Biosfēra: biosfēras robežas. Biosfēras sastāvs un robežas. Biosfēras augšējā robeža

Biosfēru parasti uzskata par Zemes apvalku, kurā dzīvo dzīvie organismi, kuri to vitalitātes laikā aktīvi to pārveido.

Studiju vēsture

Biosfēras jēdziens kā dzīves joma 19.gadsimta pirmajā pusē tika ieviests zinātnē Jean Baptiste de Lamarque. Tas bija tas, kurš tuvojās viņas izpratnei. Bet pats termins tika ierosināts Austrijas zinātnieks Edvards Sīss. Viņš strādāja ģeoloģijas jomā un saprata zem biosfēras visu organismu kopumu. Tagad šī nozīme tiek ievietota terminā "biota". Sess iepazīstināja ar savām hipotēzēm un pētījumu rezultātiem slavenajā zinātniskajā darbā "Zemes seja", kurā viņš aprakstīja Alpu ģeoloģiju.

Mūsdienu biosfēras jēdzienu formulēja krievu ģeokemists, kuram ir enciklopēdiskas zināšanas daudzās zinātņu nozarēs - Vladimirs I. Vernadskis. Maskavas universitātes mineraloģijas profesors, viņš kļuva par 1926. gadā publicētā izcilā darba "Biosfēra" autore. Šajā darbā viņš pirmo reizi sīki definēja šo terminu.

VM Vernadsky pareizi uzskatīja, ka biosfēra ir liels koncentrisks zemes reģions, kuram ir galvenā ģeoķīmiskā spēka loma. Tātad, tā ir vieta, kurā šobrīd dzīvo vai kādreiz pastāvēja, tas ir, biosfēru raksturo dzīvo organismu klātbūtne vai to vitaliskās aktivitātes klātbūtne.

Biosfēras vielu veidi

VI Vernadsky izceļ vairāku veidu vielas, kas veido biosfēras pamatu.

1. Patiesībā dzīvā viela, ko veido organismu kombinācija.
2. Biogēna viela, kas veidojas gaitā un paliek pēc organismu dzīves. Tie ir atmosfēras gāzes, ogles, eļļa un tā tālāk.
3. Kosmiskā viela, kas veidojas bez organismu iejaukšanās.
4. Bioķīmiskās vielas ir savienojumi, kas ir organismu dzīvībai svarīgās aktivitātes rezultāts saistībā ar abiogeniskiem procesiem.

Biosfēras robežas tiek noteiktas saskaņā ar iepriekšminēto vielu kopas klātbūtni Zemes čaumalās.

Dzīvā viela biosfērā

Ir skaidrs, ka galvenie ģeoķīmiskie un enerģētiskie procesi notiek ar dzīvās vielas obligātu līdzdalību . VI Vernadsky tā formulēja tā jēdzienu. Dzīvā būtne - visi pašlaik esošie dzīvie organismi , kas veido vienu komplektu, kas izteikts elementārā ķīmiskajā sastāvā, svarā, enerģētikā.

Dzīvās vielas galvenā īpašība ir tā aktivitāte, pateicoties sakarībai ar vidi ar pastāvīgu biogēnu plūsmu. Plūsmu veido elpošana, barošana, reprodukcija. Šajā kontekstā mēs varam uzskatīt organismu vitalitāti kā spēcīgu planētas formas ģeoloģisko procesu.

Nepārtraukta ķīmisko elementu migrācija starp ķermeni un vidi abos virzienos notiek nepārtraukti. Šī procesa realizācija ir iespējama, pateicoties organisko elementu ķīmiskā sastāva tuvumam zemes garozas ķīmiskajam sastāvam.

Augi, kas veic fotosintēzi, veido biosfēras kompleksā organiskās molekulas, kurām ir liels enerģijas daudzums. Tādējādi dzīvā viela uzkrājas un pārveido Saules radīto enerģiju. Enerģijas kustība kļūst iespējama, pateicoties pastāvīgai ķermeņa izaugsmei un attīstībai. Reprodukcijas ātrums, kā pareizi uzskatīja VI Vernadsky, ir ātrums, kādā ģeoloģiskā enerģija tiek nodota biosfērā.

Robežas

Daļa no biosfēras, kurā pašlaik ir dzīvie organismi, parasti sauc par neozisferu. Citiem vārdiem sakot, mūsdienu. Un vieta, kas bija seno organismu biotops, ir paleobiosfēra.

Planētas ģeosfēru kopējā masa ir aptuveni 2420 miljardi tonnu. Šī vērtība ir 200 reizes lielāka par atmosfēras masu. Tādējādi var secināt, ka dzīvo vielu slānis kopējā ģeogrāfu masā ir nenozīmīgs.

Iespējamo iespēju klāsts un organismu pielāgošanās spēja nosaka "paredzamo dzīves ilgumu". Dzīvās būtnes pakāpeniski atrisinājās jūrās un okeānos, pēc tam apmetās uz zemes. Pēc Vernadskis domām, biosfēras struktūra un robežas tagad mainās.

Jāatzīmē, ka atšķirībā no citām sauszemes apvalkiem tikai biosfēru var uzskatīt par sarežģītu. Tas arī veic "dzīvo būtņu" seguma funkciju un ir daudzu organismu, arī cilvēka, biotops.

Biosfēras robežas ir definētas šādi. Tas ietver atmosfēras apakšējo zonu, litosfēras augšējo zonu un visu hidrosfēru. Un atmosfēras augstums, kam raksturīgs auksts, zems spiediens un okeāna dziļums, spiediens, kas var sasniegt 12 000 atmosfēras, ir viss biosfēra. Biosfēras robežas ir tik plašas, pateicoties ļoti plašai organismu tolerances temperatūrai.

Jāatzīmē, ka ir baktērijas, kas var pastāvēt vakuumā. Pielāgošanās ķīmiskajiem apstākļiem arī ir ļoti plaša. Realitāte ir organismu esamība, piemēram, pastāvīgā jonizējošā starojuma ietekmē. Pētījumi liecina, ka dažas dzīvās būtnes ir tik izturīgas, ka saskaņā ar noteiktiem kritērijiem to iespējas ir pat ārpus biosfēras robežām.

Papildus galvenajiem nosacījumiem, kas uzskaitīti iepriekš, organismu dzīvi nosaka nosacījums par biogēno strāvu atomos.

Biosfēras augšējā robeža

Dažādās pasaules daļās dzīve atmosfērā pastāv dažādos augstumos. Dienvidu un ziemeļu poļu zonās šī vērtība ir 8-10 km, pie ekvatora - 17-18 km, pār visām citām teritorijām - 20-25 km. Tādējādi tikai troposfēra ir piepildīta ar dzīvi - atmosfēras apakšējā daļa

Dzīves izplatīšanās fiziskā robeža atmosfērā ir ozona slāņa apakšējā robeža .

Hidrosfēra

Hidrosfēru veido okeāni, jūra, ezeri, upes un ledus pārsegi. Visā dziļumā ir dzīve. Lielākā daļa dzīvo organismu aizņem virszemes slāņus un piekrastes zonas. Bet pat 11 022 m dziļumā Pasaules okeāna (Mariinsky) dziļākajā baseinā ir iedzīvotāji. Ne biosfērā ir arī apakšas nogulsnes, kas agrāk bija seno radījumu biotops.

Zemākā robeža no biosfēras

Runājot par litosfēru, augsne, protams, ir visblīvāk apdzīvotais slānis, taču dzīves pastāvēšana ir daudz dziļāka - aptuveni 6 līdz 7 km zem zemes. Tas vispirms attiecas uz dziļām plaisām un alām.

Organismi, kas apdzīvo biosfēru

Dzīvie organismi tiek iedalīti divās grupās atkarībā no dzīves iegūšanai nepieciešamās enerģijas iegūšanas metodes: autotrofiski un heterotrofiski. Abas grupu pārstāvju biotops ir biosfēra. Biosfēras robežas nosaka to izplatība.

Autotrofu organismu pārstāvji uzturā nav saistīti ar citām dzīvām būtnēm. Tam vajadzīgs saules gaisma vai neorganiskās izcelsmes savienojumu ķīmisko saišu enerģija. Abi var izmantot kā enerģijas avotu, bet tie ir iegūti no minerālvielām.

Autotrophs ir sadalītas divās apakšgrupās. Tie ir fototrofi (zaļie) un hemotrofi (baktērijas). Pirmie var pastāvēt tikai saules staru iespiešanās rajonā. Bet pēdējais, pateicoties organisko dabas ķīmisko savienojumu kā enerģijas avota izmantošanai, ir daudz biežāk sastopams.

Savukārt heterotrofiem kā enerģijas avotiem un uzturu ir nepieciešamas organiskas vielas, ko ražo citi organismi. Tas nozīmē, ka bez autotrofu iepriekšējas darba viņu eksistence nebūtu iespējama. Dzīvnieki un cilvēki, tāpat kā biosfēras iedzīvotāji, pieder heterotrofiskiem organismiem.

"Dzīves filmas"

Nevienmērīgs dzīves sadalījums - šī ir viena no svarīgākajām biosfēras raksturojošajām iezīmēm. Biosfēras robežas ir viszemākais dzīves blīvums. Vislielākais ir dzīvotņu krustojumos. Kopumā dzīves izplatība biosfērā ir strauji nevienmērīga. VI Vernadsky iepazīstināja ar terminu "Dzīves filmas", ar viņa palīdzību aprakstot visblīvāk apdzīvotās biosfēras teritorijas. Kontaktpunkta "augsne-gaiss" robeža ir pirmā no šādām filmām, tās biezums ir no 2 līdz 3 cm. Otro ir pārstāvēta "gaisa-augsnes" kontakta zona - piekrastes josla un upvina zona. Trešo daļu raksturo ezera okeāna zona (līdz 200 m), tas ir, reģions, kurā brīvi iekļūst saules staros.

Tādējādi dzīve, kas pārveido "Zemes virsmu", ir nedalāmi saistīta ar jēdzienu "biosfēra". Biosfēras robežas ir dzīves robežas.

Telpiskā funkcionālā organizācija ir mehānisms, kas nodrošina "visu dzīvo būtņu ģeoloģisko mūžību". Cilvēks kā biosfēras iedzīvotājs kopā ar citiem heterotrofiem ir tiešais enerģijas cikla dalībnieks, kas dzīvo uz Zemes.