Людина і біосфера Біосфера та її межі

Біосфера – особлива частина Землі, заселена живими організмами; сукупність усіх біогеоценозів Землі, єдина глобальна система вищого порядку (поняття «біосфера» запропонував австрійський вчений Е. Зюсс, учення про біосферу створив український вчений В.І. Вернадський).

Геологічні оболонки Землі, на які поширюється біосфера:

• літосфера – зовнішня тверда, завглибшки 50-200 км;

• гідросфера – водяна, займає більше 70% поверхні планети, має різну товщину (у деяких місцях досягає 11 км);

• атмосфера – газова, до неї входять:

  • тропосфера – розміщена до 15-20 км над літосферою і гідросферою;

  • стратосфера – розташована над тропосферою, досягає 80 км заввишки (у стратосфері на висотах між 7-8 км (над полюсами), 17-18 км (над екватором) та 50 км міститься озоновий екран; біля верхньої її межі виникає північне сяйво);

  • іоносфера – розташована над стратосферою.

Біосфера включає практично всю гідросферу, частину літосфери (до 3-4 км; далі існування організмів обмежується високою температурою), частину атмосфери (до 20 км; далі існування організмів обмежується УФ-випромінюванням).

Жива речовина – сукупність живих організмів у біосфері.

Основні характеристики живої речовини:

• біомаса – сумарна маса всіх організмів; найвища концентрація біомаси спостерігається на межах геологічних сфер (літосфери і атмосфери, літосфери і гідросфери, гідросфери і атмосфери);

• енергія – світлова енергія Сонця, перетворена фототрофами в енергію хімічних зв’язків.

Функції живої речовини:

• газова – полягає у впливові живих організмів на склад атмосфери (аероби в процесі дихання поглинають О₂ і виділяють СО₂, фототрофи в процесі фотосинтезу поглинають СО₂ і виділяють О₂, азотфіксуючі бактерії впливають на концентрацію N₂);

• окиснювально-відновна – полягає у тому, що за допомогою живих організмів окислюються або відновлюються певні сполуки (залізобактерії окислюють сполуки Fe, сіркобактерії окислюють сполуки S, денітрифікуючі бактерії відновлюють NO₃^– і NO₂^– до N₂);

• концентраційна – полягає у поглинанні живими істотами певних хімічних елементів з навколишнього середовища і накопиченні їх у своїх організмах (форамініфери, молюски, хребетні накопичують сполуки Ca та P, радіолярії – Sr та Si, водорості – J).

Здійснення функцій живої речовини пов’язане з міграцією атомів у процесі колообігу речовин у біосфері. Розрізняють:

• абіогенна міграція хімічних елементів – відбувається поза живими організмами;

• біогенна міграція хімічних елементів – відбувається за участю всіх живих організмів.

Живі організми беруть участь у процесах відкладання осадових порід, ґрунтоутворення, формування атмосфери.

Біогеохімія – вчення про геохімічну діяльність живих організмів.

Ноосфера – новий стан біосфери, за якого розумова діяльність людини є визначальним фактором її розвитку (поняття «ноосфера» запропонували французькі філософи Е. Леруа та П. де Шарден).