Что такое биосфера обж кратко

Обновлено: 05.07.2024

БИОСФЕРА, область существования и функционирования ныне живущих организмов, охватывающая нижнюю часть атмосферы (аэробиосфера), всю гидросферу (гидросфера), поверхность суши (террабиосфера) и верхние слои литосферы (литобиосфера). Б. - активная оболочка Земли, в которой совокупная деятельность живых организмов появляется как геохомический фактор планетарного масштаба. Термин и понятие "Б." включает в себя как живые организмы (живое вещество), так и среду их обитания. При этом организмы сложно взаимодействуют друг с другом, представляют органически целостную и динамическую систему, составляющую единое целое с абиотическими сферами (атмосферой, литосферой, гидросферой). Б. - сложная функциональная структура. Над и под собственно Б. (эубиосферой) лежат слои, куда живое попадает лишь случайно (парабиосфера и метабиосфера), за их пределами жизнь невозможна. Общая толщина эубиосферы, по последним данным, оценивается в 12-17 км (иногда несколько больше или меньше): максимально до 5-6 (как правило, 2-3) км в глубь литосферы, до дна Мирового океана и до 6-7 км над поверхностью Земли. Б. - самая крупная экосистема земного шара; помимо морфологических структур, она делится на подсистемы более низкого иерархического уровня: экосистемы суши, океана, верхнего слоя литосферы и нижнего слоя атмосферы. Экосистема суши делится в свою очередь на биографические области, они, на природные пояса, те - на биомы и т.д. Б. характеризуется большим кругом биотического обмена веществ. Термин "Б." введен австрийским геологом Э. Зюссом (1831-1914) в 1875 Учение о Б. как об активной оболочке Земли создал В.И. Вернадский (1926).

Целостное учение о биосфере создал биогеохимик и философ В. И. Вернадский. Он впервые отвёл живым организмам роль главнейшей преобразующей силы планеты Земля, учитывая их деятельность не только в настоящее время, но и в прошлом.

Существует и другое, более широкое определение: Биосфера — область распространения жизни на космическом теле. При том, что существование жизни на других космических объектах, помимо Земли пока неизвестно, считается, что биосфера может распространяться на них в более скрытых областях, например, в литосферных полостях или в подлёдных океанах. Так, например, рассматривается возможность существования жизни в океане спутника Юпитера Европы.

Содержание

Местоположение биосферы

Биосфера включает в себя верхние слои литосферы, в которых ещё живут организмы, гидросферу и нижние слои атмосферы.

Границы биосферы

Верхняя граница в атмосфере: 15—20 км. Она определяется озоновым слоем, задерживающим коротковолновое ультрафиолетовое излучение, губительное для живых организмов.
Нижняя граница в литосфере: 3,5—7,5 км. Она определяется температурой перехода воды в пар и температурой денатурациибелков, однако в основном распространение живых организмов ограничивается вглубь несколькими метрами.
Граница между атмосферой и литосферой в гидросфере: 10—11 км. Определяется дном Мирового Океана, включая донные отложения.

Состав биосферы

Слои биосферы [3]

Весь слой воздействия жизни на неживую природу называется мегабиосферой, а вместе с артебиосферой — пространством человекообразной экспансии в околоземном пространстве — панбиосферой.

Аэробиосфера

Субстратом для жизни в атмосфере микроорганизмов (аэробионтов) служат водные капельки — атмосферная влага, источником энергии — солнечная энергия и аэрозоли. Примерно от верхушек деревьев до высоты наиболее частого расположения кучевых облаков простирается тропобиосфера (с тропобионтами; это пространство — более тонкий слой, чем тропосфера). Выше простирается слой крайне разреженной микробиоты — альтобиосфера (с альтобионтами). Выше простирается пространство, куда организмы проникают случайно и не часто и не размножаются — парабиосфера. Выше расположена апобиосфера.

Геобиосфера

Геобиосферу населяют геобионты, субстратом, а отчасти и средой жизни для которых служит земная твердь. Геобиосфера состоит из области жизни на поверхности суши — террабиосфера (с террабионтами), разделяемую на фитосферу (от поверхности земли до верхушек деревьев) и педосферу (почвы и подпочвы; иногда сюда включают всю кору выветривания) и жизнь в глубинах Земли — литобиосфера (с литобионтами, живущими в порах горных пород, главным образом в подземных водах). На больших высотах в горах, где уже невозможна жизнь высших растений, расположена высотная часть террабиосферы — эоловая зона (с эолобионтами). Литобиосфера распадается на слой, где возможна жизнь аэробов — гипотеррабиосфера и слой, где возможно лишь обитание анаэробов — теллуробиосфера. Жизнь в неактивной форме может проникать глубже — в гипобиосферу. Метабиосфера — все биогенные и биокосные породы. Глубже расположена абиосфера.

В глубинах литосферы есть 2 теоретических уровня распространения жизни — изотерма 100 °C, ниже которой вода при нормальном атмосферном давлении кипит, и изотерма 460 °C, где при любом давлении вода превращается в пар, т. е. в жидком состоянии быть не может.

Гидробиосфера

Гидробиосфера — весь глобальный слой воды (без подземных вод), населённый гидробионтами — распадается на слой континентальных вод — аквабиосфера (с аквабионтами) и область морей и океанов — маринобиосфера (с маринобионтами). Выделяют 3 слоя — относительно ярко освещённую фотосферу, всегда очень сумеречную дисфотосферу (до 1 % солнечной инсоляции) и слой абсолютной темноты — афотосфера.

Между верхней границей гипобиосферы и нижней парабиосферы лежит собственно биосфера — эубиосфера.

История развития биосферы

Развитие наблюдается лишь в живом веществе и связанным с ним биокосном. В косном веществе нашей планеты эволюционный процесс не проявляется [1] .

Зарождение жизни

Жизнь на Земле зародилась ещё в архее — примерно 3,5 млрд. лет назад в гидросфере. Такой возраст имеют найденные палеонтологами древнейшие органические остатки. Возраст Земли как самостоятельной планеты Солнечной системы оценивается в 4,5 млрд. лет. Таким образом, можно считать, что жизнь зародилась ещё в юношескую стадию жизни планеты. В архее появляются первые эукариоты — одноклеточные водоросли и простейшие организмы. Начался процесс почвообразования на суше. В конце архея появился половой процесс и многоклеточность у животных организмов.

Будущее биосферы

С течением времени биосфера становится всё более неустойчивой. Существует несколько трагичных для человечества преждевременных изменений состояния биосферы, некоторые из них связаны с деятельностью человечества.

Некоторые философы, например, Дэвид Пирс, выступают за модификацию биосферы с целью избавления от страданий всех живых существ и создание в буквальном смысле рая на земле (см. одно из значений слова аболиционизм).

История исследований биосферы

Большой вклад в развитие учения о биосфере внёс В. И. Вернадский.

Искусственная биосфера

Человек не может существовать вне биосферы, однако стремится исследовать космическое пространство. Ещё К. Э. Циолковский связывал освоение космоса с созданием искусственной биосферы [4] .

В настоящее время идея её создания вновь становится актуальной в связи с планами освоения Луны и Марса. Однако на данный момент попытка создания полностью автономной искусственной биосферы не увенчалась успехом.

Рассматривается возможность создания (пока в далёком будущем) внеземной биосферы на других планетах при помощи терраформирования.

Примечания

См. также

1) Кора (Континентальная кора · Океаническая кора): Осадочный слой • Верхняя кора • Граница Конрада • Нижняя кора • Литосфера (Литосферные плиты) • Поверхность Мохоровичича
2) Мантия: Верхняя мантия (Астеносфера) • Сейсмический раздел 660 км • Нижняя мантия • Граница Гутенберга
3) Ядро: Внешнее ядро • Внутреннее ядро

Строение Земли
Общая биология
Биосфера
Геохимия
Устойчивое развитие
Суперорганизм
Экосистемы

Wikimedia Foundation . 2010 .

Полезное

Смотреть что такое "Биосфера" в других словарях:

биосфера — биосфера … Орфографический словарь-справочник

БИОСФЕРА — (от греч. bios жизнь и sphaira шар: Зюсс, 1875; Вернадский, 1926), экосфера (многие западноевропейские авторы), биогеосфера (Дылис, 1964) одна из земных оболочек (геосфер), в которой благодаря живым организмам преобразуется солнечная энергия,… … Экологический словарь

Биосфера — сложная наружная оболочка Земли, населенная организмами, составляющими в совокупности живое вещество планеты. Масса живого вещества в Б. приближается к n•1014 2•1016 т. Б. состоит из тропосферы нижней части воздушной оболочки Земли (атмосферы),… … Геологическая энциклопедия

БИОСФЕРА — [ Словарь иностранных слов русского языка

БИОСФЕРА — (от био. и сфера), область активной жизни, охватывающая нижнюю часть атмосферы (высота до 20 25 км), гидросферу и верхнюю часть литосферы (глубина до 2 3 км). В биосфере живые организмы (живое вещество) и среда их обитания органически связаны и … Современная энциклопедия

БИОСФЕРА — (от био. и сфера) область активной жизни, охватывающая нижнюю часть атмосферы, гидросферу и верхнюю часть литосферы. В биосфере живые организмы (живое вещество) и среда их обитания органически связаны и взаимодействуют друг с другом, образуя… … Большой Энциклопедический словарь

Биосфера — (от греч. bios жизнь и сфера) область активной жизни, охватывающая нижнюю часть атмосферы, гидросферу и верхнюю часть литосферы. В биосфере живые организмы (живое вещество) и среда их обитания органически связаны и взаимодействуют друг с другом,… … Политология. Словарь.

Биосфера — (от био. и сфера), область активной жизни, охватывающая нижнюю часть атмосферы (высота до 20 25 км), гидросферу и верхнюю часть литосферы (глубина до 2 3 км). В биосфере живые организмы (живое вещество) и среда их обитания органически связаны и … Иллюстрированный энциклопедический словарь

БИОСФЕРА — (зона жизни), часть Земли от поверхности ее КОРЫ до окружающей ее АТМОСФЕРЫ, содержащая в себе все живые организмы, растительные и животные. Является самоподдерживающейся и нуждается только в притоке энергии. Простирается на несколько километров… … Научно-технический энциклопедический словарь

Биосфера – это пространство на поверхности Земли или вблизи нее, которое содержит и поддерживает живые организмы. Формирование началось не более 3,8 млрд лет назад, когда и осуществлялось постепенное проникновение живых организмов в литосферу, атмосферу и гидросферу. Создание и непрерывное существование биосферы происходит в результате химических, биологических и физических процессов.

История понятия
Распространение
Состав
Требования к жизни
Эволюция биосферы
Текущие разработки в области биосферы

История понятия

Впервые понятие биосферы предложил ученый Ж. Б. Ламарк еще в начале XIX в., хотя термин как таковой еще не был обозначен в его современном виде - он появился лишь в 1875 г. Предложил такое название австрийский палеонтолог и геолог Э. Зюсс. Более обширное учение о биосфере разработал уже в XX в. биогеохимик В. И. Вернадский. Согласно его концепции, живые организмы играют главнейшую роль в преобразовании планеты Земля.

Распространение

Литосфера – это окружающий слой Земли, состоящий из твердых тел, таких как почва и камни. Его толщина составляет от 80 до 100 километров. Граница биосферы определяется в основном температурой распада белков - главной составляющей всех живых организмов. Это происходит на глубине от 3,5 до 7,5 м.
Атмосфера окружает планету тонким слоем газа. В этом слое выделяют верхнюю границу биосферы на высоте в 15-20 км, то есть там, где существует озоновый слой, нейтрализующий пагубное воздействие ультрафиолетовых лучей из космоса.
Гидросфера – это жидкие среды, такие как озера и океаны, которые находятся между литосферой и атмосферой. Граница в этом слое находится на уровне 10-11 км, что соответствует дну Мирового океана.

Важно! Всего на сегодняшний день в биосфере существует свыше 3 млн различных видов живых организмов, включая человека. И каждый год научные деятели обнаруживают еще несколько тысяч новых видов среди рыб, растений, животных и т.д.

Состав

живое существо - это все разновидности организмов;
биогенное вещество - это все то, что образуется в результате деятельности живых организмов (яркий пример - минеральные залежи полезных ископаемых);
косное вещество - его образование происходит без непосредственного воздействия живых организмов и их участия;
биокосное вещество - это то, что формируется при воздействии и живых организмов, и неживых сред, за счет чего происходит динамичное равновесие (например, ил, почва);
вещества, которые находятся в радиоактивном распаде.

Требования к жизни

Разложение – распад сложных молекул, из которых состоят мертвые организмы, на простые питательные вещества, которые могут быть повторно использованы живыми организмами.
Энергия – энергия, которая может быть использована для выполнения работы и жизнедеятельности, например, солнечная энергия.
Глобальное потепление – потепление атмосферы в результате увеличения концентрации газов, которые накапливают тепло, например, таких как углекислый газ.
Питательное вещество – молекулы, которые организмы получают из окружающей среды. Они используются для роста, энергии и различных других клеточных процессов.
Цикл питания – цикл перехода биологически важных элементов из одной молекулярной формы в другую и обратно в исходную форму.
Фотосинтез – процесс, при котором растения собирают световую энергию солнца и используют ее для преобразования углекислого газа и воды в кислород и органические молекулы, необходимые для жизнедеятельности организмов в биосфере.
Дыхание – химическая реакция между органическими молекулами и кислородом, при которой производится углекислый газ, вода и энергия.

Важно! Энергия необходима для функций, которые выполняют организмы, таких как рост, движение, удаление отходов и размножение. Это единственное требование к жизни – энергия, полученная от Солнца. Растения и некоторые микроорганизмы являются единственными организмами, которые сами могут производить пищу. Другие организмы, в том числе люди, в своих энергетических потребностях полагаются на растения.

Основными элементами или химическими строительными блоками, составляющими все живые организмы, являются углерод, кислород, азот, фосфор и сера. Организмы способны усваивать эти элементы только в том случае, если они содержатся в полезных химических формах в качестве питательных веществ. В процессе, называемом круговоротом питательных веществ, элементы преобразуются из одной химической формы в другую, а затем обратно в первоначальную форму. Например, двуокись углерода извлекается растениями из воздуха и добавляется в органические соединения (такие как углеводы) путем фотосинтеза. Углекислый газ возвращается в атмосферу, когда растения и животные разрушают органические молекулы (процесс, известный как дыхание) и когда микроорганизмы разрушают отходы и ткани от мертвых организмов (процесс, известный как разложение).

Эволюция биосферы

За долгую историю Земли формы жизни резко изменили химический состав биосферы. В то же время химический состав биосферы повлиял на то, какие формы жизни населяют Землю. В прошлом скорость превращения питательных веществ из одной химической формы в другую не всегда равнялась их преобразованию обратно в первоначальную форму. Это привело к изменению относительных концентраций химических веществ в биосфере, таких как диоксид углерода и кислород. Снижение содержания углекислого газа и увеличение содержания кислорода в атмосфере обусловлено фотосинтезом, происходящим с большей скоростью, чем дыхание. Углерод, который присутствовал в атмосфере в виде диоксида углерода, теперь находится в залежах ископаемого топлива и известняковой скале.

Важно! Ученые считают, что увеличение концентрации кислорода в атмосфере повлияло на эволюцию жизни. Многоклеточные организмы, подобные человеку, смогли эволюционировать только тогда, когда кислород достиг высоких концентраций, таких как существующие на Земле сегодня. Чтобы приспособиться к высоким показателям дыхания, нам нужны высокие концентрации кислорода, и мы не смогли бы выжить, если бы биосфера не была изменена организмами, которые были до нас.

Текущие разработки в области биосферы

Применение удобрений увеличивает количество азота, фосфора и других питательных веществ, которые организмы могут использовать для роста.
Избыток питательных веществ наносит вред водоемам, вызывая чрезмерный рост водорослей и гибель рыб.
Сжигание топлива и “очистка” земли повышают уровень углекислого газа в атмосфере и могут вызвать глобальное потепление (постепенное повышение температуры Земли), благодаря способности углекислого газа удерживать тепло.

Биосфера 2

Интерес к долгосрочному контролируемому исследованию космоса вызвал разработки в области искусственных биосфер. Долгосрочные полеты в космос требуют, чтобы питательные вещества циклически воспроизводились в объеме, не превышающем необходимый уровень. Эксперимент, которому в начале 1990-х годов уделялось огромное внимание, позволил понять, как трудно управлять такими маленькими искусственными биосферами. Идея проекта заключалась в том, чтобы создать планету в миниатюре, где ее обитатели могли бы не только выжить, но и научиться жить и развиваться вместе. Биосфера-2 – одно из самых впечатляющих сооружений современности. Построено в пустыне Сонора у подножия гор Санта-Каталина недалеко от Тусона, штат Аризона. Это самая большая в мире теплица, изготовленная из стали и стекла, площадью в 12 766 квадратных метров, высотой - 26 м над уровнем пустыни. Внутри нее создана среда обитания людей – ферма, где можно работать, чтобы обеспечить себя едой.

Необычно облачный год в пустыне Аризоны , который задерживал рост продовольственных культур.
Быстрый некотролируемый рост и размножение некоторых видов муравьев, тараканов, различных видов бактерий и других насекомых, микроорганизмов . А так как применение ядохимикатов не было предусмотрено, это стало серьезной проблемой для жизни и ведения хозяйства людьми.
Отсутствие ветра сказалось на состоянии растений - они вырастали ломкими и хрупкими, быстро ломались и не давали того количества плодов, на которое рассчитывали люди внутри колбы.
Обилие популяции насекомых привело к избыточному потреблению образуемого кислорода. Из-за этого уровень его упал до 15% при норме в 21%. Жители Биосферы-2 стали быстро терять вес, задыхаться. В итоге ученым пришлось осуществлять поставку продовольствия и воздуха. А так как это не было предусмотрено, и было скрыто в ходе эксперимента, но потом факты открылись, эксперимент ожидало полное фиаско.
Необычное поведение пчел , введенными в заблуждение стеклянными стенами сооружения.
Внутри колбы каждое утро шел искусственный дождь из накапливавшегося под крышкой конденсата.

Гипотеза Геи

Гипотеза Геи, названная в честь греческой богини Земли Геи, рассматривает Землю как целостный, живой организм, а не просто как физический объект в космосе. Основоположником ее стал Джеймс Геттон, высказавший свое видение Земли как живого сверхорганизма на лекции еще в XVIII в. Чуть позже, в XX в., теория Геи была сформулирована химиком Джеймсом Лавлоком и американским биологом Линн Маргулис. Подтверждение концепции было основано на открытии в 2008 г. Брентом Крайстнером. Его смысл заключался в том, что бактерии, обеспечивающие жизнедеятельность организмов на Земле, перемещаются в облаках на очень далекие расстояния и могут быть причиной осадков на территориях даже с очень высокими температурами. Последователи этой концепции предполагают, что все организмы и их среды (составляющие биосферу) работают вместе, чтобы обеспечивать физические и химические условия на Земле, которые способствуют и поддерживают жизнь. Согласно гипотезе, организмы взаимодействуют с окружающей средой как гомеостатический (уравновешивающий) механизм регулирования таких условий, как концентрация кислорода и углекислого газа в атмосфере. Система помогает поддерживать условия в удовлетворительном для жизни диапазоне. В научном сообществе мало кто поддерживает идею о том, что Земля является интегрированной системой, способной регулировать условия для самостоятельного поддержания жизни. Однако гипотеза Геи является весьма полезной концепцией, поскольку она подчеркивает связь между организмами и окружающей средой, а также влияние, которое оказывает на них деятельность человека. Таким образом, биосфера - это огромный пласт планеты Земля, который распространяется на несколько слоев ее основной структуры. Те изменения, которые мы видим на сегодняшний день в результате жизнедеятельности человека, дают основание предполагать, что в дальнейшем могут быть еще более динамичные сдвиги как в развитии элементов биосферы, так и в вымирании некоторых ее видов. Еще больше интересных фактов о биосфере узнайте из предложенного ниже видео.

Биосфера - это часть верхней оболочки Земли, в которой способны существовать живые организмы. Биосфера охватывает нижние слои атмосферы, гидросферу(моря, океаны, реки и другие водоёмы) и верхнюю часть суши.

Ещё в XX веке хозяйственная деятельность человека приобрела такие масштабы, что нарушилось естественное функционирование биосферы, её энергетический баланс, сложившийся круговорот веществ; сокращается многообразие видов и биологических сообществ.

Согласно концепции выдающегося русского учёного Владимира Ивановича Вернадского, биосфера представляет собой оболочку Земли, включающую как область распространения живого вещества, так и само это вещество. Таким образом, биосфера – это нижняя часть атмосферы, вся гидросфера и верхняя часть литосферы Земли, населённые живыми организмами. Биосфера – самая крупная (глобальная) экосистема Земли.

Биосфера существует по принципу круговорота: практически без отходов. Человек же использует вещество планеты, образуя огромное количество отходов. При этом в круговорот веществ включаются синтезированные человеком ядовитые соединения: пластмассы, пестициды (гербициды, зооциды, инсектициды, фунгициды, дефолианты и др.). В результате происходит обогащение биосферы несвойственными ей ядовитыми соединениями, нарушается естественное соотношение химических элементов и теряется способность к самоочищению.

При учёте всех видов отходов количество полезного общественного продукта составляет не более 2% используемых природных ресурсов, а остальные 98% уходят в отходы. Загрязняя биосферу, человек сам становится потребителем загрязнённой пищевой продукции.

Специалисты считают, что 40% всех человеческих недугов связаны с деградацией окружающей среды.

Появились вещества, изменяющие нормальную структуру генов (единиц наследственности, ответственных за формирование какого-либо признака). Это мутагены.

Мутагенез – изменение генов под воздействием окружающей среды (физических и химических факторов) – может происходить в любом живом организме. Этот процесс сам по себе закономерен, но в условиях загрязнения окружающей среды он выходит из-под контроля природных механизмов и может вести к болезням. Задача человека – научиться управлять своим здоровьем в новых условиях.

Загрязнение биосферы можно условно разделить на четыре основных вида:

Ингредиентное загрязнение – поступление в биосферу веществ, количественно и качественно чуждых ей. Вещества, загрязняющие биосферу, могут быть газо- и парообразными, жидкими и твёрдыми.
Энергетическое загрязнение – шумовое, тепловое, световое, радиационное, электромагнитное.
Деструкционное загрязнение – вырубка лесов, нарушение водотоков, карьерные разработки полезных ископаемых, дорожное строительство, эрозия почв, осушение земель, урбанизация (рост и развитие городов) и другие, то есть представляющие собой изменение ландшафтов и экологических систем в результате преобразования природы человеком.

Биоценотическое загрязнение – заключающееся в воздействии на состав, структуру популяций живых организмов.

Читайте также: