Planéta Zem je úžasná a jedinečná. Pozostáva z niekoľkých obalov: atmosféry, hydrosféry, biosféry, litosféry, pyrosféry a centrosféry. Na rozdiel od iných planét Zem obývajú rastliny, zvieratá, ľudia, mikroorganizmy atď. Všetky živé organizmy tvoria biosféru. Táto škrupina zahŕňa časť atmosféry a litosféry, ako aj celú hydrosféru. V tomto článku zvážime, čo je biosféra, aké sú jej zložky a funkcie.

Definícia pojmu

Napriek tomu, že dnes takmer každý vie, čo je biosféra, definíciu tohto pojmu uviedol do vedeckého obehu až v roku 1875 rakúsky geológ Eduard Suess (dielo „Tvár Zeme“). Nasledujúce polstoročie sa však tento výraz používal len v úzkych kruhoch.

V roku 1926 vydal slávny ruský vedec V.I. Vernadsky knihu „Biosféra“. V tejto práci zdôvodnil úlohu živých organizmov v geologických procesoch. Bol to V.I. Vernadsky, ktorý ako prvý určil, čo je biosféra a ako sa líši od ostatných škrupín Zeme. Ukázal, že ide o dynamický, aktívny systém obývaný a ovládaný živými bytosťami.

Dnes vo vede existuje iba jedna všeobecne akceptovaná definícia pojmu „biosféra“. Toto je škrupina planéty Zem, ktorú obývajú živé organizmy. Biosféra zaujíma osobitné miesto vo vzťahu k iným geosféram. Je to spôsobené tým, že iba v rámci hraníc tejto škrupiny sa prejavuje geologická aktivita všetkých živých bytostí.

Hranice biosféry

Biosféra pokrýva hornú oblasť (asi 7,5 km) litosféry, spodnú hranicu atmosféry (15-20 km) a celú hydrosféru.

Litosféra je tvrdý obal našej planéty. Pokrýva celú zemskú kôru a časť vrchného plášťa. Väčšina živých organizmov sa nachádza v pôde v hĺbke do 1 m. Niektoré baktérie však môžu preniknúť hlboko do litosféry (až 4 km).

Hydrosféra je vodný obal planéty Zem. Predstavuje súhrn všetkých oceánov, morí, riek, jazier a iných vodných plôch. Táto škrupina je úplne vyvinutá a obývaná živými organizmami. Väčšina z nich žije v hĺbkach do 200 m. Niektoré druhy však žijú aj na dne Svetového oceánu (asi 12 km).

Atmosféra je plynný obal našej planéty. Pozostáva z dusíka, kyslíka, ozónu a oxidu uhličitého. Biosféra zahŕňa iba najnižšie vrstvy atmosféry. Je to spôsobené tým, že niektoré druhy hmyzu a vtákov môžu vystúpiť do výšky až 5 km nad zemským povrchom.

Zložky biosféry

Biosféra pozostáva zo 4 zložiek (klasifikácia navrhnutá V.I. Vernadským):

• Živá hmota. Jeho množstvo je približne 0,25 % hmotnosti biosféry. Táto látka predstavuje súhrn všetkých živých organizmov na planéte. Sú zoskupené do 4 kráľovstiev: baktérie, rastliny, huby a zvieratá. Živá hmota sa vyznačuje výraznou energiou, vyznačuje sa pohyblivosťou a neustálym striedaním generácií, vďaka čomu sa všetky jej zložky neustále obnovujú.
• Biogénna látka. To je všetko, čo sa tvorí počas života organizmov a skladá sa zo živočíšnych a rastlinných zvyškov (vápence, ropa, atmosférické plyny, rašelina atď.). Všetky biogénne zložky slúžia ako silný zdroj energie.
• Inertná látka. Sú to prvky, na ktorých tvorbe sa nezúčastňujú živé bytosti a mikroorganizmy (kamene, láva a pod.).
• Bioinertná látka. Sú to zložky biosféry, ktoré vznikajú spoločnou činnosťou živých organizmov a abiogénnymi procesmi (pôda, hlina, sedimentárne horniny, zvetrávanie kôry, voda a pod.).

Vlastnosti a funkcie biosféry

Biosféra, podobne ako iné dôležité prírodné systémy, má množstvo funkcií. Pozrime sa na najdôležitejšie z nich.

• bezúhonnosť. Biosféra je centralizovaný systém, ktorého hlavným prvkom je živá hmota. Všetky jeho komponenty sú úzko prepojené a neustále sa vzájomne ovplyvňujú. Výsledkom je, že zmena jedného prvku vedie k reštrukturalizácii celého systému.
• Samoregulácia. Biosféru charakterizuje proces nazývaný homeostáza. Umožňuje systému samostatne udržiavať a regulovať svoj stav.
• Udržateľnosť. Schopnosť biosféry zachovať si svoje vlastnosti a charakteristiky pod vplyvom vonkajších faktorov. Táto funkcia umožňuje systému zachovať si aktuálny stav a vrátiť sa do pôvodného stavu po otrasoch.

Jednou z hlavných čŕt a charakteristík biosféry je diverzita. Vzhľadom na existenciu rôznych biologických druhov v systéme vždy existuje atmosféra konkurencie, ktorá poskytuje ochranu pred vonkajšími vplyvmi.

Funkcie živej hmoty

Dnes veda s istotou vie, čo je biosféra. V biológii je najdôležitejšou kategóriou jej hlavná zložka – živá hmota. Uvažujme o funkciách tohto systémotvorného prvku biosféry.

• Plyn. Táto funkcia úzko súvisí s procesom metabolizmu a dýchania. Pri týchto reakciách plynov sa absorbuje a uvoľňuje kyslík, oxid uhličitý a pod. Vďaka tejto funkcii sa vytvorilo moderné zloženie vzduchu.
• Energia. Táto funkcia je založená na procese fotosyntézy – absorpcii slnečnej energie živou hmotou a jej prenosu.
• Redox. Táto funkcia spočíva v zmene chemických vlastností látok, ktoré obsahujú atómy s rôznou úrovňou oxidácie. Takéto reakcie sú základom biologického metabolizmu.
• Funkcia ničenia. Ide o proces rozkladu organizmov na minerálne látky po ich smrti.
• Koncentrácia. Toto je proces akumulácie a pohybu atómov.

Zmysel živej hmoty

• Akumulácia slnečnej energie a jej premena (na chemickú, mechanickú, tepelnú, elektrickú atď.).
• Tvorba väčšiny minerálov a hornín je výsledkom životnej činnosti živých organizmov.
• Akumulácia chemických prvkov. Živé organizmy akumulujú dôležité zložky (železo, horčík, meď, sodík) v tkanivách svojho tela a v životnom prostredí.
• Cyklus väčšiny chemických prvkov prebieha cez biosféru.
• Obrovský vplyv na zloženie pôdy, atmosféry a hydrosféry.
• Niektoré chemické zložky a zlúčeniny môžu existovať iba v živých organizmoch.

Biosféra je chápaná ako súhrn všetkých živých organizmov na planéte. Obývajú každý kút Zeme: od hlbín oceánov, útrob planéty až po vzdušný priestor, a preto mnohí vedci nazývajú túto škrupinu sférou života. Žije v ňom samotná ľudská rasa.

Zloženie biosféry

Biosféra je považovaná za najglobálnejší ekosystém na našej planéte. Skladá sa z niekoľkých sfér. Zahŕňa všetky vodné zdroje a nádrže Zeme. Ide o Svetový oceán, podzemné a povrchové vody. Voda je životným priestorom mnohých živých bytostí a zároveň nevyhnutnou látkou pre život. Zabezpečuje tok mnohých procesov.

Biosféra obsahuje atmosféru. Sú v nej rôzne organizmy a sama je nasýtená rôznymi plynmi. Zvlášť cenný je kyslík, ktorý je nevyhnutný pre život všetkých organizmov. Atmosféra tiež zohráva v prírode dôležitú úlohu, ovplyvňuje počasie a klímu.

Litosféra, teda horná vrstva zemskej kôry, je súčasťou biosféry. Je obývaná živými organizmami. Hmyz, hlodavce a iné živočíchy teda žijú v hlbinách Zeme, rastú rastliny a ľudia žijú na povrchu.

Svet a sú najdôležitejšími obyvateľmi biosféry. Zaberajú obrovský priestor nielen na zemi, ale aj plytko v podloží, obývajú vodné plochy a nachádzajú sa v atmosfére. Formy rastlín sa líšia: od machov, lišajníkov a bylín až po kríky a stromy. Pokiaľ ide o zvieratá, najmenšími zástupcami sú jednobunkové mikróby a baktérie a najväčšími sú suchozemské a morské tvory (slony, medvede, nosorožce, veľryby). Všetky majú širokú škálu a každý druh je dôležitý pre našu planétu.

Význam biosféry

Biosféra bola skúmaná rôznymi vedcami vo všetkých historických obdobiach. Tejto škrupine venoval V.I. Vernadského. Veril, že biosféra je definovaná hranicami, v ktorých žije živá hmota. Stojí za zmienku, že všetky jeho komponenty sú vzájomne prepojené a zmeny v jednej oblasti povedú k zmenám vo všetkých škrupinách. Biosféra zohráva dôležitú úlohu pri distribúcii energetických tokov na planéte.

Biosféra je teda životný priestor ľudí, zvierat a rastlín. Obsahuje základné látky a prírodné zdroje ako je voda, kyslík, zem a iné. Ľudia na ňu majú výrazný vplyv. V biosfére existuje kolobeh prvkov v prírode, život je v plnom prúde a vykonávajú sa najdôležitejšie procesy.

Vplyv človeka na biosféru

Vplyv človeka na biosféru je nejednoznačný. S každým storočím sú antropogénne aktivity intenzívnejšie, deštruktívnejšie a rozsiahlejšie, takže ľudia prispievajú k vzniku nielen lokálnych environmentálnych problémov, ale aj globálnych.

Jedným z výsledkov ľudského vplyvu na biosféru je zníženie počtu flóry a fauny na planéte, ako aj vymiznutie mnohých druhov z povrchu Zeme. Napríklad rozsahy rastlín sa zmenšujú v dôsledku poľnohospodárskych činností a odlesňovania. Mnohé stromy, kríky a trávy sú sekundárne, to znamená, že namiesto primárneho vegetačného krytu boli vysadené nové druhy. Populácie zvierat zase lovci ničia nielen kvôli potrave, ale aj za účelom predaja cenných koží, kostí, žraločích plutiev, sloních klov, rohov nosorožcov a rôznych častí tiel na čiernom trhu.

Antropogénna činnosť pomerne silne ovplyvňuje proces tvorby pôdy. Oranie polí teda vedie k veternej a vodnej erózii. Zmena zloženia vegetačného krytu vedie k tomu, že na procese tvorby pôdy sa zúčastňujú iné druhy, a tým vzniká iný typ pôdy. Vplyvom používania rôznych hnojív v poľnohospodárstve a vypúšťaním pevných a tekutých odpadov do pôdy sa mení fyzikálne a chemické zloženie pôdy.

Demografické procesy majú negatívny vplyv na biosféru:

• Populácia planéty rastie a spotrebúva stále viac prírodných zdrojov;
• rozsah priemyselnej výroby sa zvyšuje;
• je viac odpadu;
• Rozloha poľnohospodárskej pôdy sa zvyšuje.

Stojí za zmienku, že ľudia prispievajú k znečisteniu všetkých vrstiev biosféry. V súčasnosti existuje veľké množstvo rôznych zdrojov znečistenia:

• výfukové plyny vozidiel;
• častice uvoľnené počas spaľovania paliva;
• rádioaktívne látky;
• ropné produkty;
• uvoľňovanie chemických zlúčenín do ovzdušia;
• tuhý komunálny odpad;
• pesticídy, minerálne hnojivá a agrochemikálie;
• špinavé odpadové vody z priemyselných aj komunálnych podnikov;
• elektromagnetické zariadenia;
• jadrové palivo;
• vírusy, baktérie a cudzie mikroorganizmy.

To všetko vedie nielen k zmenám v ekosystémoch a znižovaniu biodiverzity na zemi, ale aj ku klimatickým zmenám. Vplyvom ľudskej rasy na biosféru dochádza k topeniu ľadovcov a zmenám hladiny oceánov a morí, kyslým zrážkam a pod.

Postupom času sa biosféra stáva čoraz nestabilnejšou, čo vedie k zničeniu mnohých ekosystémov na planéte. Mnohí vedci a verejní činitelia obhajujú zníženie vplyvu ľudskej komunity na prírodu, aby sa biosféra Zeme zachovala pred zničením.

Materiálové zloženie biosféry

Na zloženie biosféry sa možno pozerať z rôznych uhlov pohľadu. Ak hovoríme o materiálovom zložení, potom zahŕňa sedem rôznych častí:

• Živá hmota je súhrnom živých bytostí, ktoré obývajú našu planétu. Majú elementárne zloženie a v porovnaní s inými škrupinami majú malú hmotnosť, živia sa slnečnou energiou a distribuujú ju vo svojom prostredí. Všetky organizmy tvoria silnú geochemickú silu, ktorá je rozložená nerovnomerne po zemskom povrchu.
• Biogénna látka. Sú to tie minerálno-organické a čisto organické zložky, ktoré vytvorili živé bytosti, konkrétne fosílne palivá.
• Inertná látka. Ide o anorganické zdroje, ktoré sa tvoria bez účasti živých bytostí samostatne, to znamená kremenný piesok, rôzne íly, ako aj vodné zdroje.
• Bioinertná látka získaná interakciou živých a inertných zložiek. Ide o pôdu a horniny sedimentárneho pôvodu, atmosféru, rieky, jazerá a iné povrchové vody.
• Rádioaktívne látky ako prvky urán, rádium, tórium.
• Rozptýlené atómy. Vznikajú z látok pozemského pôvodu, keď sú ovplyvnené kozmickým žiarením.
• Kozmická hmota. Telesá a látky vytvorené vo vesmíre padajú na Zem. Môžu to byť buď meteority, alebo úlomky kozmického prachu.

Vrstvy biosféry

Stojí za zmienku, že všetky škrupiny biosféry sú v neustálej interakcii, takže niekedy je ťažké rozlíšiť hranice konkrétnej vrstvy. Jednou z najdôležitejších schránok je aerosféra. Dosahuje úroveň približne 22 km nad zemou, kde sa ešte nachádzajú živé bytosti. Vo všeobecnosti ide o vzdušný priestor, kde žijú všetky živé organizmy. Tento plášť obsahuje vlhkosť, slnečnú energiu a atmosférické plyny:

• kyslík;
• ozón;
• argón;
• dusík;
• vodná para

Počet atmosférických plynov a ich zloženie závisí od vplyvu živých bytostí.

Geosféra je neoddeliteľnou súčasťou biosféry, zahŕňa všetky živé bytosti, ktoré obývajú zemský povrch. Táto sféra zahŕňa litosféru, svet flóry a fauny, podzemnú vodu a plynový obal zeme.

Významnou vrstvou biosféry je hydrosféra, teda všetky vodné plochy bez podzemnej vody. Táto škrupina zahŕňa svetový oceán, povrchové vody, atmosférickú vlhkosť a ľadovce. Celá vodná sféra je obývaná živými bytosťami – od mikroorganizmov po riasy, ryby a živočíchy.

Ak hovoríme podrobnejšie o pevnom obale Zeme, pozostáva z pôdy, hornín a minerálov. V závislosti od prostredia lokality existujú rôzne typy pôd, ktoré sa líšia chemickým a organickým zložením a závisia od faktorov prostredia (vegetácia, vodné útvary, zver, antropogénne vplyvy). Litosféra pozostáva z obrovského množstva minerálov a hornín, ktoré sa na Zemi vyskytujú v nerovnakom množstve. V súčasnosti bolo objavených viac ako 6 000 minerálov, ale na planéte je najbežnejších iba 100 - 150 druhov:

• kremeň;
• živec;
• olivín;
• apatity;
• sadra;
• karnalit;
• kalcit;
• fosforitany;
• sylvinit atď.

V závislosti od množstva hornín a ich ekonomického využitia sú niektoré z nich cenné, najmä fosílne palivá, kovové rudy a drahé kamene.

Pokiaľ ide o svet flóry a fauny, ide o škrupinu, ktorá podľa rôznych zdrojov zahŕňa 7 až 10 miliónov druhov. Vo vodách Svetového oceánu žije asi 2,2 milióna druhov a asi 6,5 milióna na súši. Na planéte je približne 7,8 milióna predstaviteľov živočíšneho sveta a asi 1 milión rastlín Zo všetkých známych druhov živých bytostí nebolo opísaných viac ako 15 %, takže ľudstvu bude trvať stovky rokov, kým všetky preskúma a popíše. existujúce druhy na planéte.

Spojenie biosféry s inými obalmi Zeme

Všetky zložky biosféry sú v úzkom vzťahu s ostatnými obalmi Zeme. Tento prejav možno pozorovať v biologickom cykle, keď zvieratá a ľudia uvoľňujú oxid uhličitý, absorbujú ho rastliny, ktoré pri fotosyntéze uvoľňujú kyslík. Tieto dva plyny sú teda v atmosfére neustále regulované v dôsledku vzájomných vzťahov rôznych sfér.

Jedným z príkladov je pôda - výsledok interakcie biosféry s inými schránkami. Na tomto procese sa podieľajú živé bytosti (hmyz, hlodavce, plazy, mikroorganizmy), rastliny, voda (podzemná voda, zrážky, nádrže), vzduchová hmota (vietor), pôdotvorné horniny, slnečná energia, klíma. Všetky tieto zložky medzi sebou pomaly interagujú, čo prispieva k tvorbe pôdy priemernou rýchlosťou 2 milimetre za rok.

Keď zložky biosféry interagujú so živými schránkami, vytvárajú sa horniny. Vplyvom živých bytostí na litosféru vznikajú ložiská uhlia, kriedy, rašeliny a vápenca. Pri vzájomnom ovplyvňovaní živých bytostí, hydrosféry, solí a minerálov a určitej teploty vznikajú koraly a z nich zasa koralové útesy a ostrovy. To tiež umožňuje regulovať zloženie soli vo vodách Svetového oceánu.

Rôzne typy reliéfu sú priamym výsledkom spojenia biosféry s inými vrstvami zeme: atmosférou, hydrosférou a litosférou. Tá či oná forma reliéfu je ovplyvnená vodným režimom územia a zrážkami, charakterom vzdušných hmôt, slnečným žiarením, teplotou vzduchu, aké druhy flóry tu rastú, aké živočíchy toto územie obývajú.

Význam biosféry v prírode

Význam biosféry ako globálneho ekosystému planéty nemožno preceňovať. Na základe funkcií škrupiny všetkých živých vecí možno pochopiť jej význam:

• Energia. Rastliny sú sprostredkovateľmi medzi Slnkom a Zemou a pri prijímaní energie sa časť z nej distribuuje medzi všetky prvky biosféry a časť sa využíva na tvorbu živín.
• Plyn. Reguluje množstvo rôznych plynov v biosfére, ich distribúciu, transformáciu a migráciu.
• Koncentrácia. Všetky stvorenia selektívne extrahujú biogénne zložky, takže môžu byť prospešné aj nebezpečné.
• Deštruktívne. Ide o ničenie minerálov a hornín, organických látok, čo prispieva k novému obratu prvkov v prírode, pri ktorom vznikajú nové živé a neživé látky.
• Formovanie prostredia. Ovplyvňuje podmienky prostredia, zloženie atmosférických plynov, hornín sedimentárneho pôvodu a pôdnej vrstvy, kvalitu vodného prostredia, ako aj látkovú bilanciu na planéte.

Úloha biosféry bola dlho podceňovaná, keďže v porovnaní s inými sférami je množstvo živej hmoty na planéte veľmi malé. Napriek tomu sú živé bytosti mocnou prírodnou silou, bez ktorej by mnohé procesy, ako aj život samotný, boli nemožné. V procese činnosti živých bytostí, ich vzájomných interakcií a ich vplyvu na neživou hmotu sa formuje samotný prírodný svet a vzhľad planéty.

Úloha Vernadského pri štúdiu biosféry

Teóriu biosféry ako prvý vypracoval Vladimír Ivanovič Vernadskij. Izoloval túto škrupinu od ostatných pozemských sfér, aktualizoval jej význam a prezentoval, že ide o veľmi aktívnu sféru, ktorá mení a ovplyvňuje všetky ekosystémy. Vedec sa stal zakladateľom novej disciplíny - biogeochémie, na základe ktorej bola podložená doktrína biosféry.

Pri štúdiu živej hmoty Vernadsky dospel k záveru, že všetky formy reliéfu, podnebia, atmosféry, hornín sedimentárneho pôvodu sú výsledkom činnosti všetkých živých organizmov. Jednu z kľúčových úloh v tomto zohrávajú ľudia, ktorí majú obrovský vplyv na priebeh mnohých pozemských procesov, sú určitým prvkom, ktorý má určitú silu, ktorá môže zmeniť tvár planéty.

Vladimir Ivanovič predstavil teóriu všetkých živých vecí vo svojej práci „Biosféra“ (1926), ktorá prispela k vzniku nového vedeckého odboru. Akademik vo svojej práci predstavil biosféru ako ucelený systém, ukázal jej zložky a ich vzťahy, ako aj úlohu človeka. Pri interakcii živej hmoty s inertnou hmotou je ovplyvnených niekoľko procesov:

• geochemické;
• biologické;
• biogénne;
• geologické;
• migrácia atómov.

Vernadsky načrtol, že hranice biosféry sú oblasťou existencie života. Jeho vývoj ovplyvňuje teplota kyslíka a vzduchu, voda a minerálne prvky, pôda a slnečná energia. Vedec tiež identifikoval hlavné zložky biosféry, o ktorých sa hovorilo vyššie, a identifikoval tú hlavnú - živú hmotu. Sformuloval aj všetky funkcie biosféry.

Medzi hlavné ustanovenia Vernadského učenia o životnom prostredí možno rozlíšiť tieto tézy:

• biosféra pokrýva celé vodné prostredie až po oceánske hĺbky, zahŕňa povrchovú vrstvu zeme do 3 kilometrov a vzdušný priestor po hranicu troposféry;
• ukázal rozdiel medzi biosférou a ostatnými schránkami v jej dynamike a neustálej aktivite všetkých živých organizmov;
• špecifickosť tejto škrupiny spočíva v nepretržitom obehu prvkov živej a neživej prírody;
• aktivita živej hmoty viedla k významným zmenám na celej planéte;
• existenciu biosféry určuje astronomická poloha Zeme (vzdialenosť od Slnka, sklon osi planéty), ktorá určuje klímu a priebeh životných cyklov na planéte;
• Slnečná energia je zdrojom života pre všetky tvory v biosfére.

Možno toto sú kľúčové pojmy o životnom prostredí, ktoré Vernadsky stanovil vo svojom učení, hoci jeho diela sú globálne a vyžadujú si ďalšie pochopenie, sú stále aktuálne. Stali sa základom pre výskum ďalších vedcov.

Záver

Aby sme to zhrnuli, stojí za zmienku, že život v biosfére je rozdelený inak a nerovnomerne. Na zemskom povrchu, či už vodnom alebo suchom, žije veľké množstvo živých organizmov. Všetky bytosti prichádzajú do kontaktu s vodou, minerálmi a atmosférou a sú s nimi v nepretržitej komunikácii. Práve to poskytuje optimálne podmienky pre život (kyslík, voda, svetlo, teplo, živiny). Čím hlbšie do oceánskej vody alebo pod zem, tým je život monotónnejší. Živá hmota sa tiež rozprestiera na ploche a za povšimnutie stojí rozmanitosť foriem života na celom zemskom povrchu. Aby sme pochopili tento život, budeme potrebovať viac ako tucet rokov alebo dokonca stovky, ale musíme si vážiť biosféru a chrániť ju pred naším škodlivým ľudským vplyvom už dnes.

Čo je biosféra a ako sa líši od ostatných vrstiev zeme?

prirodzená ochrana biosféry

Zem má 6 obalov: atmosféru, hydrosféru, biosféru, litosféru, pyrosféru a centrosféru.

Atmosféra je vonkajší plynný obal Zeme. Jeho spodná hranica prebieha pozdĺž litosféry a hydrosféry a jej horná hranica vo výške 1000 km. Atmosféra sa delí na troposféru (pohyblivá vrstva), stratosféru (vrstva nad troposférou) a ionosféru (horná vrstva). Priemerná výška troposféry je 10 km. Jeho hmotnosť tvorí 75 % celkovej hmotnosti atmosféry. Vzduch v troposfére sa pohybuje v horizontálnom aj vertikálnom smere. Stratosféra sa týči 80 km nad troposférou. Jeho vzduch, pohybujúci sa len v horizontálnom smere, tvorí vrstvy. Ešte vyššie sa rozprestiera ionosféra, ktorá dostala svoje meno vďaka tomu, že jej vzduch je neustále ionizovaný pod vplyvom ultrafialového a kozmického žiarenia.

Hydrosféra zaberá 71 % povrchu Zeme. Jeho priemerná slanosť je 35 g/l. Teplota povrchu oceánu je od 3 do 32 °C, hustota asi 1. Slnečné svetlo preniká do hĺbky 200 m, ultrafialové lúče prenikajú do hĺbky 800 m.

Biosféra, čiže sféra života, sa spája s atmosférou, hydrosférou a litosférou. Jeho horná hranica siaha do horných vrstiev troposféry, dolná hranica vedie pozdĺž dna oceánskych panví. Biosféra sa delí na sféru rastlín (vyše 500 000 druhov) a sféru živočíchov (vyše 1 000 000 druhov).

Litosféra je skalnatý obal Zeme s hrúbkou 40 až 100 km. Zahŕňa kontinenty, ostrovy a dno oceánov. Priemerná výška kontinentov nad hladinou oceánu: Antarktída - 2200 m, Ázia - 960 m, Afrika - 750 m, Severná Amerika - 720 m, Južná Amerika - 590 m, Európa - 340 m, Austrália - 340 m .

Pod litosférou sa nachádza pyrosféra – ohnivý obal Zeme. Jeho teplota sa zvyšuje asi o 1 °C na každých 33 m hĺbky. V dôsledku vysokých teplôt a vysokého tlaku sú horniny vo veľkých hĺbkach pravdepodobne v roztavenom stave.

Centosféra alebo jadro Zeme sa nachádza v hĺbke nie 1800 km. Podľa väčšiny vedcov sa skladá zo železa a niklu. Tlak tu dosahuje 300 000 000 000 Pa (3 000 000 atmosfér), teplota niekoľko tisíc stupňov Stav jadra je stále neznámy.

Ohnivá sféra Zeme sa naďalej ochladzuje. Tvrdá škrupina hrubne, ohnivá škrupina hrubne. Svojho času to viedlo k vytvoreniu pevných kamenných blokov - kontinentov. Vplyv ohnivej sféry na život planéty Zem je však stále veľmi veľký. Obrysy kontinentov a oceánov, podnebie a zloženie atmosféry sa opakovane menili.

Exogénne a endogénne procesy neustále menia pevný povrch našej planéty, čo následne aktívne ovplyvňuje biosféru Zeme.

V biosfére sa všetky procesy vyskytujú pod priamym vplyvom živých organizmov. Biosféra sa nachádza na križovatke litosféry, hydrosféry a atmosféry v hĺbke od 11 km do Zeme až po 33 km nad Zemou. Živé organizmy, ktoré zahŕňajú všetky známe chemické prvky, transformujú energiu počas svojich životných procesov. Všetky živé veci sú rozdelené do piatich kráľovstiev: baktérie, riasy, huby, rastliny a zvieratá.

Moderná veda verí, že približne pred 1 miliardou rokov došlo k rozdeleniu živých bytostí na ríše rastlín a zvierat. Rozdiely medzi nimi možno rozdeliť do troch skupín: 1) podľa štruktúry buniek a ich schopnosti rásť; 2) podľa spôsobu výživy; 3) podľa schopnosti pohybu. Živočíšne bunky majú centrioly, ale nemajú chlorofyl ani bunkovú stenu, ktorá by im bránila meniť tvar. Väčšina rastlín získava látky potrebné pre život v dôsledku absorpcie minerálnych zlúčenín. Živočíchy sa živia hotovými organickými zlúčeninami, ktoré rastliny vytvárajú procesom fotosyntézy. Klasifikácia rastlín a živočíchov je zostavená v súlade s ich charakteristickými vlastnosťami. Druh bol uznaný ako hlavná štrukturálna jednotka a vyššie úrovne postupne pozostávali z rodu, rádu a triedy.

Na Zemi je 500 tisíc druhov rastlín a 1,5 milióna druhov zvierat, vrátane 70 tisíc stavovcov, asi 16 tisíc vtákov, 12 540 druhov cicavcov. Takáto systematizácia rôznych foriem života vytvorila predpoklady pre štúdium živej hmoty ako celku, ktoré ako prvý uskutočnil vynikajúci ruský vedec Vladimír Ivanovič Vernadskij vo svojej doktríne biosféry. Hlavné závery Vernadského doktríny o biosfére sa zmenšujú na nasledovné:

• 1. Princíp integrity hovorí, že biosféra a život existujú ako jeden celok. Život je nevyhnutnou a prirodzenou súčasťou harmonického kozmického mechanizmu.
• 2. Princíp harmónie biosféry spočíva v jej organizácii, harmónii a nerozlučnom spojení živých a neživých zložiek v nej.
• 3. Princíp významu úlohy živých organizmov vo vývoji Zeme hovorí, že na zemskom povrchu nejestvuje žiadna chemická sila sústavnejšie pôsobiaca a vo svojich konečných dôsledkoch mocnejšia ako organizmy ako celok. Vzhľad Zeme ako nebeského telesa v skutočnosti formuje život.
• 4. Hlavnou úlohou biosféry je premena slnečnej energie na efektívnu energiu Zeme. Kozmická energia spôsobuje rozvoj života, ktorý sa dosahuje rozmnožovaním.
• 5. Pravidlo zotrvačnosti je šírenie života po zemskom povrchu v dôsledku prejavu jeho geochemickej energie. Malé organizmy sa rozmnožujú oveľa rýchlejšie ako veľké.
• 6. Zákon šetrnosti pri využívaní jednoduchých chemických telies živou hmotou hovorí, že akonáhle prvok vstúpi do tela, prechádza dlhým radom stavov a súčasne telo vnáša len potrebné množstvo prvkov.
• 7. Hranice života sú určené fyzikálnymi a chemickými vlastnosťami zlúčenín, ktoré budujú telo, ich nezničiteľnosťou za určitých podmienok prostredia. Maximálne pole života je určené krajnými hranicami prežitia organizmov. Hornú hranicu života určuje sálavá energia, ktorej prítomnosť život vylučuje a pred ktorou chráni ozónový štít. Spodná hranica je spojená s dosiahnutím vysokej teploty. Napríklad teplotný interval životnosti 430° (od -250 °C do +180 °C) je limitujúcim tepelným poľom.
• 8. Život postupne, pomaly sa prispôsobujúci, zachytil biosféru a toto zachytenie neskončilo. Oblasť stability života je výsledkom adaptácie v priebehu času.

Biosféra podľa V.I. Vernadského, je organizovaná, jednoznačná škrupina zemskej kôry spojená so životom. Hranice biosféry sú obmedzené predovšetkým oblasťou existencie života. Biosféra nie je len jednou z existujúcich schránok Zeme, ako je litosféra, hydrosféra alebo atmosféra. Hlavný rozdiel medzi biosférou je v tom, že je to organizovaná škrupina. Byť nažive znamená byť organizovaný, poznamenal V.I. Vernadského, a to je podstata konceptu biosféry ako organizovaného obalu Zeme.

Podľa V.I. Vernadského, látka biosféry je heterogénna vo svojom fyzikálnom a chemickom zložení, a to:

• - živá hmota - súhrn živých organizmov;
• - biogénna hmota - nepretržitý biogénny tok atómov zo živej hmoty do nepriamej hmoty biosféry a späť;
• - inertná hmota (atmosféra, plyny, horniny atď.);
• - bioinertné látky, napríklad pôdy, kaly, povrchové vody, samotná biosféra, t. j. zložité prírodné inertné živé štruktúry;
• - rádioaktívna látka;
• - rozptýlené atómy;
• - látka kozmického pôvodu.

Hoci sú hranice biosféry dosť úzke, živé organizmy sú v nich rozmiestnené veľmi nerovnomerne. Vo vysokých nadmorských výškach a v hĺbkach hydrosféry a litosféry sú organizmy pomerne zriedkavé. Život sa sústreďuje najmä na povrchu Zeme, v pôde a v privrchovej vrstve oceánu. Celková hmotnosť živých organizmov sa odhaduje na 2,43 * 1012 ton. Biomasu organizmov žijúcich na súši tvoria 99,2 % zelené rastliny a 0,8 % živočíchy a mikroorganizmy. Naproti tomu v oceáne tvoria rastliny 6,3 % a živočíchy a mikroorganizmy 93,7 % z celkovej biomasy. Život je zameraný hlavne na zem. Celková biomasa oceánu je len 0,03 1012, čiže 0,13 % biomasy všetkých tvorov žijúcich na Zemi. Dôležitý vzorec je pozorovaný v distribúcii živých organizmov podľa druhového zloženia. Z celkového počtu druhov tvoria 21 % rastliny, ale ich podiel na celkovej biomase je 99 %. Spomedzi živočíchov tvoria 96 % druhov bezstavovce a len 4 % stavovce, z toho desatinu cicavce. Hmotnosť živej hmoty je len 0,01-0,02% inertnej hmoty biosféry, ale hrá vedúcu úlohu v geochemických procesoch. Organizmy získavajú látky a energiu potrebnú na metabolizmus z prostredia. Obmedzené množstvá živej hmoty sa znovu vytvárajú, transformujú a rozkladajú. Každý rok sa vďaka životne dôležitej činnosti rastlín a živočíchov reprodukuje asi 10 % biomasy. Okrem rastlín a živočíchov V.I. Vernadsky zahŕňa do pojmu „živá hmota“ ľudstvo, ktorého vplyv na geochemické procesy sa líši od vplyvu iných živých bytostí po prvé svojou intenzitou, ktorá sa zvyšuje s priebehom geologického času; po druhé, vplyv ľudskej činnosti na ostatné živé bytosti.

Život na Zemi teraz úplne závisí od fotosyntézy. Fixáciou energie slnečného svetla v produktoch fotosyntézy zohrávajú rastliny kozmickú úlohu zdroja energie na Zemi. Fotosyntézou sa rozumie premena jednoduchých zlúčenín (voda, oxid uhličitý a minerálne prvky) zelenými rastlinami a fotosyntetickými mikroorganizmami za účasti svetelnej energie a pigmentov absorbujúcich svetlo (chlorofyl a pod.) na zložité organické látky potrebné pre život všetkých organizmov. Rastliny každoročne vytvoria až 100 miliárd ton organických látok a zafixujú sa

9 * 1020 J energie slnečného žiarenia. Rastliny zároveň absorbujú až 170 miliárd ton oxidu uhličitého z atmosféry a rozložia až 130 miliárd ton vody, pričom uvoľnia až 115 miliárd ton voľného kyslíka.

Všetky biotické zložky ekosystému sa teda delia do troch hlavných skupín: producenti (zelené rastliny a organizmy, ktoré dokážu využívať chemickú energiu – chemosyntetiká), konzumenti alebo konzumenti (môžu mať niekoľko trofických úrovní) a rozkladači, čiže ničitelia (organizmy). transformuje, mineralizuje organickú hmotu a tým uzatvára biologický cyklus). Všetky živé organizmy, tak či onak sa navzájom využívajú, tvoria gigantický biologický cyklus biosféry. Tento kolobeh nie je úplne uzavretý: okrem vnesenej energie (slnečnej energie) má aj výstup - časť odumierajúcej organickej hmoty sa po rozklade mikroorganizmami-mineralizátormi môže dostať do vodných roztokov a ukladať sa vo forme sedimentárnych horniny a druhá časť tvorí ložiská takých biogénnych hornín ako uhlie, rašelina, sapropel atď.

V tomto veľkom biogeochemickom cykle hmoty a energie sa rozlišuje množstvo špecifickejších cyklov látok - voda, uhlík, kyslík, dusík, síra, fosfor atď., počas ktorých dochádza k výmene chemických prvkov medzi živými organizmami a anorganickými látkami. životné prostredie. Existencia týchto biogeochemických cyklov určuje vzhľad moderných ekosystémov, stabilitu a samoreguláciu biosféry ako celku. Preto bez ohľadu na to, aké zložité a rôznorodé môžu byť prejavy života na Zemi, všetky formy života sú navzájom prepojené prostredníctvom kolobehu hmoty a energie.

V tomto ohľade možno rozlíšiť tri etapy vývoja biosféry. Prvou etapou bol vznik biotického cyklu, ktorý znamenal vznik biosféry. Druhou fázou je komplikácia života na planéte v dôsledku vzniku mnohobunkových organizmov. Treťou etapou je formovanie ľudskej spoločnosti, ktorá prostredníctvom svojich ekonomických aktivít čoraz viac ovplyvňuje vývoj biosféry (noosféry). Pokusy identifikovať hlavné etapy vývoja biosféry si zaslúžia pozornosť už len preto, že predstavujú tento problém ako jednu z dôležitých úloh modernej evolučnej teórie.

Otázky môjho syna ma niekedy prekvapia... Včera sa zrazu opýtal, čo je to biosféra. Bol som dokonca zmätený, nevedel som, ako odpovedať. Toto je prípad, keď sa zdá, že rozumiete, o čo ide, ale nedokážete to jasne povedať. Musel som si sadnúť k počítaču a zistiť všetko o tejto škrupine Zeme.

Aké škrupiny má Zem?

Naša planéta je zložitá, hoci sa na to v každodennom živote akosi zabúda. Bez rozmýšľania dýchame, pijeme, jeme a vykonávame svoje každodenné činnosti. To znamená, že neustále komunikujeme s planétou a jej obalmi:

• plynná (atmosféra);
• pevná látka (litosféra);
• kvapalina (hydrosféra).

Čo je biosféra

Štvrtá škrupina Zeme sa nazýva biosféra alebo „živá škrupina“. Skladá sa z dvoch zložiek: živej a neživej. Všetky živé organizmy na planéte tvoria živú hmotu biosféry, ktorá zachytáva časti ostatných troch schránok. Koniec koncov, živé organizmy sú bežné vo vzduchu, vode, pôde a sedimentoch. Dá sa povedať, že tam, kde končí život, končí biosféra.

Rozdiel medzi biosférou a inými škrupinami

Hlavným rozdielom je živá hmota, jej obrovská rozmanitosť, schopnosť samoregulácie, rozmnožovania a obnovy.

To sa deje vďaka nasledujúcim funkciám:

• neustála cirkulácia látok, ktorá je regulovaná živými organizmami;
• otvorenosť tejto sféry pre kozmické energie a energiu Slnka;
• schopnosť živých bytostí premieňať slnečnú energiu na iné druhy energie;
• udržiavanie rovnováhy v biosfére prostredníctvom druhovej diverzity živých organizmov a ich vzťahov.

Jednoducho povedané, živé bytosti sa samy starajú o vytváranie podmienok pre svoj život na planéte. Je to ich zásluha, že voda a vzduch majú zloženie, ktoré je nevyhnutné pre život; tvoria pôdu a minerály prostredníctvom vzájomných interakcií a neživej hmoty.

Človek je tiež súčasťou biosféry. Aktívne zasahuje do všetkých procesov, ktoré sa v ňom vyskytujú, a výsledok „práce“ živých organizmov využíva pre svoje potreby, pričom často poškodzuje prírodu, a teda aj biosféru.

Biosféra je prostredím nášho života, to je príroda, ktorá nás obklopuje, o ktorej hovoríme hovorovou rečou. Človek - predovšetkým - s dýchaním, prejavom jeho funkcií, je neoddeliteľne spojený s touto „prírodou“, aj keď žije v meste alebo na samote.

V. I. Vernadskij

Biosféra(grécky bios - život, guľa - guľa, guľa) - zložitý vonkajší obal Zeme, obývaný organizmami, ktoré spolu tvoria živú hmotu planéty. Ide o jednu z najdôležitejších geosfér Zeme, ktorá je hlavnou zložkou prírodného prostredia obklopujúceho človeka.

Pojem „biosféra“ prvýkrát zaviedol do vedy rakúsky geológ Eduard Suess v roku 1875. Biosféru chápal ako tenký film života na zemskom povrchu. Úloha a význam biosféry pre rozvoj života na našej planéte sa ukázali byť také veľké, že už v prvej tretine 20. stor. sa objavil nový základný vedecký smer v prírodných vedách - doktrína biosféry , ktorej zakladateľom je veľký ruský vedec V.I.

Zem a jej prostredie vznikli ako výsledok prirodzeného vývoja celej slnečnej sústavy. Asi pred 4,7 miliardami rokov vznikla planéta Zem z plynu a prachu rozptýlených v protosolárnej sústave. Tak ako iné planéty, aj Zem dostáva energiu zo Slnka, ktorá sa dostáva na zemský povrch vo forme elektromagnetického žiarenia. Slnečné teplo je jednou z hlavných zložiek zemskej klímy, základom rozvoja mnohých geologických procesov. Obrovský tepelný tok prichádza z hlbín Zeme.

Podľa najnovších údajov je hmotnosť Zeme 6 x 10 21 ton, objem - 1,083 x 10 12 km 3, plocha - 510,2 milióna km 2. Veľkosť, a teda aj všetky prírodné zdroje našej planéty sú obmedzené.

Naša planéta má heterogénnu štruktúru a skladá sa zo sústredných schránok (geosfér) – vnútorných a vonkajších. Medzi vnútorné patrí jadro, plášť a medzi vonkajšie patrí litosféra (zemská kôra), hydrosféra, atmosféra a komplexný obal Zeme – biosféra.

Litosféra(grécky „lithos“ - kameň) - kamenná škrupina Zeme vrátane zemskej kôry s hrúbkou (hrúbkou) od 6 (pod oceánmi) do 80 km (horské systémy). Zemská kôra sa skladá z hornín. Podiel rôznych hornín v zemskej kôre nie je rovnaký – viac ako 70 % tvoria čadiče, žuly a iné vyvreliny, asi 17 % tvoria horniny premenené tlakom a vysokou teplotou a len niečo viac ako 12 % tvoria sedimentárne horniny.

Zemská kôra je pre ľudstvo najdôležitejším zdrojom. Obsahuje horľavé minerály (uhlie, ropa, bridlice), rudy (železo, hliník, meď, cín a pod.) a nekovové (fosfority, apatity atď.) minerály, prírodné stavebné materiály (vápence, piesky, štrk a pod.). atď.).

Hydrosféra(grécky „gidorah“ - voda) - vodná škrupina Zeme. Delí sa na povrchové a podzemné.

Povrchová hydrosféra- vodný obal povrchovej časti Zeme. Zahŕňa vody oceánov, morí, jazier, riek, nádrží, močiarov, ľadovcov, snehových pokrývok atď. Všetky tieto vody sa trvalo alebo dočasne nachádzajú na zemskom povrchu a nazývajú sa povrchové vody.

Povrchová hydrosféra netvorí súvislú vrstvu a prerušovane pokrýva zemský povrch zo 70,8 %.

Podzemná hydrosféra- zahŕňa vody nachádzajúce sa v hornej časti zemskej kôry. Nazývajú sa podzemné. Podzemná hydrosféra je zhora ohraničená zemským povrchom, jej spodná hranica sa nedá vysledovať, keďže hydrosféra preniká veľmi hlboko do hrúbky zemskej kôry.

V pomere k objemu zemegule celkový objem hydrosféry nepresahuje 0,13 %. Hlavnou časťou hydrosféry (96,53 %) je Svetový oceán. Podzemná voda predstavuje 23,4 milióna km 2 alebo 1,69 % z celkového objemu hydrosféry, zvyšok tvorí voda z riek, jazier a ľadovcov.

Viac ako 98 % všetkých vodných zdrojov Zeme tvoria slané vody oceánov, morí atď. Celkový objem sladkej vody na Zemi je 28,25 milióna km 3 , čo je asi 2 % z celkového objemu hydrosféry. Väčšina sladkej vody sa sústreďuje v ľadovcoch, ktorých vody sa stále využívajú veľmi málo. Zvyšok sladkých vôd vhodných na zásobovanie vodou predstavuje 4,2 milióna km3 vody, teda len 0,3 % objemu hydrosféry.

Hydrosféra zohráva obrovskú úlohu pri formovaní prírodného prostredia našej planéty. Veľmi aktívne ovplyvňuje aj atmosférické procesy (ohrievanie a ochladzovanie vzdušných hmôt, ich nasýtenie vlhkosťou atď.).

Atmosféra(grécky „atmos“ - para) - plynný obal Zeme pozostávajúci zo zmesi rôznych plynov, vodných pár a prachu. Celková hmotnosť atmosféry je 5,15-10 15 ton Vo výške 10 až 50 km, s maximálnou koncentráciou vo výške 20-25 km, sa nachádza vrstva ozónu, ktorá chráni Zem pred nadmerným ultrafialovým žiarením. ktorý je pre organizmy smrteľný.

Atmosféra fyzikálne, chemicky a mechanicky ovplyvňuje litosféru, reguluje distribúciu tepla a vlhkosti. Počasie a klíma na Zemi závisia od rozloženia tepla, tlaku a obsahu vodnej pary v atmosfére. Vodná para pohlcuje slnečné žiarenie, zvyšuje hustotu vzduchu a je zdrojom všetkých zrážok. Atmosféra podporuje rôzne formy života na Zemi.

Pri formovaní prirodzeného prostredia Zeme zohráva úlohu troposféra (spodná vrstva atmosféry do výšky 8-10 km v polárnych, 10-12 km v miernych a 16-18 km v tropických šírkach) a, v menšej miere stratosféra, oblasť studeného riedeného suchého vzduchu s hrúbkou približne 20 km. Meteoritný prach nepretržite padá cez stratosféru, je do nej vyvrhovaný sopečný prach a v minulosti aj produkty jadrových výbuchov v atmosfére.

V troposfére dochádza ku globálnym vertikálnym a horizontálnym pohybom vzdušných hmôt, ktoré do značnej miery určujú kolobeh vody, výmenu tepla a cezhraničný transport prachových častíc a znečistenia.

Atmosférické procesy úzko súvisia s procesmi vyskytujúcimi sa v litosfére a vodnom obale.

Medzi atmosférické javy patria: zrážky, oblačnosť, hmla, búrka, ľad, prachová (piesočná) búrka, víchrica, fujavica, mráz, rosa, námraza, námraza, polárna žiara atď.

Atmosféra, hydrosféra a litosféra spolu úzko spolupracujú. Takmer všetky povrchové exogénne geologické procesy sú spôsobené touto interakciou a zvyčajne prebiehajú v biosfére.

Biosféra- vonkajší obal Zeme, ktorý zahŕňa časť atmosféry do výšky 25-30 km (až po ozónovú vrstvu), takmer celú hydrosféru a vrchnú časť litosféry do hĺbky približne 3 km. Zvláštnosťou týchto častí je, že sú obývané živými organizmami, ktoré tvoria živú hmotu planéty. Interakcia abiotickej časti biosféry – vzduch, voda a horniny a organická hmota – biota podmieňovala vznik pôd a sedimentárnych hornín. Posledne menované podľa V.I. Vernadského nesú stopy činnosti starovekých biosfér, ktoré existovali v minulých geologických obdobiach.