najveći su kopnena i morska bića (slonovi, medvjedi, nosorozi, kitovi). Svi imaju široku raznolikost, a svaka vrsta je važna za našu planetu.

Važnost biosfere

Biosferu su proučavali različiti naučnici u svim istorijskim epohama. V.I. je posvetio veliku pažnju ovoj školjki. Vernadsky. Vjerovao je da je biosfera definirana granicama unutar kojih živi živa materija. Vrijedi napomenuti da su sve njegove komponente međusobno povezane, a promjene u jednom području dovest će do promjena u svim školjkama. Biosfera igra vitalnu ulogu u distribuciji energetskih tokova na planeti.

Dakle, biosfera je životni prostor ljudi, životinja i biljaka. Sadrži esencijalne supstance i prirodne resurse kao što su voda, kiseonik, zemlja i drugi. Ljudi imaju značajan uticaj na nju. U biosferi postoji ciklus elemenata u prirodi, život je u punom jeku i odvijaju se najvažniji procesi.

Ljudski uticaj na biosferu

Ljudski uticaj na biosferu je dvosmislen. Sa svakim stoljećem antropogene aktivnosti postaju sve intenzivnije, destruktivne i sve veće, pa ljudi doprinose nastanku ne samo lokalnih ekoloških problema, već i globalnih.

Jedan od rezultata ljudskog uticaja na biosferu je smanjenje broja flore i faune na planeti, kao i nestanak mnogih vrsta sa lica zemlje. Na primjer, rasponi biljaka se smanjuju zbog poljoprivrednih aktivnosti i krčenja šuma. Mnoga stabla, grmlje i trave su sekundarne, odnosno zasađene su nove vrste umjesto primarnog vegetacijskog pokrivača. Zauzvrat, lovci uništavaju životinjske populacije ne samo radi hrane, već i radi prodaje vrijednih koža, kostiju, peraja morskih pasa, kljova slonova, rogova nosoroga i raznih dijelova tijela na crnom tržištu.

Antropogena aktivnost prilično snažno utiče na proces formiranja tla. Dakle, oranica dovodi do erozije vjetra i vode. Promjena sastava vegetacijskog pokrivača dovodi do činjenice da druge vrste sudjeluju u procesu formiranja tla, pa se stoga formira drugačija vrsta tla. Zbog upotrebe raznih đubriva u poljoprivredi i ispuštanja čvrstog i tečnog otpada u zemlju, fizički i hemijski sastav zemljišta se menja.

Demografski procesi negativno utiču na biosferu:

• Stanovništvo planete raste, troši sve više prirodnih resursa;
• obim industrijske proizvodnje se povećava;
• ima više otpada;
• Povećava se površina poljoprivrednog zemljišta.

Vrijedi napomenuti da ljudi doprinose zagađenju svih slojeva biosfere. Danas postoji veliki izbor izvora zagađenja:

• izduvni plinovi vozila;
• čestice koje se oslobađaju tokom sagorevanja goriva;
• radioaktivne supstance;
• naftni proizvodi;
• ispuštanja hemijskih jedinjenja u vazduh;
• komunalni čvrsti otpad;
• pesticidi, mineralna đubriva i agrohemikalije;
• prljave otpadne vode iz industrijskih i komunalnih preduzeća;
• elektromagnetni uređaji;
• nuklearno gorivo;
• virusi, bakterije i strani mikroorganizmi.

Sve to dovodi ne samo do promjena u ekosistemima i smanjenja biodiverziteta na Zemlji, već i do klimatskih promjena. Usljed uticaja ljudskog roda na biosferu dolazi do topljenja glečera i promjene nivoa okeana i mora, kiselih padavina i sl.

S vremenom, biosfera postaje sve nestabilnija, što dovodi do uništenja mnogih ekosistema na planeti. Mnogi naučnici i javne ličnosti zagovaraju smanjenje uticaja ljudske zajednice na prirodu, kako bi se biosfera Zemlje sačuvala od uništenja.

Materijalni sastav biosfere

Sastav biosfere može se posmatrati sa različitih tačaka gledišta. Ako govorimo o sastavu materijala, onda on uključuje sedam različitih dijelova:

• Živa materija je ukupnost živih bića koja naseljavaju našu planetu. Imaju elementarni sastav, a u poređenju sa drugim školjkama imaju malu masu, hrane se sunčevom energijom, distribuirajući je u svom okruženju. Svi organizmi čine moćnu geohemijsku silu, neravnomjerno raspoređenu po površini zemlje.
• Biogena supstanca. To su one mineralno-organske i čisto organske komponente koje su stvorila živa bića, odnosno fosilna goriva.
• Inertna supstanca. To su neorganski resursi koji nastaju bez učešća živih bića, sami, odnosno kvarcni pijesak, razne gline, kao i vodni resursi.
• Bioinertna supstanca dobijena interakcijom živih i inertnih komponenti. To su tlo i stijene sedimentnog porijekla, atmosfera, rijeke, jezera i druge površinske vode.
• Radioaktivne supstance kao što su elementi uranijum, radijum, torij.
• Raspršeni atomi. Nastaju od supstanci zemaljskog porekla kada su pod uticajem kosmičkog zračenja.
• Kosmička materija. Tijela i tvari nastale u svemiru padaju na zemlju. To mogu biti ili meteoriti ili fragmenti kosmičke prašine.

Slojevi biosfere

Vrijedi napomenuti da su sve ljuske biosfere u stalnoj interakciji, pa je ponekad teško razlikovati granice određenog sloja. Jedna od najvažnijih školjki je aerosfera. Dostiže nivo od približno 22 km iznad tla, gdje još uvijek ima živih bića. Generalno, ovo je vazdušni prostor u kojem žive svi živi organizmi. Ova ljuska sadrži vlagu, sunčevu energiju i atmosferske gasove:

• kiseonik;
• ozon;
• argon;
• dušik;
• vodena para

Broj atmosferskih gasova i njihov sastav zavisi od uticaja živih bića.

Geosfera je sastavni dio biosfere, ona uključuje sveukupnost živih bića koja naseljavaju zemljinu površinu. Ova sfera obuhvata litosferu, svet flore i faune, podzemne vode i gasni omotač zemlje.

Značajan sloj biosfere je hidrosfera, odnosno sva vodena tijela bez podzemnih voda. Ova ljuska uključuje Svjetski okean, površinske vode, atmosfersku vlagu i glečere. Čitavu vodenu sferu naseljavaju živa bića - od mikroorganizama do algi, riba i životinja.

Ako govorimo detaljnije o čvrstoj ljusci Zemlje, ona se sastoji od tla, stijena i minerala. U zavisnosti od lokacijskog okruženja, postoje različite vrste tla, koje se razlikuju po hemijskom i organskom sastavu i zavise od faktora sredine (vegetacija, vodna tijela, životinjski svijet, antropogeni utjecaj). Litosfera se sastoji od ogromnog broja minerala i stijena, koji su prisutni u nejednakim količinama na Zemlji. Trenutno je otkriveno više od 6 hiljada minerala, ali samo 100-150 vrsta je najčešće na planeti:

• kvarc;
• feldspat;
• olivin;
• apatiti;
• gips;
• karnalit;
• kalcit;
• fosforiti;
• silvinit itd.

U zavisnosti od količine stijena i njihove ekonomske upotrebe, neke od njih su vrijedne, posebno fosilna goriva, metalne rude i drago kamenje.

Što se tiče svijeta flore i faune, ovo je školjka koja uključuje, prema različitim izvorima, od 7 do 10 miliona vrsta. Pretpostavlja se da oko 2,2 miliona vrsta živi u vodama Svjetskog okeana, a oko 6,5 miliona živi na kopnu. Na planeti postoji oko 7,8 miliona predstavnika životinjskog svijeta, a od svih poznatih vrsta živih bića opisano je oko 15 posto, tako da će čovječanstvu trebati stotine godina da sve istraži i opiše. postojeće vrste na planeti.

Veza biosfere sa drugim ljuskama Zemlje

Sve komponente biosfere su u bliskoj vezi sa drugim ljuskama Zemlje. Ova manifestacija se može vidjeti u biološkom ciklusu, kada životinje i ljudi oslobađaju ugljični dioksid, apsorbiraju ga biljke koje oslobađaju kisik tokom fotosinteze. Dakle, ova dva gasa se konstantno regulišu u atmosferi zbog međuodnosa različitih sfera.

Jedan primjer je tlo - rezultat interakcije biosfere s drugim školjkama. U ovom procesu učestvuju živa bića (insekti, glodari, gmizavci, mikroorganizmi), biljke, voda (podzemne vode, padavine, rezervoari), vazdušna masa (vetar), stene koje formiraju tlo, sunčeva energija, klima. Sve ove komponente polako međusobno djeluju, što doprinosi stvaranju tla prosječnom brzinom od 2 milimetra godišnje.

Kada komponente biosfere stupe u interakciju sa živim školjkama, nastaju stijene. Kao rezultat uticaja živih bića na litosferu, formiraju se naslage uglja, krede, treseta i krečnjaka. Prilikom međusobnog uticaja živih bića, hidrosfere, soli i minerala i određene temperature nastaju koralji, a iz njih nastaju koralni grebeni i ostrva. To također omogućava regulaciju sastava soli u vodama Svjetskog okeana.

Različiti tipovi reljefa su direktan rezultat povezanosti biosfere sa drugim slojevima zemlje: atmosferom, hidrosferom i litosferom. Na ovaj ili onaj oblik reljefa utječe vodni režim područja i padavine, priroda zračnih masa, sunčevo zračenje, temperatura zraka, koje vrste flore ovdje rastu, koje životinje naseljavaju ovu teritoriju.

Značaj biosfere u prirodi

Važnost biosfere kao globalnog ekosistema planete ne može se precijeniti. Na osnovu funkcija ljuske svih živih bića, može se razumjeti njen značaj:

• Energija. Biljke su posrednici između Sunca i Zemlje i, primajući energiju, dio se raspoređuje između svih elemenata biosfere, a dio se koristi za formiranje hranjivih tvari.
• Gas. Reguliše količinu različitih gasova u biosferi, njihovu distribuciju, transformaciju i migraciju.
• Koncentracija. Sva bića selektivno izdvajaju biogene komponente, tako da mogu biti i korisne i opasne.
• Destruktivno. To je uništavanje minerala i stijena, organskih tvari, što doprinosi novom prometu elemenata u prirodi, pri čemu se pojavljuju nove žive i nežive tvari.
• Formiranje okoline. Utiče na uslove životne sredine, sastav atmosferskih gasova, stene sedimentnog porekla i sloja tla, kvalitet vodene sredine, kao i ravnotežu supstanci na planeti.

Dugo vremena je uloga biosfere bila potcijenjena, jer je u poređenju s drugim sferama masa žive tvari na planeti vrlo mala. Uprkos tome, živa bića su moćna sila prirode, bez koje bi mnogi procesi, kao i sam život, bili nemogući. U procesu aktivnosti živih bića, međusobne interakcije i utjecaja na neživu materiju, formira se sam prirodni svijet i izgled planete.

Uloga Vernadskog u proučavanju biosfere

Teoriju biosfere prvi je razvio Vladimir Ivanovič Vernadski. On je ovu školjku izolovao od drugih zemaljskih sfera, dopunio njeno značenje i predstavio da je to veoma aktivna sfera koja menja i utiče na sve ekosisteme. Naučnik je postao osnivač nove discipline - biogeohemije, na osnovu koje je utemeljena doktrina biosfere.

Proučavajući živu materiju, Vernadsky je zaključio da su svi oblici reljefa, klima, atmosfera, stijene sedimentnog porijekla rezultat aktivnosti svih živih organizama. Jedna od ključnih uloga u tome imaju ljudi koji imaju ogroman uticaj na tok mnogih zemaljskih procesa, budući da su određeni element koji posjeduje određenu snagu koja može promijeniti lice planete.

Vladimir Ivanovič je predstavio teoriju svega živog u svom djelu "Biosfera" (1926), što je doprinijelo nastanku nove naučne grane. U svom radu akademik je predstavio biosferu kao integralni sistem, pokazao njene komponente i njihove odnose, kao i ulogu čoveka. Kada živa materija stupi u interakciju sa inertnom materijom, utiče na niz procesa:

• geohemijska;
• biološki;
• biogeni;
• geološka;
• migracija atoma.

Vernadsky je istakao da su granice biosfere polje postojanja života. Na njegov razvoj utiču kiseonik i temperatura vazduha, voda i mineralni elementi, zemlja i sunčeva energija. Naučnik je takođe identifikovao glavne komponente biosfere, o kojima je bilo reči, i identifikovao glavnu - živu materiju. On je također formulirao sve funkcije biosfere.

Među glavnim odredbama učenja Vernadskog o životnoj sredini mogu se izdvojiti sljedeće teze:

• biosfera pokriva cjelokupno vodeno okruženje do okeanskih dubina, uključuje površinski sloj zemlje do 3 kilometra i vazdušni prostor do granice troposfere;
• pokazao razliku između biosfere i ostalih školjki u njenoj dinamičnosti i stalnoj aktivnosti svih živih organizama;
• specifičnost ove ljuske leži u neprekidnom kruženju elemenata žive i nežive prirode;
• aktivnost žive materije dovela je do značajnih promena širom planete;
• postojanje biosfere određeno je astronomskim položajem Zemlje (udaljenost od Sunca, nagib ose planete), koji određuje klimu i tok životnih ciklusa na planeti;
• Sunčeva energija je izvor života za sva bića u biosferi.

Možda su to ključni koncepti o životnom okruženju koje je Vernadsky postavio u svom učenju, iako su njegova djela globalna i zahtijevaju daljnje razumijevanje, ona su i danas relevantna. Oni su postali osnova za istraživanja drugih naučnika.

Zaključak

Da rezimiramo, vrijedi napomenuti da je život u biosferi raspoređen različito i neravnomjerno. Na površini zemlje živi veliki broj živih organizama, bilo vodenih ili kopnenih. Sva bića dolaze u kontakt sa vodom, mineralima i atmosferom, u stalnoj su komunikaciji sa njima. To je ono što obezbeđuje optimalne uslove za život (kiseonik, voda, svetlost, toplota, hranljive materije). Što je dublje u okeanskoj vodi ili pod zemljom, život je monotoniji. Živa materija se takođe prostire na jednom području, a vredi primetiti raznolikost životnih oblika na celoj zemljinoj površini. Da bismo razumjeli ovaj život, trebat će nam više od desetak godina, pa čak i stotine, ali moramo cijeniti biosferu i zaštititi je od našeg štetnog ljudskog utjecaja danas.

Šta je biosfera i po čemu se razlikuje od ostalih slojeva zemlje?

prirodna zaštita biosfere

Zemlja ima 6 ljuski: atmosferu, hidrosferu, biosferu, litosferu, pirosferu i centrosferu.

Atmosfera je vanjski plinoviti omotač Zemlje. Njegova donja granica ide duž litosfere i hidrosfere, a gornja na nadmorskoj visini od 1000 km. Atmosfera je podijeljena na troposferu (pokretni sloj), stratosferu (sloj iznad troposfere) i jonosferu (gornji sloj). Prosječna visina troposfere je 10 km. Njegova masa čini 75% ukupne mase atmosfere. Zrak u troposferi se kreće u horizontalnom i vertikalnom smjeru. Stratosfera se uzdiže 80 km iznad troposfere. Njegov zrak, krećući se samo u horizontalnom smjeru, formira slojeve. Još više se proteže jonosfera, koja je dobila ime po tome što je njen vazduh konstantno jonizovan pod uticajem ultraljubičastih i kosmičkih zraka.

Hidrosfera zauzima 71% Zemljine površine. Njegov prosječni salinitet je 35 g/l. Temperatura površine okeana je od 3 do 32 °C, gustina je oko 1. Sunčeva svjetlost prodire do dubine od 200 m, a ultraljubičaste zrake prodiru do dubine od 800 m.

Biosfera, ili sfera života, stapa se sa atmosferom, hidrosferom i litosferom. Njegova gornja granica seže do gornjih slojeva troposfere, donja granica ide duž dna okeanskih basena. Biosfera se dijeli na sferu biljaka (preko 500.000 vrsta) i sferu životinja (preko 1.000.000 vrsta).

Litosfera je kameni omotač Zemlje debljine od 40 do 100 km. Uključuje kontinente, ostrva i dno okeana. Prosečna visina kontinenata iznad nivoa okeana: Antarktik - 2200 m, Azija - 960 m, Afrika - 750 m, Severna Amerika - 720 m, Južna Amerika - 590 m, Evropa - 340 m, Australija - 340 m.

Ispod litosfere je pirosfera - vatrena ljuska Zemlje. Njegova temperatura raste za oko 1°C na svakih 33 m dubine. Zbog visokih temperatura i visokog pritiska, stijene na značajnim dubinama vjerovatno će biti u rastopljenom stanju.

Centosfera, ili jezgro Zemlje, nalazi se na dubini od ne 1800 km. Prema većini naučnika, sastoji se od gvožđa i nikla. Pritisak ovde dostiže 300.000.000.000 Pa (3.000.000 atmosfera), temperatura je nekoliko hiljada stepeni. Stanje jezgra je još uvek nepoznato.

Vatrena sfera Zemlje nastavlja da se hladi. Tvrda ljuska se zgusne, vatrena se zgusne. Svojevremeno je to dovelo do formiranja čvrstih kamenih blokova - kontinenata. Međutim, uticaj vatrene sfere na život planete Zemlje je i dalje veoma velik. Obrisi kontinenata i okeana, klima i sastav atmosfere iznova su se mijenjali.

Egzogeni i endogeni procesi kontinuirano mijenjaju čvrstu površinu naše planete, što zauzvrat aktivno utječe na biosferu Zemlje.

U biosferi se svi procesi odvijaju pod direktnim uticajem živih organizama. Biosfera se nalazi na spoju litosfere, hidrosfere i atmosfere, u rasponu od 11 km duboko u Zemlji do 33 km iznad Zemlje. Živi organizmi, koji uključuju sve poznate hemijske elemente, transformišu energiju tokom svojih životnih procesa. Sva živa bića podijeljena su u pet carstava: bakterije, alge, gljive, biljke i životinje.

Moderna nauka vjeruje da je prije otprilike milijardu godina postojala podjela živih bića na carstva biljaka i životinja. Razlike između njih mogu se podijeliti u tri grupe: 1) prema strukturi ćelija i njihovoj sposobnosti rasta; 2) prema načinu ishrane; 3) prema sposobnosti kretanja. Životinjske ćelije imaju centriole, ali nemaju klorofil ili ćelijski zid koji bi spriječio njihovu promjenu oblika. Većina biljaka dobiva tvari neophodne za život kao rezultat apsorpcije mineralnih spojeva. Životinje se hrane gotovim organskim spojevima koje biljke stvaraju procesom fotosinteze. Klasifikacija biljaka i životinja izgrađena je u skladu sa njihovim karakterističnim karakteristikama. Vrsta je prepoznata kao glavna strukturna jedinica, a viši nivoi su se sukcesivno sastojali od roda, reda i klase.

Na Zemlji postoji 500 hiljada vrsta biljaka i 1,5 miliona vrsta životinja, uključujući 70 hiljada kičmenjaka, oko 16 hiljada ptica, 12 540 vrsta sisara. Takva sistematizacija različitih oblika života stvorila je preduslove za proučavanje žive materije u celini, što je prvi sproveo istaknuti ruski naučnik Vladimir Ivanovič Vernadski u svojoj doktrini o biosferi. Glavni zaključci Vernadskyjeve doktrine o biosferi svode se na sljedeće:

• 1. Princip integriteta kaže da biosfera i život postoje kao jedinstvena cjelina. Život je neophodan i prirodan dio harmoničnog kosmičkog mehanizma.
• 2. Princip harmonije biosfere leži u njenoj organizaciji, harmoniji i neraskidivoj povezanosti živih i neživih komponenti u njoj.
• 3. Načelo značaja uloge živih bića u evoluciji Zemlje kaže da na zemljinoj površini ne postoji hemijska sila koja bi postojanija i snažnija u svojim konačnim posljedicama od organizama uzetih u cjelini. Izgled Zemlje kao nebeskog tijela zapravo je oblikovan životom.
• 4. Glavna uloga biosfere je da transformiše sunčevu energiju u efektivnu energiju Zemlje. Kosmička energija izaziva razvoj života, koji se postiže razmnožavanjem.
• 5. Pravilo inercije je širenje života po površini zemlje zbog ispoljavanja njene geohemijske energije. Mali organizmi se razmnožavaju mnogo brže od velikih.
• 6. Zakon štedljivosti u korišćenju jednostavnih hemijskih tela od strane žive materije kaže da kada element jednom uđe u telo, on prolazi kroz dugi niz stanja i istovremeno telo unosi samo potrebnu količinu elemenata.
• 7. Granice života određene su fizičkim i hemijskim svojstvima jedinjenja koja grade telo, njihovom neuništivom u određenim uslovima sredine. Maksimalno polje života određeno je ekstremnim granicama preživljavanja organizama. Gornju granicu života određuje energija zračenja, čije prisustvo isključuje život i od koje štiti ozonski štit. Donja granica je povezana s postizanjem visoke temperature. Na primjer, vremenski interval temperature od 430° (od -250 °C do +180 °C) je ograničavajuće termalno polje.
• 8. Život je postepeno, polako se prilagođavajući, zahvatio biosferu, a ovom hvatanju nije bilo kraja. Polje stabilnosti života rezultat je prilagođavanja tokom vremena.

Biosfera, prema V.I. Vernadsky, je organizovana, određena ljuska zemljine kore povezana sa životom. Granice biosfere ograničene su, prije svega, poljem postojanja života. Biosfera nije samo jedan od postojećih omotača Zemlje, poput litosfere, hidrosfere ili atmosfere. Glavna razlika između biosfere je u tome što je to organizovana školjka. Biti živ znači biti organizovan, napomenuo je V.I. Vernadskog, a to je suština koncepta biosfere kao organizovane ljuske Zemlje.

Prema V.I. Vernadskog, supstanca biosfere je heterogena po svom fizičkom i hemijskom sastavu, i to:

• - živa tvar - skup živih organizama;
• - biogena materija - kontinuirani biogeni tok atoma iz žive materije u indirektnu materiju biosfere i nazad;
• - inertne materije (atmosfera, gasovi, stene, itd.);
• - bioinertne materije, na primjer, tla, mulj, površinske vode, sama biosfera, odnosno složene prirodne inertne žive strukture;
• - radioaktivna supstanca;
• - rasuti atomi;
• - supstanca kosmičkog porekla.

Iako su granice biosfere prilično uske, živi organizmi unutar njih su raspoređeni vrlo neravnomjerno. Na velikim visinama iu dubinama hidrosfere i litosfere, organizmi su relativno rijetki. Život je koncentrisan uglavnom na površini Zemlje, u tlu i u prizemnom sloju okeana. Ukupna masa živih organizama procjenjuje se na 2,43 * 1012 tona. Biomasa organizama koji žive na kopnu 99,2% predstavljaju zelene biljke i 0,8% životinje i mikroorganizmi. Nasuprot tome, u okeanu biljke čine 6,3%, a životinje i mikroorganizmi 93,7% ukupne biomase. Život je fokusiran uglavnom na zemlju. Ukupna biomasa okeana je samo 0,03 1012, ili 0,13% biomase svih bića koja žive na Zemlji. Važan obrazac se uočava u distribuciji živih organizama prema sastavu vrsta. Od ukupnog broja vrsta, 21% su biljke, ali njihov doprinos ukupnoj biomasi iznosi 99%. Među životinjama, 96% vrsta su beskičmenjaci, a samo 4% su kičmenjaci, od kojih su desetina sisari. Masa žive materije je samo 0,01-0,02% inertne materije biosfere, ali igra vodeću ulogu u geohemijskim procesima. Organizmi iz okoline dobijaju supstance i energiju neophodne za metabolizam. Ograničene količine žive materije se ponovo stvaraju, transformišu i razgrađuju. Svake godine, zahvaljujući vitalnoj aktivnosti biljaka i životinja, reprodukuje se oko 10% biomase. Pored biljaka i životinja V.I. Vernadski u koncept „žive materije“ uključuje i čovečanstvo, čiji se uticaj na geohemijske procese razlikuje od uticaja drugih živih bića, prvo po svom intenzitetu, koji se povećava tokom geološkog vremena; drugo, uticaj koji ljudske aktivnosti imaju na druga živa bića.

Život na Zemlji sada u potpunosti zavisi od fotosinteze. Fiksirajući energiju sunčeve svjetlosti u produkte fotosinteze, biljke igraju kosmičku ulogu izvora energije na Zemlji. Fotosinteza se odnosi na transformaciju jednostavnih spojeva (voda, ugljični dioksid i mineralni elementi) od strane zelenih biljaka i fotosintetskih mikroorganizama uz sudjelovanje svjetlosne energije i pigmenata koji apsorbiraju svjetlost (klorofil, itd.) u složene organske tvari neophodne za život svih organizmi. Svake godine biljke formiraju do 100 milijardi tona organskih tvari i fiksiraju

9 * 1020 J energije sunčevog zračenja. Istovremeno, biljke apsorbuju do 170 milijardi tona ugljen-dioksida iz atmosfere i razgrađuju do 130 milijardi tona vode, oslobađajući do 115 milijardi tona slobodnog kiseonika.

Dakle, sve biotičke komponente ekosustava dijele se u tri glavne grupe: proizvođače (zelene biljke i organizmi koji mogu koristiti kemijsku energiju - kemosintetici), potrošače ili konzumente (mogu biti na nekoliko trofičkih nivoa) i razlagače, odnosno razarače (organizmi). , transformišući, mineralizujući organsku materiju i time zatvarajući biološki ciklus). Svi živi organizmi, na ovaj ili onaj način koristeći jedni druge, formiraju gigantski biološki ciklus biosfere. Ovaj ciklus nije u potpunosti zatvoren: pored ulaza energije (sunčeve energije), ima i izlaz - dio umiruće organske tvari, nakon razlaganja mikroorganizmima-mineralizatorima, može ući u vodene otopine i taložiti se u obliku sedimentnog stijene, a drugi dio formira naslage biogenih stijena kao što su ugalj, treset, sapropel itd.

U ovom velikom biogeohemijskom ciklusu materije i energije izdvajaju se određeniji ciklusi supstanci - voda, ugljenik, kiseonik, azot, sumpor, fosfor itd., tokom kojih dolazi do razmene hemijskih elemenata između živih organizama i neorganskih. okruženje. Postojanje ovih biogeohemijskih ciklusa određuje izgled modernih ekosistema, stabilnost i samoregulaciju biosfere u cjelini. Stoga, ma koliko bile složene i raznolike manifestacije života na Zemlji, svi oblici života su međusobno povezani kroz ciklus materije i energije.

S tim u vezi, mogu se razlikovati tri etape u evoluciji biosfere. Prva faza je bila nastanak biotičkog ciklusa, što je značilo formiranje biosfere. Druga faza je komplikacija života na planeti, zbog pojave višećelijskih organizama. Treća faza je formiranje ljudskog društva, koje svojim ekonomskim aktivnostima sve više utiče na evoluciju biosfere (noosfere). Pokušaji da se identifikuju glavne faze evolucije biosfere zaslužuju pažnju jednostavno zato što ovaj problem postavljaju kao jedan od važnih zadataka moderne teorije evolucije.

Pitanja mog sina ponekad me iznenade... Jučer je iznenada pitao šta je biosfera. Čak sam bio i zbunjen, ne znajući kako da odgovorim. Ovo je slučaj kada vam se čini da razumijete o čemu se radi, ali ne možete to jasno reći. Morao sam sjesti za kompjuter i saznati sve o ovoj ljusci Zemlje.

Koje ljuske ima Zemlja?

Naša planeta je složena, iako se to nekako zaboravlja u svakodnevnom životu. Dišemo, pijemo, jedemo i obavljamo svakodnevne aktivnosti bez razmišljanja. Odnosno, mi stalno komuniciramo sa planetom i njenim školjkama:

• gasoviti (atmosfera);
• čvrsta (litosfera);
• tečnost (hidrosfera).

Šta je biosfera

Četvrta ljuska Zemlje naziva se biosfera ili "živa ljuska". Sastoji se od dvije komponente: žive i nežive. Svi živi organizmi na planeti čine živu tvar biosfere, koja hvata dijelove druge tri ljuske. Na kraju krajeva, živi organizmi su uobičajeni u zraku, vodi, tlu i sedimentu. Možemo reći da tamo gdje prestaje život, prestaje i biosfera.

Razlika između biosfere i drugih školjki

Glavna razlika je živa materija, njena ogromna raznolikost, sposobnost samoregulacije, reprodukcije i obnavljanja.

Ovo se dešava zahvaljujući sledećim karakteristikama:

• stalna cirkulacija tvari, koju reguliraju živi organizmi;
• otvorenost ove sfere za kosmičke energije i energiju Sunca;
• sposobnost živih bića da solarnu energiju pretvaraju u druge vrste energije;
• održavanje ravnoteže u biosferi kroz raznolikost vrsta živih organizama i njihovih odnosa.

Jednostavno rečeno, živa bića sama brinu o stvaranju uslova za svoj život na planeti. Njihova je zasluga što voda i vazduh imaju sastav neophodan za život; formiraju tlo i minerale kroz međusobnu interakciju i neživu materiju.

Čovek je takođe deo biosfere. On aktivno intervenira u sve procese koji se u njemu odvijaju i koristi rezultat "rada" živih organizama za svoje potrebe, često šteti prirodi, a time i biosferi.

Biosfera je okruženje našeg života, to je priroda koja nas okružuje, o kojoj pričamo razgovornim jezikom. Osoba je - prije svega - svojim disanjem, manifestacijom njegovih funkcija, neraskidivo povezana s ovom "prirodom", čak i ako živi u gradu ili u osamljenoj kući.

V. I. Vernadsky

Biosfera(grč. bios - život, sfera - lopta, sfera) - složena vanjska ljuska Zemlje, naseljena organizmima koji zajedno čine živu materiju planete. Ovo je jedna od najvažnijih geosfera Zemlje, koja je glavna komponenta prirodnog okruženja koje okružuje ljude.

Pojam "biosfera" prvi je u nauku uveo austrijski geolog Eduard Suess 1875. On je biosferu shvatio kao tanak film života na površini Zemlje. Uloga i značaj biosfere za razvoj života na našoj planeti pokazala se tolikom da je već u prvoj trećini 20. stoljeća. pojavio se novi fundamentalni naučni pravac u prirodnim naukama - doktrina biosfere , čiji je osnivač veliki ruski naučnik V.I.

Zemlja i njeno okruženje nastali su kao rezultat prirodnog razvoja čitavog Sunčevog sistema. Prije oko 4,7 milijardi godina, planeta Zemlja nastala je od tvari plina i prašine rasutih u protosolarnom sistemu. Kao i druge planete, Zemlja prima energiju od Sunca, koja u obliku elektromagnetnog zračenja dopire do površine Zemlje. Sunčeva toplota je jedna od glavnih komponenti Zemljine klime, osnova za razvoj mnogih geoloških procesa. Ogroman toplotni tok dolazi iz dubina Zemlje.

Prema najnovijim podacima, masa Zemlje je 6x10 21 tona, zapremina - 1,083x10 12 km 3, površina - 510,2 miliona km 2. Veličina, a time i svi prirodni resursi naše planete su ograničeni.

Naša planeta ima heterogenu strukturu i sastoji se od koncentričnih školjki (geosfera) - unutrašnjih i vanjskih. Unutrašnje obuhvataju jezgro, plašt, a spoljašnje litosferu (zemljinu koru), hidrosferu, atmosferu i složenu ljusku Zemlje – biosferu.

Litosfera(grčki "lithos" - kamen) - kamena ljuska Zemlje, uključujući zemljinu koru debljine (debljine) od 6 (ispod okeana) do 80 km (planinski sistemi). Zemljina kora je sastavljena od stena. Udio raznih stijena u zemljinoj kori nije isti - više od 70% čine bazalti, graniti i druge magmatske stijene, oko 17% su stijene transformirane pod pritiskom i visokom temperaturom, a tek nešto više od 12% je sedimentno.

Zemljina kora je najvažniji resurs za čovečanstvo. Sadrži zapaljive minerale (ugalj, naftu, uljni škriljci), rude (gvožđe, aluminijum, bakar, kositar, itd.) i nemetalne (fosforiti, apatiti itd.) minerale, prirodne građevinske materijale (vapnenac, pesak, šljunak i itd.).

Hidrosfera(grčki "gidorah" - voda) - vodena ljuska Zemlje. Dijeli se na površinsku i podzemnu.

Površinska hidrosfera- vodeni omotač površinskog dijela Zemlje. Uključuje vode okeana, mora, jezera, rijeka, rezervoara, močvara, glečera, snježnih pokrivača itd. Sve ove vode se trajno ili privremeno nalaze na površini zemlje i nazivaju se površinskim vodama.

Površinska hidrosfera ne čini neprekidan sloj i povremeno prekriva površinu zemlje za 70,8%.

Podzemna hidrosfera- obuhvata vode koje se nalaze u gornjem dijelu zemljine kore. Zovu se podzemni. Podzemna hidrosfera je odozgo ograničena površinom zemlje, njena donja granica se ne može pratiti, jer hidrosfera prodire veoma duboko u debljinu zemljine kore.

U odnosu na zapreminu globusa, ukupna zapremina hidrosfere ne prelazi 0,13%. Glavni dio hidrosfere (96,53%) je Svjetski okean. Podzemne vode zauzimaju 23,4 miliona km 2, ili 1,69% ukupne zapremine hidrosfere, ostalo vode iz rijeka, jezera i glečera.

Više od 98% svih vodnih resursa Zemlje su slane vode okeana, mora itd. Ukupna zapremina slatke vode na Zemlji je 28,25 miliona km 3, ili oko 2% ukupne zapremine hidrosfere. Najveći dio slatke vode koncentriran je u glečerima, čije se vode još uvijek vrlo malo koriste. Ostatak slatkih voda pogodnih za vodosnabdijevanje čini 4,2 miliona km3 vode, ili samo 0,3% zapremine hidrosfere.

Hidrosfera igra veliku ulogu u oblikovanju prirodnog okruženja naše planete. Također vrlo aktivno utječe na atmosferske procese (zagrijavanje i hlađenje zračnih masa, njihovo zasićenje vlagom itd.).

Atmosfera(grčki "atmos" - para) - plinoviti omotač Zemlje, koji se sastoji od mješavine raznih plinova, vodene pare i prašine. Ukupna masa atmosfere je 5,15-10 15 tona Na nadmorskoj visini od 10 do 50 km, sa maksimalnom koncentracijom na visini od 20-25 km, nalazi se sloj ozona koji štiti Zemlju od prekomjernog ultraljubičastog zračenja. što je pogubno za organizme.

Atmosfera fizički, hemijski i mehanički utiče na litosferu, regulišući raspodelu toplote i vlage. Vrijeme i klima na Zemlji zavise od raspodjele topline, pritiska i sadržaja vodene pare u atmosferi. Vodena para apsorbuje sunčevo zračenje, povećava gustinu vazduha i izvor je svih padavina. Atmosfera podržava različite oblike života na Zemlji.

U formiranju prirodnog okruženja Zemlje značajna je uloga troposfere (donji sloj atmosfere do visine od 8-10 km u polarnim, 10-12 km u umerenim i 16-18 km u tropskim geografskim širinama) i, u manjoj mjeri stratosfera, područje hladnog razrijeđenog suvog zraka debljine oko 20 km. Meteoritska prašina kontinuirano pada kroz stratosferu, u nju se izbacuje vulkanska prašina, au prošlosti proizvodi nuklearnih eksplozija u atmosferi.

U troposferi se dešavaju globalna vertikalna i horizontalna kretanja zračnih masa, koja u velikoj mjeri određuju ciklus vode, razmjenu topline i prekogranični transport čestica prašine i zagađenja.

Atmosferski procesi su usko povezani s procesima koji se odvijaju u litosferi i vodenoj ljusci.

U atmosferske pojave spadaju: padavine, oblaci, magla, grmljavina, led, peščana (peščana) oluja, oluja, mećava, mraz, rosa, mraz, poledica, aurora itd.

Atmosfera, hidrosfera i litosfera usko su u međusobnoj interakciji. Gotovo svi površinski egzogeni geološki procesi uzrokovani su ovom interakcijom i obično se odvijaju u biosferi.

Biosfera- vanjski omotač Zemlje, koji uključuje dio atmosfere do visine od 25-30 km (do ozonskog omotača), gotovo cijelu hidrosferu i gornji dio litosfere do dubine od približno 3 km. Posebnost ovih dijelova je da ih naseljavaju živi organizmi koji čine živu materiju planete. Interakcija abiotskog dijela biosfere - zraka, vode i stijena i organske tvari - biote odredila je formiranje tla i sedimentnih stijena. Potonji, prema V.I. Vernadskom, nose tragove aktivnosti drevnih biosfera koje su postojale u prošlim geološkim erama.