A Föld bolygó csodálatos és egyedülálló. Több héjból áll: légkör, hidroszféra, bioszféra, litoszféra, piroszféra és centroszféra. Más bolygókkal ellentétben a Földet növények, állatok, emberek, mikroorganizmusok stb. lakják. Minden élő szervezet alkotja a bioszférát. Ez a héj magában foglalja a légkör és a litoszféra egy részét, valamint az egész hidroszférát. Ebben a cikkben megvizsgáljuk, mi a bioszféra, mik az összetevői és funkciói.

A fogalom meghatározása

Annak ellenére, hogy ma szinte mindenki tudja, mi az a bioszféra, ennek a fogalomnak a meghatározását csak 1875-ben vezette be a tudományos forgalomba az osztrák geológus, Eduard Suess („A Föld arca”). A következő fél évszázadban azonban csak szűk körökben használták ezt a kifejezést.

1926-ban a híres orosz tudós, V. I. Vernadsky kiadta a „Bioszféra” című könyvet. Ebben a munkájában az élő szervezetek geológiai folyamatokban betöltött szerepét támasztotta alá. V. I. Vernadsky volt az, aki először meghatározta, mi a bioszféra, és miben különbözik a Föld többi héjától. Megmutatta, hogy ez egy dinamikus, aktív rendszer, amelyben élőlények laknak és irányítanak.

Ma a tudományban a „bioszféra” fogalmának csak egy általánosan elfogadott meghatározása létezik. Ez a Föld bolygó héja, amelyet élő szervezetek laknak. A bioszféra különleges helyet foglal el a többi geoszférához képest. Ez annak a ténynek köszönhető, hogy csak ennek a héjnak a határain belül nyilvánul meg minden élőlény geológiai tevékenysége.

A bioszféra határai

A bioszféra lefedi a litoszféra felső régióját (kb. 7,5 km), a légkör alsó határát (15-20 km) és a teljes hidroszférát.

A litoszféra bolygónk kemény héja. Lefedi a teljes földkérget és a felső köpeny egy részét. A legtöbb élő szervezet a talajban legfeljebb 1 m mélységben található, azonban néhány baktérium mélyen behatol a litoszférába (akár 4 km-re).

A hidroszféra a Föld bolygó vizes héja. Az óceánok, tengerek, folyók, tavak és egyéb víztestek összességét képviseli. Ezt a héjat teljesen élő szervezetek fejlesztették ki és népesítik be. Legtöbbjük akár 200 m mélységben is él, néhány faj azonban még a Világóceán fenekén is él (kb. 12 km).

A légkör bolygónk gáznemű héja. Nitrogénből, oxigénből, ózonból és szén-dioxidból áll. A bioszféra csak a légkör legalsó rétegeit foglalja magában. Ennek oka az a tény, hogy bizonyos rovar- és madárfajok akár 5 km-es magasságba is felemelkedhetnek a földfelszín fölé.

A bioszféra összetevői

A bioszféra 4 komponensből áll (V. I. Vernadsky által javasolt osztályozás):

• Élő anyag. Mennyisége a bioszféra tömegének körülbelül 0,25%-a. Ez az anyag a bolygó összes élő szervezetét képviseli. Négy birodalomba sorolhatók: baktériumok, növények, gombák és állatok. Az élőanyagot jelentős energia jellemzi, mobilitás és folyamatos generációváltás jellemzi, melynek köszönhetően minden összetevője folyamatosan megújul.
• Biogén anyag. Ez mindaz, ami az élőlények élete során keletkezik, és állati és növényi maradványokból áll (mészkövek, olaj, légköri gázok, tőzeg stb.). Minden biogén komponens hatékony energiaforrásként szolgál.
• Inert anyag. Ezek olyan elemek, amelyek kialakulásában élőlények és mikroorganizmusok nem vesznek részt (sziklák, láva stb.).
• Bioinert anyag. Ezek a bioszféra olyan összetevői, amelyek élő szervezetek és abiogén folyamatok (talaj, agyag, üledékes kőzetek, mállási kéreg, víz stb.) együttes tevékenysége révén jönnek létre.

A bioszféra jellemzői és funkciói

A bioszférának, mint más fontos természeti rendszereknek, számos funkciója van. Nézzük ezek közül a legfontosabbakat.

• Integritás. A bioszféra egy központosított rendszer, melynek fő eleme az élő anyag. Minden alkotóeleme szorosan összefügg egymással és folyamatosan kölcsönhatásban van. Ennek eredményeként egy elem változása az egész rendszer átstrukturálásához vezet.
• Önszabályozás. A bioszférát a homeosztázisnak nevezett folyamat jellemzi. Lehetővé teszi a rendszer számára, hogy önállóan karbantartsa és szabályozza állapotát.
• Fenntarthatóság. A bioszféra azon képessége, hogy külső tényezők hatására megőrizze tulajdonságait és jellemzőit. Ez a funkció lehetővé teszi, hogy a rendszer megtartsa jelenlegi állapotát, és sokk után visszatérjen eredeti állapotába.

A bioszféra egyik fő jellemzője és jellemzője a sokféleség. A rendszerben a különböző biológiai fajok jelenléte miatt mindig versenyhangulat uralkodik, amely védelmet nyújt a külső hatásokkal szemben.

Az élő anyag funkciói

Ma a tudomány biztosan tudja, mi a bioszféra. A biológiában fő összetevője - az élő anyag - a legfontosabb kategória. Tekintsük a bioszféra ezen rendszeralkotó elemének funkcióit.

• Gáz. Ez a funkció szorosan összefügg az anyagcsere és a légzés folyamatával. Ezen gázreakciók során oxigén, szén-dioxid stb. szívódik fel és szabadul fel. Ennek a funkciónak köszönhetően alakult ki a levegő modern összetétele.
• Energia. Ez a funkció a fotoszintézis folyamatán – a napenergia élő anyag általi elnyelésén és annak átvitelén – alapul.
• Redox. Ez a funkció a különböző oxidációs szintű atomokat tartalmazó anyagok kémiai tulajdonságainak megváltoztatására szolgál. Az ilyen reakciók a biológiai anyagcsere alapját képezik.
• Megsemmisítési funkció. Ez az a folyamat, amikor az organizmusok elpusztulásuk után ásványi anyagokká bomlanak.
• Koncentráció. Ez az atomok felhalmozódásának és mozgásának folyamata.

Az élő anyag értelme

• A napenergia felhalmozódása és átalakítása (kémiai, mechanikai, termikus, elektromos stb.).
• A legtöbb ásvány és kőzet képződése az élő szervezetek létfontosságú tevékenységének eredménye.
• A kémiai elemek felhalmozódása. Az élő szervezetek fontos összetevőket (vas, magnézium, réz, nátrium) halmoznak fel testük szöveteiben és a környezetben.
• A legtöbb kémiai elem körforgása a bioszférán keresztül megy végbe.
• Hatalmas hatással van a talaj, a légkör és a hidroszféra összetételére.
• Egyes kémiai összetevők és vegyületek csak élő szervezetekben létezhetnek.

A bioszféra alatt a bolygó összes élő szervezetének összességét értjük. A Föld minden szegletében laknak: az óceánok mélyétől, a bolygó belétől a légtérig, ezért sok tudós az élet szférájának nevezi ezt a héjat. Maga az emberi faj él benne.

A bioszféra összetétele

A bioszférát bolygónk legglobálisabb ökoszisztémájának tekintik. Több gömbből áll. Magában foglalja, vagyis a Föld összes vízkészletét és tározóját. Ezek a Világóceán, a felszín alatti és a felszíni vizek. A víz egyszerre sok élőlény élettere és az élethez szükséges anyag. Számos folyamat lefolyását biztosítja.

A bioszféra légkört tartalmaz. Különféle organizmusok vannak benne, és maga is különféle gázokkal telített. Különösen értékes az oxigén, amely minden szervezet életéhez szükséges. A légkör a természetben is létfontosságú szerepet játszik, befolyásolja az időjárást és az éghajlatot.

A litoszféra, nevezetesen a földkéreg felső rétege a bioszféra része. Élő szervezetek lakják. Így a Föld mélyén rovarok, rágcsálók és más állatok élnek, növények nőnek, a felszínen emberek élnek.

A világ és a bioszféra legfontosabb lakói. Hatalmas helyet foglalnak el nemcsak a talajon, hanem sekélyen az altalajban is, víztesteket laknak és a légkörben is megtalálhatók. A növényformák változatosak: a moháktól, zuzmóktól és gyógynövényektől a cserjékig és fákig. Ami az állatokat illeti, a legkisebb képviselők az egysejtű mikrobák és baktériumok, a legnagyobbak pedig a szárazföldi és tengeri lények (elefántok, medvék, orrszarvúak, bálnák). Mindegyikük sokféle, és minden faj fontos bolygónk számára.

A bioszféra jelentősége

A bioszférát minden történelmi korszakban különböző tudósok tanulmányozták. V.I. nagy figyelmet szentelt ennek a kagylónak. Vernadszkij. Úgy vélte, hogy a bioszférát azok a határok határozzák meg, amelyeken belül az élő anyag él. Érdemes megjegyezni, hogy minden összetevője össze van kapcsolva, és az egyik területen bekövetkező változások az összes héj változásához vezetnek. A bioszféra létfontosságú szerepet játszik az energiaáramlások elosztásában a bolygón.

Így a bioszféra az emberek, állatok és növények élettere. Olyan alapvető anyagokat és természeti erőforrásokat tartalmaz, mint a víz, oxigén, föld és mások. Az emberek jelentős hatással vannak rá. A bioszférában a természetben elemek körforgása zajlik, az élet javában zajlik, és a legfontosabb folyamatok zajlanak.

Emberi hatás a bioszférára

Az emberiség bioszférára gyakorolt ​​hatása kétértelmű. Az antropogén tevékenységek minden évszázaddal intenzívebbé, pusztítóbbá és nagyobb léptékűvé válnak, így az emberek nemcsak lokális, hanem globális környezeti problémák kialakulásához is hozzájárulnak.

A bioszférára gyakorolt ​​emberi befolyás egyik eredménye a bolygó növény- és állatvilágának számának csökkenése, valamint számos faj eltűnése a Föld színéről. Például a növényállomány szűkül a mezőgazdasági tevékenységek és az erdőirtás miatt. Sok fa, cserje és fű másodlagos, vagyis az elsődleges növénytakaró helyett új fajokat telepítettek. Az állatpopulációkat viszont nem csak élelmezés céljából pusztítják el a vadászok, hanem azért is, hogy értékes bőröket, csontokat, cápauszonyokat, elefánt agyarakat, orrszarvúk szarvát és különféle testrészeit a feketepiacon értékesítsék.

Az antropogén tevékenység meglehetősen erősen befolyásolja a talajképződés folyamatát. Így a szántóföldek szél- és vízerózióhoz vezetnek. A növénytakaró összetételének megváltozása azt eredményezi, hogy más fajok is részt vesznek a talajképződés folyamatában, és ezért más típusú talaj képződik. A különböző műtrágyák mezőgazdasági felhasználása, valamint a szilárd és folyékony hulladék talajba juttatása következtében a talaj fizikai és kémiai összetétele megváltozik.

A demográfiai folyamatok negatív hatással vannak a bioszférára:

• a bolygó népessége növekszik, egyre több természeti erőforrást fogyaszt;
• az ipari termelés mértéke növekszik;
• több a hulladék;
• A mezőgazdasági területek területe növekszik.

Érdemes megjegyezni, hogy az emberek hozzájárulnak a bioszféra minden rétegének szennyezéséhez. Manapság nagyon sokféle szennyezőforrás létezik:

• járművek kipufogógázai;
• tüzelőanyag elégetése során felszabaduló részecskék;
• radioaktív anyagok;
• kőolajtermékek;
• kémiai vegyületek kibocsátása a levegőbe;
• települési szilárd hulladék;
• peszticidek, ásványi műtrágyák és mezőgazdasági vegyszerek;
• piszkos szennyvíz mind az ipari, mind az önkormányzati vállalkozásokból;
• elektromágneses eszközök;
• nukleáris üzemanyag;
• vírusok, baktériumok és idegen mikroorganizmusok.

Mindez nemcsak az ökoszisztémák változásához és a földi biológiai sokféleség csökkenéséhez vezet, hanem klímaváltozáshoz is. Az emberi faj bioszférára gyakorolt ​​hatása miatt a gleccserek olvadása, valamint az óceánok és tengerek szintjének változása, savas csapadék stb.

Idővel a bioszféra egyre instabilabbá válik, ami sok ökoszisztéma pusztulásához vezet a bolygón. Számos tudós és közéleti személyiség szorgalmazza az emberi közösség természetre gyakorolt ​​hatásának csökkentését, hogy megóvja a Föld bioszféráját a pusztulástól.

A bioszféra anyagösszetétele

A bioszféra összetétele többféle nézőpontból szemlélhető. Ha az anyagösszetételről beszélünk, akkor hét különböző részből áll:

• Az élő anyag a bolygónkon élő élőlények összessége. Elemi összetételűek, más héjakhoz képest kis tömegűek, napenergiával táplálkoznak, elosztva azt környezetükben. Minden élőlény erős geokémiai erőt alkot, amely egyenlőtlenül oszlik el a Föld felszínén.
• Biogén anyag. Ezek azok az ásványi-szerves és tisztán szerves összetevők, amelyeket élőlények hoztak létre, nevezetesen a fosszilis tüzelőanyagok.
• Inert anyag. Ezek olyan szervetlen erőforrások, amelyek élőlények részvétele nélkül, önmagukban keletkeznek, azaz kvarchomok, különféle agyagok, valamint vízkészletek.
• Élő és inert komponensek kölcsönhatásával nyert bioinert anyag. Ezek üledékes eredetű talaj és kőzetek, légkör, folyók, tavak és egyéb felszíni vizek.
• Radioaktív anyagok, mint például az urán, rádium, tórium elemek.
• Szórt atomok. Földi eredetű anyagokból képződnek, amikor kozmikus sugárzás befolyásolja őket.
• Kozmikus anyag. A világűrben keletkezett testek és anyagok a földre esnek. Ezek lehetnek meteoritok vagy kozmikus por töredékei.

A bioszféra rétegei

Érdemes megjegyezni, hogy a bioszféra összes héja állandó kölcsönhatásban van, ezért néha nehéz megkülönböztetni egy adott réteg határait. Az egyik legfontosabb héj az aeroszféra. Körülbelül 22 km-es szintre emelkedik a talaj felett, ahol még mindig élnek élőlények. Általában ez az a légtér, ahol minden élő szervezet él. Ez a héj nedvességet, napenergiát és légköri gázokat tartalmaz:

• oxigén;
• ózon;
• argon;
• nitrogén;
• vízgőz

A légköri gázok száma és összetétele az élőlények befolyásától függ.

A geoszféra a bioszféra szerves része, magában foglalja a Föld felszínén élő élőlények összességét. Ez a szféra magában foglalja a litoszférát, a növény- és állatvilágot, a talajvizet és a föld gázburkáját.

A bioszféra jelentős rétege a hidroszféra, vagyis minden talajvíz nélküli víztest. Ez a héj magában foglalja a Világóceánt, a felszíni vizeket, a légköri nedvességet és a gleccsereket. Az egész vízi szférát élőlények lakják – a mikroorganizmusoktól az algákig, halakig és állatokig.

Ha részletesebben beszélünk a Föld szilárd héjáról, akkor az talajból, kőzetekből és ásványokból áll. Helyi környezettől függően különböző típusú talajok léteznek, amelyek kémiai és szerves összetételükben különböznek, és környezeti tényezőktől (növényzet, víztestek, élővilág, antropogén hatás) függnek. A litoszféra hatalmas számú ásványból és kőzetből áll, amelyek egyenlőtlen mennyiségben vannak jelen a Földön. Jelenleg több mint 6 ezer ásványt fedeztek fel, de csak 100-150 faj a leggyakoribb a bolygón:

• kvarc;
• földpát;
• olivin;
• apatitok;
• gipsz;
• karnallit;
• mészpát;
• foszforitok;
• szilvinit stb.

A kőzetek mennyiségétől és gazdasági felhasználásától függően egyesek értékesek, különösen a fosszilis tüzelőanyagok, fémércek és drágakövek.

Ami a növény- és állatvilágot illeti, ez egy olyan héj, amely különböző források szerint 7-10 millió fajt tartalmaz. Feltehetően mintegy 2,2 millió faj él a Világóceán vizeiben, és mintegy 6,5 millió a szárazföldön. Az állatvilágnak körülbelül 7,8 millió képviselője él a bolygón, és az összes ismert élőlényfaj közül körülbelül 1 millió növényt írtak le, így az emberiségnek több száz évbe telik, hogy mindent felfedezzen és leírjon. létező fajok a bolygón.

A bioszféra kapcsolata a Föld többi héjával

A bioszféra minden összetevője szoros kapcsolatban áll a Föld többi héjával. Ez a megnyilvánulás a biológiai körforgásban látható, amikor az állatok és az emberek szén-dioxidot bocsátanak ki, azt a növények felszívják, és a fotoszintézis során oxigént szabadítanak fel. Ez a két gáz tehát folyamatosan szabályozott a légkörben a különböző szférák kölcsönhatásai miatt.

Az egyik példa a talaj – a bioszféra más kagylókkal való kölcsönhatásának eredménye. Ebben a folyamatban vesznek részt élőlények (rovarok, rágcsálók, hüllők, mikroorganizmusok), növények, víz (talajvíz, csapadék, tározók), légtömeg (szél), talajképző kőzetek, napenergia, klíma. Mindezek az összetevők lassan kölcsönhatásba lépnek egymással, ami hozzájárul a talaj kialakulásához, átlagosan évi 2 milliméterrel.

Amikor a bioszféra összetevői kölcsönhatásba lépnek az élő kagylókkal, kőzetek keletkeznek. Az élőlények litoszférára gyakorolt ​​​​hatása következtében szén-, kréta-, tőzeg- és mészkőlerakódások képződnek. Az élőlények, a hidroszféra, a sók és ásványok, valamint egy bizonyos hőmérséklet kölcsönös hatására korallok keletkeznek, amelyekből viszont korallzátonyok, szigetek jelennek meg. Ez lehetővé teszi a Világóceán vizeinek sóösszetételének szabályozását is.

Különféle domborzati formák a bioszféra és a föld más rétegei közötti kapcsolat közvetlen következményei: a légkör, a hidroszféra és a litoszféra. Ezt vagy azt a domborzati formát befolyásolja a terület vízjárása és a csapadék, a légtömegek jellege, a napsugárzás, a levegő hőmérséklete, milyen növényfajok teremnek itt, milyen állatok élnek ezen a területen.

A bioszféra jelentősége a természetben

A bioszféra, mint a bolygó globális ökoszisztémája fontosságát nem lehet túlbecsülni. Az összes élőlény héjának funkciói alapján megérthetjük annak jelentőségét:

• Energia. A növények közvetítő szerepet töltenek be a Nap és a Föld között, és energiát kapva ennek egy része eloszlik a bioszféra összes eleme között, egy része pedig tápanyagok képzésére szolgál.
• Gáz. Szabályozza a különböző gázok mennyiségét a bioszférában, azok eloszlását, átalakulását és migrációját.
• Koncentráció. Minden élőlény szelektíven vonja ki a biogén összetevőket, így azok előnyösek és veszélyesek is lehetnek.
• Pusztító. Ez az ásványok és kőzetek, szerves anyagok pusztulása, ami hozzájárul a természetben az elemek új forgalmához, melynek során új élő és élettelen anyagok jelennek meg.
• Környezetformáló. Befolyásolja a környezeti viszonyokat, a légköri gázok, az üledékes eredetű kőzetek és a talajréteg összetételét, a vízi környezet minőségét, valamint a bolygó anyagi egyensúlyát.

A bioszféra szerepét sokáig alábecsülték, mivel más szférákkal összehasonlítva a bolygó élőanyagának tömege nagyon kicsi. Ennek ellenére az élőlények a természet hatalmas ereje, amely nélkül számos folyamat, valamint maga az élet lehetetlen lenne. Az élőlények tevékenységének, egymás közötti kölcsönhatásainak, élettelen anyagra gyakorolt ​​hatásának folyamatában kialakul maga a természeti világ és a bolygó megjelenése.

Vernadsky szerepe a bioszféra tanulmányozásában

A bioszféra elméletét először Vlagyimir Ivanovics Vernadszkij dolgozta ki. Elszigetelte ezt a héjat a többi földi szférától, frissítette jelentését, és bemutatta, hogy ez egy nagyon aktív szféra, amely megváltoztatja és befolyásolja az összes ökoszisztémát. A tudós egy új tudományág - a biogeokémia - alapítója lett, amely alapján a bioszféra tanát alátámasztották.

Az élő anyagot tanulmányozva Vernadsky arra a következtetésre jutott, hogy a domborzat, az éghajlat, a légkör, az üledékes eredetű kőzetek minden formája minden élő szervezet tevékenységének eredménye. Ebben az egyik kulcsszerepet azok az emberek kapják, akik óriási befolyást gyakorolnak számos földi folyamat lefolyására, lévén egy bizonyos elem, amely egy bizonyos erővel rendelkezik, amely megváltoztathatja a bolygó arculatát.

Vlagyimir Ivanovics bemutatta az összes élőlény elméletét a „Bioszféra” (1926) című munkájában, amely hozzájárult egy új tudományos terület kialakulásához. Az akadémikus munkájában a bioszférát, mint integrált rendszert mutatta be, bemutatta összetevőit és azok kapcsolatait, valamint az ember szerepét. Amikor az élő anyag kölcsönhatásba lép az inert anyaggal, számos folyamat érintett:

• geokémiai;
• biológiai;
• biogén;
• geológiai;
• atomok migrációja.

Vernadsky felvázolta, hogy a bioszféra határai az élet létezésének terepe. Fejlődését az oxigén és a levegő hőmérséklete, a víz és az ásványi anyagok, a talaj és a napenergia befolyásolja. A tudós azonosította a bioszféra fentebb tárgyalt fő összetevőit is, és azonosította a főt - az élő anyagot. Megfogalmazta a bioszféra összes funkcióját is.

Vernadszkij lakókörnyezetről szóló tanításának főbb rendelkezései között a következő téziseket lehet megkülönböztetni:

• a bioszféra lefedi a teljes vízi környezetet az óceán mélyéig, magában foglalja a föld felszíni rétegét 3 kilométerig és a légteret a troposzféra határáig;
• megmutatta a bioszféra és a többi héj közötti különbséget dinamizmusában és minden élő szervezet állandó tevékenységében;
• ennek a héjnak a sajátossága az élő és élettelen természet elemeinek folyamatos keringésében rejlik;
• az élő anyag tevékenysége jelentős változásokhoz vezetett az egész bolygón;
• a bioszféra létezését a Föld csillagászati ​​helyzete (a Naptól való távolság, a bolygó tengelyének dőlése) határozza meg, amely meghatározza az éghajlatot és a bolygó életciklusainak lefolyását;
• A napenergia a bioszféra minden élőlényének életforrása.

Talán ezek azok a kulcsfogalmak a lakókörnyezetről, amelyeket Vernadsky tanításában lefektetett, bár művei globálisak és további megértést igényelnek, ma is aktuálisak. Más tudósok kutatásának alapjává váltak.

Következtetés

Összefoglalva érdemes megjegyezni, hogy a bioszférában az élet eltérően és egyenetlenül oszlik el. Számos élő szervezet él a Föld felszínén, legyen az vízi vagy szárazföldi. Minden lény érintkezésbe kerül vízzel, ásványokkal és a légkörrel, folyamatos kapcsolatban áll velük. Ez biztosítja az élet optimális feltételeit (oxigén, víz, fény, hő, tápanyagok). Minél mélyebbre kerül az óceán vizébe vagy a föld alá, annál monotonabb az élet. Az élőanyag is elterjed egy területen, és érdemes figyelni az életformák sokféleségére a Föld felszínén. Ennek az életnek a megértéséhez több mint egy tucat évre vagy akár több százra lesz szükségünk, de meg kell becsülnünk a bioszférát és meg kell védenünk a mai káros emberi befolyásunktól.

Mi a bioszféra, és miben különbözik a Föld többi rétegétől?

bioszféra természetes védelme

A Földnek 6 héja van: légkör, hidroszféra, bioszféra, litoszféra, piroszféra és centroszféra.

A légkör a Föld külső gáznemű héja. Alsó határa a litoszférán és a hidroszférán, a felső határa pedig 1000 km-es magasságban húzódik. A légkör troposzférára (mozgó réteg), sztratoszférára (a troposzféra feletti réteg) és ionoszférára (felső réteg) oszlik. A troposzféra átlagos magassága 10 km. Tömege a légkör teljes tömegének 75%-át teszi ki. A troposzférában a levegő vízszintes és függőleges irányban is mozog. A sztratoszféra 80 km-rel a troposzféra fölé emelkedik. Csak vízszintes irányban mozgó levegője rétegeket alkot. Még feljebb nyúlik az ionoszféra, amely arról kapta a nevét, hogy levegője folyamatosan ionizálódik ultraibolya és kozmikus sugárzás hatására.

A hidroszféra a Föld felszínének 71%-át foglalja el. Átlagos sótartalma 35 g/l. Az óceán felszínének hőmérséklete 3-32 °C, sűrűsége körülbelül 1. A napfény 200 m mélységig, az ultraibolya sugarak pedig 800 m mélységig hatolnak be.

A bioszféra vagy életszféra egyesül a légkörrel, a hidroszférával és a litoszférával. Felső határa a troposzféra felső rétegeit éri el, alsó határa az óceáni medencék alján húzódik. A bioszféra a növények szférájára (több mint 500 000 faj) és az állatok szférájára (több mint 1 000 000 faj) oszlik.

A litoszféra a Föld 40-100 km vastag sziklás héja. Magában foglalja a kontinenseket, a szigeteket és az óceánok fenekét. A kontinensek átlagos tengerszint feletti magassága: Antarktisz - 2200 m, Ázsia - 960 m, Afrika - 750 m, Észak-Amerika - 720 m, Dél-Amerika - 590 m, Európa - 340 m, Ausztrália - 340 m.

A litoszféra alatt található a piroszféra - a Föld tüzes héja. Hőmérséklete körülbelül 1°C-kal növekszik minden 33 méteres mélységben. A magas hőmérséklet és a nagy nyomás miatt a jelentős mélységben lévő kőzetek valószínűleg olvadt állapotban lesznek.

A centoszféra vagy a Föld magja nem 1800 km mélységben található. A legtöbb tudós szerint vasból és nikkelből áll. A nyomás itt eléri a 300 000 000 000 Pa-t (3 000 000 atmoszférát), a hőmérséklet több ezer fokos A mag állapota még nem ismert.

A Föld tüzes gömbje tovább hűl. A kemény héj sűrűsödik, a tüzes héj sűrűsödik. Egy időben ez szilárd kőtömbök - kontinensek - kialakulásához vezetett. A tüzes szféra befolyása azonban a Föld bolygó életére még mindig nagyon nagy. A kontinensek és óceánok körvonalai, az éghajlat és a légkör összetétele többször változott.

Az exogén és endogén folyamatok folyamatosan változtatják bolygónk szilárd felszínét, ami viszont aktívan befolyásolja a Föld bioszféráját.

A bioszférában minden folyamat az élő szervezetek közvetlen befolyása alatt megy végbe. A bioszféra a litoszféra, a hidroszféra és az atmoszféra találkozásánál helyezkedik el, 11 km mélységtől a Földbe és 33 km-re a Föld felett. Az összes ismert kémiai elemet magába foglaló élő szervezetek életfolyamataik során energiát alakítanak át. Minden élőlény öt birodalomra oszlik: baktériumok, algák, gombák, növények és állatok.

A modern tudomány úgy véli, hogy körülbelül 1 milliárd évvel ezelőtt az élőlények a növények és állatok birodalmára osztották fel. A köztük lévő különbségek három csoportra oszthatók: 1) a sejtek szerkezete és növekedési képessége szerint; 2) a táplálkozás módja szerint; 3) a mozgásképesség szerint. Az állati sejtekben centriolok vannak, de nincs klorofill vagy sejtfal, amely megakadályozná az alakváltozást. A legtöbb növény az élethez szükséges anyagokat az ásványi vegyületek felszívódása révén szerzi be. Az állatok olyan kész szerves vegyületekkel táplálkoznak, amelyeket a növények a fotoszintézis folyamata során hoznak létre. A növények és állatok osztályozása megkülönböztető jellemzőik szerint épül fel. A fajt a fő szerkezeti egységként ismerték el, és a magasabb szintek egymás után a nemzetségből, a rendből és az osztályból álltak.

A Földön 500 ezer növényfaj és 1,5 millió állatfaj él, köztük 70 ezer gerinces, körülbelül 16 ezer madár, 12 540 emlősfaj. A különféle életformák ilyen rendszerezése megteremtette az élő anyag egészének tanulmányozásának előfeltételeit, amelyet először a kiváló orosz tudós, Vlagyimir Ivanovics Vernadszkij végzett el a bioszféráról szóló tanában. Vernadsky bioszféra-doktrínájának fő következtetései a következőkre oszlanak:

• 1. Az integritás elve kimondja, hogy a bioszféra és az élet egységes egészként létezik. Az élet a harmonikus kozmikus mechanizmus szükséges és természetes része.
• 2. A bioszféra harmóniájának elve szervezettségében, harmóniájában, a benne élő és élettelen alkotóelemek elválaszthatatlan kapcsolatában rejlik.
• 3. Az élőlények Föld evolúciójában betöltött szerepének jelentőségének elve kimondja, hogy a Föld felszínén nincs olyan kémiai erő, amely állandóan aktívabb és végső következményeiben erősebb, mint az élőlények összességében. A Föld égitestként való megjelenését valójában az élet alakítja.
• 4. A bioszféra fő feladata, hogy a napenergiát a Föld hatékony energiájává alakítsa. A kozmikus energia az élet kialakulását idézi elő, ami a szaporodás útján valósul meg.
• 5. A tehetetlenség szabálya az élet elterjedése a Föld felszínén annak geokémiai energiájának megnyilvánulása miatt. A kis szervezetek sokkal gyorsabban szaporodnak, mint a nagyok.
• 6. A takarékosság törvénye az egyszerű kémiai testek élőanyag általi használatában kimondja, hogy miután egy elem a testbe kerül, egy hosszú állapotsoron megy keresztül, és ezzel egyidejűleg a test csak a szükséges mennyiségű elemet viszi be.
• 7. Az élet határait a szervezetet felépítő vegyületek fizikai és kémiai tulajdonságai, bizonyos környezeti feltételek mellett elpusztíthatatlanságuk határozzák meg. A maximális életteret az élőlények túlélési határai határozzák meg. Az élet felső határát a sugárzási energia határozza meg, amelynek jelenléte kizárja az életet, és amelytől az ózonpajzs véd. Az alsó határ a magas hőmérséklet eléréséhez kapcsolódik. Például a 430°-os élettartam-hőmérséklet-intervallum (-250°C-tól +180°C-ig) a korlátozó termikus mező.
• 8. Az élet fokozatosan, lassan alkalmazkodva elfoglalta a bioszférát, és ez a befogás nem ért véget. Az élet stabilitásának mezeje az idők folyamán történő alkalmazkodás eredménye.

A bioszféra V.I. Vernadsky, a földkéreg szervezett, határozott héja, amely az élethez kapcsolódik. A bioszféra határait mindenekelőtt az élet létezésének mezeje korlátozza. A bioszféra nem csak a Föld egyik meglévő héja, mint a litoszféra, a hidroszféra vagy a légkör. A fő különbség a bioszféra között az, hogy szervezett héj. Élni azt jelenti, hogy szervezettnek lenni – jegyezte meg V.I. Vernadsky, és ez a bioszféra mint a Föld szervezett héja koncepciójának lényege.

V.I. Vernadsky szerint a bioszféra anyaga fizikai és kémiai összetételében heterogén, nevezetesen:

• - élő anyag - élő szervezetek gyűjteménye;
• - biogén anyag - az atomok folyamatos biogén áramlása az élő anyagból a bioszféra közvetett anyagába és vissza;
• - inert anyagok (légkör, gázok, kőzetek stb.);
• - bioinert anyagok, például talajok, iszapok, felszíni vizek, maga a bioszféra, azaz összetett természetes inert-élő struktúrák;
• - radioaktív anyag;
• - szórt atomok;
• - kozmikus eredetű anyag.

Bár a bioszféra határai meglehetősen szűkek, az élő szervezetek bennük nagyon egyenetlenül oszlanak el. Nagy magasságban és a hidroszféra és a litoszféra mélyén az élőlények viszonylag ritkák. Az élet főként a Föld felszínén, a talajban és az óceán felszínközeli rétegében koncentrálódik. Az élő szervezetek teljes tömegét 2,43 * 1012 tonnára becsülik. A szárazföldön élő szervezetek biomasszáját 99,2%-ban zöld növények, 0,8%-ban állatok és mikroorganizmusok adják. Ezzel szemben az óceánban a növények adják a teljes biomasszának 6,3%-át, az állatok és mikroorganizmusok pedig 93,7%-át. Az élet elsősorban a szárazföldre összpontosul. Az óceán teljes biomasszája mindössze 0,03 1012, vagyis a Földön élő összes élőlény biomasszájának 0,13%-a. Fontos mintázat figyelhető meg az élő szervezetek fajösszetétel szerinti megoszlásában. Az összes fajszám 21%-a növény, de a teljes biomasszához való hozzájárulásuk 99%. Az állatok között a fajok 96%-a gerinctelen, és csak 4%-a gerinces, ennek egytizede emlős. Az élőanyag tömege a bioszféra inert anyagának mindössze 0,01-0,02%-a, de a geokémiai folyamatokban vezető szerepet tölt be. Az élőlények az anyagcseréhez szükséges anyagokat és energiát a környezetből nyerik. Korlátozott mennyiségű élő anyag újjáteremtődik, átalakul és lebomlik. Évente a növények és állatok létfontosságú tevékenységének köszönhetően a biomassza mintegy 10%-a újratermelődik. A növények és állatok mellett V.I. Vernadsky az „élőanyag” fogalmába beleveszi az emberiséget, amelynek a geokémiai folyamatokra gyakorolt ​​hatása eltér más élőlények befolyásától, egyrészt intenzitásában, amely a geológiai idő előrehaladtával növekszik; másodszor az emberi tevékenységek más élőlényekre gyakorolt ​​hatása.

A földi élet ma már teljes mértékben a fotoszintézistől függ. A napfény energiáját a fotoszintézis termékeiben rögzítve a növények energiaforrás kozmikus szerepét töltik be a Földön. A fotoszintézis egyszerű vegyületek (víz, szén-dioxid és ásványi elemek) zöld növények és fotoszintetikus mikroorganizmusok által a fényenergia és a fényelnyelő pigmentek (klorofill stb.) részvételével összetett szerves anyagokká alakítását jelenti, amelyek szükségesek az élethez. szervezetek. A növények évente akár 100 milliárd tonna szerves anyagot képeznek és rögzítenek

9 * 1020 J napsugárzási energia. Ugyanakkor a növények akár 170 milliárd tonna szén-dioxidot is felszívnak a légkörből, és akár 130 milliárd tonna vizet bontanak le, és akár 115 milliárd tonna szabad oxigént szabadítanak fel.

Így az ökoszisztéma összes biotikus összetevője három fő csoportra osztható: termelőkre (zöld növények és élőlények, amelyek képesek kémiai energiát használni - kemoszintetikus anyagok), fogyasztók, vagy fogyasztók (több trofikus szintű lehet) és lebontó, vagy pusztító (szervezetek). , átalakítja, mineralizálja a szerves anyagokat és ezáltal lezárja a biológiai körforgást). Minden élő szervezet, így vagy úgy, egymást használva, a bioszféra gigantikus biológiai ciklusát alkotja. Ez a körforgás nem teljesen zárt: a bevitt energia (napenergia) mellett kimenete is van - a haldokló szerves anyag egy része mikroorganizmusok-mineralizátorok általi lebontása után vizes oldatokba kerülhet és üledék formájában lerakódik. kőzetek, másik része pedig olyan biogén kőzetek lerakódásait képezi, mint a szén, tőzeg, szapropel stb.

Az anyag és az energia ebben a nagy biogeokémiai körforgásában számos speciálisabb anyagciklust különböztetnek meg - víz, szén, oxigén, nitrogén, kén, foszfor stb., amelyek során a kémiai elemek cseréje az élő szervezetek és a szervetlen szervezetek között környezet. Ezen biogeokémiai ciklusok megléte meghatározza a modern ökoszisztémák megjelenését, a bioszféra egészének stabilitását és önszabályozását. Ezért bármennyire is összetettek és változatosak a földi élet megnyilvánulásai, az élet minden formája összekapcsolódik az anyag és az energia körforgása révén.

Ebből a szempontból a bioszféra fejlődésének három szakasza különböztethető meg. Az első szakasz a biotikus ciklus kialakulása volt, ami a bioszféra kialakulását jelentette. A második szakasz a bolygó életének szövődménye a többsejtű szervezetek megjelenése miatt. A harmadik szakasz az emberi társadalom kialakulása, amely gazdasági tevékenysége révén egyre nagyobb befolyást gyakorol a bioszféra (nooszféra) evolúciójára. A bioszféra evolúciójának főbb szakaszainak azonosítására tett kísérletek már csak azért is figyelmet érdemelnek, mert a modern evolúcióelmélet egyik fontos feladataként teszik ezt a problémát.

A fiam kérdései néha meglepnek... Tegnap hirtelen megkérdezte, mi az a bioszféra. Még össze is voltam zavarodva, nem tudtam, hogyan válaszoljak. Ez az a helyzet, amikor úgy tűnik, hogy érted, miről van szó, de nem tudod egyértelműen elmondani. Le kellett ülnöm a számítógéphez, és mindent megtudnom erről a Föld héjáról.

Milyen héjai vannak a Földnek?

Bolygónk összetett, bár ez valahogy elfelejtődik a mindennapi életben. Gondolkodás nélkül lélegzünk, iszunk, eszünk és folytatjuk mindennapi tevékenységeinket. Vagyis folyamatosan kölcsönhatásba lépünk a bolygóval és héjaival:

• gáznemű (légkör);
• szilárd (litoszféra);
• folyadék (hidroszféra).

Mi a bioszféra

A Föld negyedik héját bioszférának vagy „élő héjnak” nevezik. Két összetevőből áll: élő és élettelen. A bolygón lévő összes élő szervezet alkotja a bioszféra élőanyagát, amely megragadja a másik három héj egy részét. Végül is az élő szervezetek gyakoriak a levegőben, a vízben, a talajban és az üledékben. Azt mondhatjuk, hogy ahol az élet véget ér, ott véget ér a bioszféra.

A bioszféra és a többi héj közötti különbség

A fő különbség az élő anyag, annak óriási sokfélesége, önszabályozási, szaporodási és helyreállítási képessége.

Ez a következő funkcióknak köszönhető:

• az anyagok állandó keringése, amelyet az élő szervezetek szabályoznak;
• ennek a szférának a nyitottsága a kozmikus energiákra és a Nap energiájára;
• az élőlények azon képessége, hogy a napenergiát más típusú energiává alakítsák át;
• egyensúly fenntartása a bioszférában az élő szervezetek faji sokfélesége és kapcsolataik révén.

Egyszerűen fogalmazva, az élőlények maguk gondoskodnak arról, hogy megteremtsék életük feltételeit a bolygón. Az ő érdemük, hogy a víz és a levegő az élethez szükséges összetételű; talajt és ásványokat képeznek egymással és az élettelen anyagokkal való kölcsönhatások révén.

Az ember is része a bioszférának. Aktívan beavatkozik az abban előforduló összes folyamatba, és az élő szervezetek „munkájának” eredményét saját szükségleteire használja fel, gyakran károsítva a természetet, így a bioszférát.

A bioszféra életünk környezete, ez a minket körülvevő természet, amiről köznyelven beszélünk. Az ember - elsősorban - a légzésével, funkcióinak megnyilvánulásával elválaszthatatlanul kapcsolódik ehhez a „természethez”, még akkor is, ha városban vagy egy félreeső házban él.

V. I. Vernadszkij

Bioszféra(görögül biosz - élet, gömb - golyó, gömb) - a Föld összetett külső héja, amelyet olyan organizmusok laknak, amelyek együtt alkotják a bolygó élőanyagát. Ez a Föld egyik legfontosabb geoszférája, amely az embert körülvevő természeti környezet fő alkotóeleme.

A „bioszféra” kifejezést először Eduard Suess osztrák geológus vezette be a tudományba 1875-ben. A bioszférát úgy értette, mint egy vékony életréteget a föld felszínén. A bioszféra szerepe és jelentősége bolygónk életének kialakulásában olyan nagynak bizonyult, hogy már a 20. század első harmadában. a természettudományban új alapvető tudományos irány alakult ki - a bioszféra doktrínája , melynek alapítója a nagy orosz tudós V.I.

A Föld és környezete az egész naprendszer természetes fejlődésének eredményeként jött létre. Körülbelül 4,7 milliárd évvel ezelőtt a Föld bolygó a protoszoláris rendszerben szétszórt gázból és porból alakult ki. Más bolygókhoz hasonlóan a Föld is energiát kap a Naptól, amely elektromágneses sugárzás formájában éri el a Föld felszínét. A naphő a Föld éghajlatának egyik fő összetevője, számos geológiai folyamat kialakulásának alapja. Hatalmas hőáramlás érkezik a Föld mélyéről.

A legfrissebb adatok szerint a Föld tömege 6x10 21 tonna, térfogata - 1,083x10 12 km 3, felszíne - 510,2 millió km 2. Bolygónk mérete, így minden természeti erőforrása korlátozott.

Bolygónk heterogén szerkezetű, és koncentrikus héjakból (geoszférákból) áll - belső és külső. A belsők közé tartozik a mag, a köpeny, a külsők pedig a litoszféra (földkéreg), a hidroszféra, a légkör és a Föld összetett héja - a bioszféra.

Litoszféra(görög „lithos” - kő) - a Föld kőhéja, beleértve a földkérget, amelynek vastagsága (vastagsága) 6 (óceánok alatt) és 80 km (hegyi rendszerek) között van. A földkéreg kőzetekből áll. A különböző kőzetek aránya a földkéregben nem azonos - több mint 70% bazalt, gránit és egyéb magmás kőzet, körülbelül 17% nyomás és magas hőmérséklet hatására átalakult kőzet, és csak alig több mint 12% üledékes.

A földkéreg az emberiség legfontosabb erőforrása. Éghető ásványokat (szén, olaj, olajpala), ércet (vas, alumínium, réz, ón stb.) és nemfémes (foszforitok, apatitok stb.) ásványokat, természetes építőanyagokat (mészkő, homok, kavics, ill. stb.).

Hidroszféra(görögül „gidorah” - víz) - a Föld vizes héja. Felszínre és földalattira oszlik.

Felszíni hidroszféra- a Föld felszíni részének vízhéja. Ide tartoznak az óceánok, tengerek, tavak, folyók, tározók, mocsarak, gleccserek, hótakarók stb. vizei. Mindezek a vizek állandóan vagy ideiglenesen a földfelszínen találhatók, és felszíni víznek nevezik.

A felszíni hidroszféra nem alkot összefüggő réteget, és szakaszosan 70,8%-ban lefedi a földfelszínt.

Földalatti hidroszféra- magában foglalja a földkéreg felső részén található vizeket. Undergroundnak hívják. A föld alatti hidroszférát felülről határolja a föld felszíne, alsó határa nem követhető, mivel a hidroszféra nagyon mélyen behatol a földkéreg vastagságába.

A földgömb térfogatához viszonyítva a hidroszféra teljes térfogata nem haladja meg a 0,13%-ot. A hidroszféra legnagyobb része (96,53%) a Világóceán. A felszín alatti víz 23,4 millió km 2 -t, a hidroszféra teljes térfogatának 1,69%-át teszi ki, a többi folyók, tavak és gleccserek vize.

A Föld összes vízkészletének több mint 98%-a az óceánok, tengerek stb. sós vize. A Földön található édesvíz teljes térfogata 28,25 millió km 3, vagyis a hidroszféra teljes térfogatának körülbelül 2%-a. Az édesvíz nagy része a gleccserekben koncentrálódik, amelyek vizét még mindig nagyon kevesen használják fel. A többi vízellátásra alkalmas édesvíz 4,2 millió km3 vizet, a hidroszféra térfogatának mindössze 0,3%-át teszi ki.

A hidroszféra óriási szerepet játszik bolygónk természetes környezetének kialakításában. Nagyon aktívan befolyásolja a légköri folyamatokat is (levegőtömegek fűtése és hűtése, nedvességgel való telítettség stb.).

Légkör(görögül „atmosz” - gőz) - a Föld gáznemű héja, amely különféle gázok, vízgőz és por keverékéből áll. A légkör össztömege 5,15-10 15 tonna. 10-50 km magasságban, 20-25 km magasságban a legnagyobb koncentrációban van egy ózonréteg, amely megvédi a Földet a túlzott ultraibolya sugárzástól. ami végzetes a szervezetekre.

A légkör fizikailag, kémiailag és mechanikailag hat a litoszférára, szabályozza a hő és a nedvesség eloszlását. A Föld időjárása és éghajlata a légkör hő-, nyomás- és vízgőztartalmának eloszlásától függ. A vízgőz elnyeli a napsugárzást, növeli a levegő sűrűségét, és minden csapadék forrása. A légkör támogatja az élet különféle formáit a Földön.

A Föld természetes környezetének kialakításában a troposzféra (a légkör alsó rétege a sarki szélességeken 8-10 km, a mérsékelt öviben 10-12 km, a trópusi szélességeken 16-18 km magasságig) szerepe, ill. kisebb mértékben a sztratoszféra, a hideg, ritkított száraz levegő vidéke, amelynek vastagsága körülbelül 20 km. A meteoritpor folyamatosan hullik át a sztratoszférán, vulkáni por lökdösődik bele, régebben pedig atomrobbanások termékei a légkörben.

A troposzférában a légtömegek globális vertikális és vízszintes mozgása zajlik, amelyek nagymértékben meghatározzák a víz körforgását, a hőcserét, a porrészecskék és a szennyezés határokon átnyúló szállítását.

A légköri folyamatok szorosan összefüggenek a litoszférában és a vízhéjban végbemenő folyamatokkal.

A légköri jelenségek a következők: csapadék, felhők, köd, zivatar, jég, por (homok) vihar, zivatar, hóvihar, fagy, harmat, dér, jegesedés, aurora stb.

A légkör, a hidroszféra és a litoszféra szoros kölcsönhatásban van egymással. Szinte minden felszíni exogén geológiai folyamat ez a kölcsönhatás okozza, és általában a bioszférában zajlik.

Bioszféra- a Föld külső héja, amely magában foglalja a légkör egy részét 25-30 km magasságig (az ózonrétegig), szinte a teljes hidroszférát és a litoszféra felső részét körülbelül 3 km mélységig. Ezen részek sajátossága, hogy a bolygó élőanyagát alkotó élőlények lakják őket. A bioszféra abiotikus részének - levegő, víz és kőzetek és szerves anyagok - élővilág kölcsönhatása meghatározta a talajok és üledékes kőzetek kialakulását. Az utóbbiak V. I. Vernadsky szerint az ókori bioszférák tevékenységének nyomait viselik, amelyek a múlt geológiai korszakaiban léteztek.