Учение о биосфере Биосфера – определение, состав, границы

Термин «биосфера» был введен Э. Зюссом в 1875 г., учение о биосфере создано В.И. Вернадским в 1926 г.

Биосфера – это оболочка Земли, состав, структура и энергетика которой определяется совокупной деятельностью всех живых организмов.

Другими словами, биосфера – это область распространения живых организмов. Биосфера является глобальной экосистемой Земли и состоит из систем более низкого ранга. Состав биосферы:

1. аэробиосфера,

2. гидробиосфера,

3. геобиосфера:

   1. литобиосфера,

   2. террабиосфера.

Аэробиосфера – часть атмосферы, входящая в состав биосферы. В биосферу включают атмосферу от поверхности Земли до высоты озонового слоя (18-24 км). Проведение верхней границы биосферы на высоте озонового слоя обусловлена способностью озона поглощать ультрафиолетовое излучение биологически активной области с длиной волны 200-320 нм, которое губительно воздействует на белковые структуры. Т.о., верхняя граница биосферы является принципиальной – существование любых живых организмов выше озонового слоя невозможно. На Земле нет ни одного вида живых организмов, существование которого было бы связано только с воздушной средой, поэтому лишь тонкий приземной слой атмосферы (до высоты 100 м ) наполнен жизнью.

Гидробиосфера – часть гидросферы, входящая в состав биосферы. Вода и жизнь в биосфере являются словами-синонимами. Живые организмы обитают даже в горячих источниках при температуре 97 ⁰ С, в глубоководных желобах Мирового океана, соленых и ультрасоленых озерах. Только небольшая часть гидросферы (доли одного процента) – подземные воды, расположенные глубже 3 км, - не входит в биосферу.

В геобиосфере выделяют литобиосферу и террабиосферу. Литобиосфера – часть литосферы, входящая в состав биосферы. Нижняя граница биосферы проходит в литосфере на глубине около 3 км и определяется изотермой 100 ⁰ С. Эта граница также является принципиальной для распространения белковых организмов, которые не могут существовать при температурах выше 100 ⁰ С. Живыми организмами насыщено буквально несколько метров от поверхности Земли, ниже расположены т.н. «былые» биосферы. Террабиосфера представляет собой контактную область трех геосфер – гидро-, атмо- и литосфер, она сосредотачивает основную массу всех живых организмов и их распределение на нашей планете. Террабиосфера включает все экосистемы – от биомов и природных зон до популяций.

Положения учения в.И. Вернадского о биосфере

Своеобразие учение В.И. Вернадского о биосфере заключается в рассмотрении живой природы Земли как целостной системы, взаимодействующей с вещественно-энергетическими процессами, протекающими в земных, околоземных оболочках и отдаленных пространствах Космоса.

Учение о биосфере представляет собой обобщение столь высокого уровня, что с полным основанием может считаться одним из крупнейших философских обобщений XX в.

1. В.И. Вернадский впервые показал, что состояние земной коры находится всецело под влиянием живых организмов и определяется живыми организмами.

Закон биогенной миграции атомов Вернадского В.И.: миграция химических элементов на земной поверхности и в биосфере в целом осуществляется или при непосредственном участии живого вещества или же она протекает в среде, геохимические особенности которой обусловлены живым веществом как тем, которое в настоящее время населяет биосферу, так и тем, которое действовало на Земле в течение всей геологической истории.

Т.о., главной частью биосферы являются живые организмы. Роль каждого в отдельности организма в биосфере невелика, но их совокупность представляет собой мощную геологическую силу, преобразующую облик планеты. Биосфера является результатом взаимодействия живой и неживой природы. С одной стороны, биосфера – это среда жизни в том смысле, что за ее пределами существование живых организмов невозможно. Но с другой стороны, биосфера – это продукт жизнедеятельности в том смысле, что живые организмы созидают и формируют среду, действенное ее преобразуя и приспосабливая для своего существования.

2. По Вернадскому В.И., биосфера – это сложноорганизованная и четко функционирующая система; случайного и хаотичного в природе нет. Распутать этот клубок взаимодействий и закономерностей никому не дано, однако познать хотя бы некоторые, наиболее существенные закономерности возможно и необходимо для сохранения биосферы.

3. Биосфера – это создание и Земли, и Космоса, т.к. в ее формировании и функционировании участвует не только вещество и энергия Земли, но и вещество и энергия космического происхождения. Вернадский В.И. считал, что появление жизни и биосферы – это закономерный этап развития звездных систем, часть «стройного космического механизма».

4. Биосфера – это область превращения солнечной энергии. Живые организмы в биосфере трансформируют солнечную энергию в тепловую, механическую, химическую и др. В чем бы явления жизни не состояли, энергия, выделяемая организмами, есть в основном энергия Солнца. Главным процессом при этом является фотосинтез.

5. Главная функция биосферы состоит в поддержании жизни. Эта функция биосферы осуществляется с помощью механизмов самоорганизации и саморегуляции. Саморегуляция биосферы проявляется в том, что:

1) состав газовой оболочки регулируется живыми организмами;

2) состав океанских вод стабилизируется существованием организмов с кальциевым скелетом или покровом;

3) биосфера обладает огромным внутренним разнообразием и структурной неоднородностью;

4) все экосистемы в биосфере находятся в постоянном взаимодействии и круговороте веществ и энергии.