ПОНЯТИЕ И Определение биосферы

Характерная особенность нашей планеты, отличающей ее от всех соседок по Солнечной системе – существование на ней жизни. Нигде в обозримом Космосе, как бы не хотелось этого людям, до сих пор не найдена жизнь в том ее состоянии и развитии, что присутствует на Земле. Таинственная загадка появления (зарождения или привнесения) органического мира на Земле, именуемого жизнью, до сих пор не разгадана. Работы здесь ведутся по двум направлениям: исследования, направленные на изучение путей зарождения органической жизни непосредственно на планете, и межпланетные космические исследования, которые, как надеются ученые смогут пролить какой-нибудь свет на механизмы синтеза органических молекул.

Сложный природный процесс, протекавший и протекающий на Земле непосредственно связан с взаимодействием трех оболочек планеты: литосферы, гидросферы и атмосферы. Именно эти оболочки и являются той сферой, областью, где существуют живые организмы. Такая область существования живых организмов на Земле называют биосферой (сферой жизни).

Термин биосфера утвердился в естествознании еще в начале XIX века. Биосфера включает в себя все области нашей планеты, освоенные жизнью. Это и атмосфера, и океан, и все части земной поверхности, где утвердилась жизнь в любых ее формах.

Впервые вплотную к понятию биосфера подошел французский естествоиспытатель Жан Батист Ламарк.

Ему принадлежит приоритет в формулировке самого понятия «биосфера», и хотя Ламарк употребил впервые термин «биосфера» в 1803 г. в труде по гидрогеологии Франции для обозначения совокупности организмов, обитающих на Земле, это термин вскоре был благополучно забыт и внедрился в научную терминологию значительно позже. Ламарку не отдается преимущество при определении приоритета в употреблении термина «биосфера», поскольку он не выражал этим словом представление о сфере деятельности живых существ.

Однако обобщения, сделанные Ламарком, позволяют нам говорить о том, что высказанные им идеи содержат в себе зачатки понятия о биосфере. В лекциях 1800 г. года Ламарк отметил, что живые тела содержат все неорганические вещества, наблюдаемые в природе, и объяснил это активным участием животных и растений в формировании поверхности Земли. Позже он заключает, что все минералы внешней коры и состоящие из них элементы земной поверхности являются исключительно продуктами животных и растений, которые существовали на этих участках поверхности земного шара.

Работы Ламарка положили начало представлениям о существовании на нашей планете определенного пространства, заселенного живыми существами. Причем подчеркивалось, что это пространство организовано именно жизнедеятельностью организмов. К концу XIX в. было использовано множество терминов для обозначения такого пространства, однако закрепился лишь один. Австрийский геолог Эдуард-Фридрих Зюсс в 1875 г. воскресил предложенный Ламарком термин и ввел это понятие в науку повторно, причем, неизвестно, заимствовал ли его ученый из трудов своего великого предшественника, либо это было его самостоятельным умозаключением. Так или иначе, в своей работе «Происхождение Альп» впервые в научной литературе Зюсс сказал о «самостоятельной биосфере», как особой оболочки Земли, образованной живыми организмами. Позже, в трехтомном труде «Лик Земли» он разработал понятие биосферы, как области Земли, заселенной жизнью.

Он писал: «В области взаимодействия верхних сфер и литосферы и на поверхности материков можно выделять самостоятельную биосферу. Она простирается теперь как над сухой, так и над влажной поверхностью, но ясно, что раньше она была ограничена только гидросферой». Именно с 1875 года, времени выхода книги Зюсса, мы датируем начало биологического представления о биосфере как совокупности организмов, населяющих Землю.

Биосфера (от греч. bios - жизнь, sphaira - шар) - оболочка Земли, населенная живыми организмами, область обитания живых организмов планеты Земля, самая большая экосистема. Именно живые организмы сформировали отложения известняков, залежи угля и нефти, накопили свободный кислород в атмосфере.

СТРУКТУРА БИОСФЕРЫ

Биосфера представляет собой сложнейшую планетарную оболочку жизни, населенную организмами, составляющими в совокупности живое вещество. Это самая крупная (глобальная) экосистема Земли - область системного взаимодействия живого и косного вещества на планете. Совокупная деятельность живых организмов в биосфере проявляется как геохимический фактор планетарного масштаба.

Биосфера охватывает нижнюю часть атмосферы до высоты озонового экрана (20-25 км), верхнюю часть литосферы (кора выветривания) и всю гидросферу до глубинных слоев океана. Биосфера – область существования живого вещества, активная оболочка Земли, в которой совокупная деятельность живых организмов проявляется как геохимический фактор планетарного масштаба.

Ограничивают область распространения жизни слишком высокие или низкие температуры. Нижнюю границу биосферы на материках условно проводят по изотерме 100о С. При более высокой температуре большинство бактерий существовать не может. В Европе эта изотерма находится на глубине 10-15 км, в молодых альпийских прогибах она поднимается до 1,5-2 км. Фактически жизнь в литосфере прослеживается до глубины 3-4 км.

Элементы минерального питания также влияют на развитие жизни. К ограничивающему фактору можно отнести и сверхсоленую среду (превышение концентрации солей в морской воде примерно в 10 раз). Лишены жизни подземные воды с концентрацией солей свыше 270 г/л.

В планетарной биосфере выделяют континентальную и океаническую биосферы, которые отличаются геологическими, географическими, экологическими, биологическими, физическими и другими условиями. Нижний предел распространения живого ограничивается дном океана (глубина около 11 км). Вверх, в атмосферу, биосфера простирается не выше наибольших плотностей озонового экрана, что составляет 22-24 км. Следовательно, предел протяженности биосферы выражается цифрой 39-40 км. Однако основная жизнь в биосфере сконцентрирована в значительно более узких пределах, охватывающих всего несколько десятков метров. Поражает то, насколько невелика область распространения жизни на Земле: по сравнению с диаметром Земли (13 000 км) биосфера — это тонкая пленка на ее поверхности.

А как же установить границу биосферы в морях и океанах? Английский натуралист Э.Форбс в 1841 году по результатам своих наблюдений в Средиземном море категорически заявил, что ниже 540 м жизнь в океанических водах невозможна. Однако уже спустя 20 лет был поднят кабель с глубины 2160 метров. Он оказался весь усеян кораллами, устрицами, двустворчатыми и брюхоногими моллюсками, яйцами кальмаров.

Окончательно было доказано, что самые глубокие места в Мировом океане обитаемы, в 1960 году. 23 января исследователи-океанологи Жак Пикар и Дон Уолш опустились в батискафе в Марианскую впадину Тихого океана. На глубине 10 525 метров они разглядели рыбу и креветку. Так было доказано о существовании живых организмов в самых глубоких местах океана. Следует только отметить, что плотность организмов в океане распределяется крайне неравномерно. Примерно 5/6 его обитателей предпочитают верхние, освещаемые солнцем слои. По мере спуска в глубину количество видов резко уменьшается.

Что касается верхней границы существования жизни, то ученые обычно проводят ее на высоте 20-25 километров, где находится спасительный для всего живого озоновый экран. Здесь та же ситуация с расселением организмов, что и в океане, только наоборот. Уже на высоте 8-9 км температура сильно ограничивает существование животных и растений.

Что касается организмов, населяющих биосферу, то их насчитывается примерно около 2-2,5 миллионов видов. Причем особое место отводится растениям, производителям органического вещества. Их общий сухой вес (вес фитомассы) оценивается примерно в 2,42 х 1012 т. Это составляет 99% всего живого вещества на планете. Оставшийся 1% приходится на гетеротрофные организмы.

Наши рекомендации