Общая характеристика и определение биосферы
Тема 4
ОРГАНИЗАЦИЯ БИОСФЕРЫ
Структура и границы биосферы
Общая характеристика и определение биосферы
Сам термин «биосфера» был введен К.Зюссом в 1879 г. Концепция биосферы разработана Вернадским.
Биосфера – совокупность частей земной оболочки, которая заселена живыми организмами, находится под их воздействием, занята продуктами их жизнедеятельности и представляет собой глобальную экосистему.
Биосфера, как оболочка Земли, включает составной частью атмосферу, гидросферу, литосферу и биоту, как особую сферу жизни. Поэтому границами биосферы принято считать границы озонового слоя, но жизнь распределена на гораздо большее расстояния, как в верхних слоях атмосферы, так и вглубь литосферы или гидросферы.
Так как сегодня и на глубине ≈11 км (10919 м) обнаружена жизнь, а космические корабли так же раздвигают границы биосферы, поэтому в настоящее время применима концепция экосферы, разработанная В.Горшковым.
Экосфера – планетарная совокупность живых организмов, а так же все вещества, находящиеся под контролем потребления трансформации и продуцирования живых организмов не относящаяся к геологическому покрову и границы экосферы больше четко определены. Низшая граница проходит по горизонту, максимальная – проникновения корней деревьев; верхняя – под поверхностью растительного покрова (30 м). Экосферой называют «пленкой жизни».
Особенности биосферы:
1. биосфера представляет собой оболочку жизни, то есть оболочку существования живых организмов;
2. биосфера – это оболочка Земли, где происходит трансформация космического излучения в действенную земную энергию: электрическую, химическую, механическую, тепловую;
3. планетарная роль живых организмов: по классификации Вернадского все вещество биосферы делится на следующие группы:
а) живое вещество;
б) биогенное вещество – это продукты жизнедеятельности живых организмов;
в) биокосное вещество – это те вещества, которые циркулируют между живой и неживой материей (N2, CO2, );
г) абиогенное вещество – минералы, которые могут быть вовлечены в круговорот жизни;
д) косное или неживое вещество – горные породы, минералы, песок.
Основные жизнеобеспечивающие факторы биосферы следующие:
1. CO2 + O2 – их наличие;
2. Термический режим;
3. Влажность, связанная с наличием воды. А так же обеспечивающая нормальный ход ферментным процессов.
На Земле существует буферные системы, позволяющие сохранить живое вещество биосферы.
2я буферная система – озоновый слой, был образован в результате жизнедеятельности биоты из O2. Функции озонового слоя – защита и поглощение жесткого ультрафиолетового излучения.
3я буферная система – атмосфера – плотный газовый слой, инертный по химическому составу. Защищает и дает право на жизнь всем живым организмам биосферы. Функции атмосферы: защитная, транспортная (перемещает воздушные массы), это ускоряет обмен веществ и круговороты, способствует рассеянию вредных примесей.
4я буферная система – арктическая оболочка, Арктика. Функции: вечные льды являются универсальными адсорбентами загрязняющих примесей, они фильтруют атмосферу, выравнивают концентрацию различных веществ в атмосфере.
5я буферная система – почва – особое природное образование, обладающее рядом свойств, присущих живой и неживой материи одновременно. Почва образовалась в результате совместного действия воды, воздуха и живых организмов на горные породы. Функции:
- разложение мертвой органики в цепях редуцентов;
- плодородие – производство биомассы.
6я буферная система – зеленый покров планеты – глобольный фитоценоз. Функции:
- синтез биомассы;
- производство пищи для всех живых организмов;
- выделение О2;
- поглощение СО2;
- перераспределение осадков и формирование климата.
7я буферная система – единый генофонд живых организмов. Основная функция – поддерживание биологического разнообразия.
Общая структура биосферы
Выделяют вертикальную и горизонтальную структуры биосферы.
Структура биосферы:
1. аэробиосфера – организмы на живут, но там находятся, до 11 км;
2. слой от 50 до 300 м – это экотон между террабиосферой и гидробиосферой с одной стороны и тропосферой с другой.
3. Тропобиосфера – наличие птиц, насекомых, пчел;
4. Альтобиосфера – верхние слои, t = 0 С0, жизнь возможна прямой солнечной инсоляции;
5. Парабиосфера – прилегают к биосфере «снизу», там появляются микроорганизмы, которые неспособны к активному метаболизму из-за высокой t и Р. «сверху» – гипобиосфера, низкая t и Р, влияния космического излучения. «выше» – апобиосфера.