6.Биосфера. Понятие, состав, границы, энергетика, история развития, прогнозы на будущее.

Биосфера – наружная оболочка Земли, населенная организмами, составляющими в совокупности живое вещество планеты.

Земля и окружающая ее среда в сегодняшнем виде сформировались около 4.7 млрд лет назад.

Солнечное тепло – один из главных признаков климата на Земле и основа для большинства биологических процессов

В энергетических процессах в биосфере решающая роль (99%) принадлежит радиации Солнца, которая определяет тепловой баланс и термический режим биосферы Земли. Из всего количества энергии, получаемой Землей от Солнца, 33% отражается облаками и поверхностью суши, а также пылью в верхних слоях атмосферы. 67% энергии поглощается атмосферой и земной поверхностью (континентами и Мировым океаном) и после ряда превращений уходит в космическое пространство.

Весьма незначительная часть общего потока солнечной энергии поглощается зелеными растениями в процессе осуществления реакции фотосинтеза. Эта энергия составляет приблизительно 0,2% от всей суммы солнечной радиации. Фотосинтез - это мощный естественный процесс, вовлекающий в круговорот огромные массы вещества биосферы и определяющий большое количество кислорода в атмосфере. Фотосинтез представляет собой химическую реакцию, протекающую за счет солнечной энергии при участии хлорофилла зеленых растений: nСО₂ + _nН₂О = СnН₂nО₂ + nО₂.

Теория Вернадского о биосфере:

Земля состоит из внутренних и внешних оболочек. Внутренние: ядро и мантия. Внешние: литосфера, гидросфера, атмосфера, биосфера. По мнению Вернадского, биосфера включает в себя: живое вещество, биогенное вещество (известняк, уголь), костное (в его образовании живое вещество не участвует: магматические горные породы), биокостное (создается с помощью живых организмов: орешки, шишки), радиоактивное вещество.

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 денатурации белков, 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.

7. Биологический круговорот: роль, механизм, основные звенья.

Взаимодействие между биотическими и абиотическими компонентами биосферы осуществляется за счет двух круговоротах в природе: Большого (геологического) и малого( биогеохимического)

Большой круговорот обусловлен взамиодействием солнечной энергии и глубинной энергий земли. Происходит в системе:

-Магматические породы – осадочные породы

– метофизические породы – магма-

С большим круговоротом так же связан

Круговорот воды

Малый круговорот в биосфере (био-гео-химический) совершается в пределах биосферы: образование живого вещества из неорганического в процессе фотосинтеза и превращение органического вещества в неорганическое при разложении. Часть биологического круговорота, состоящая из круговоротов углерода, воды, азота, фосфора, серы и других биогенных веществ, называют биогеохимическим круговоротом. Химические элементы циркулируют в биосфере по различным путям биологического круговорота: поглощаются живым веществом и заряжаются энергией, затем покидают живое вещество, отдавая накопленную энергию во внешнюю среду. Такие замкнутые пути были названы В.И.Вернадским “биогеохимическими циклами". Эти циклы можно подразделить на два основных типа: 1) круговорот газообразных веществ с резервным фондом в атмосфере или гидросфере (океан) и 2) осадочный цикл с резервным фондом в земной коре.

Исходная ветвь биологического круговорота — фотосинтез, в результате которого создается органическое вещество. Одновременно с фотосинтезом в каждом растении идет обратный процесс — дыхание. Кроме того, растения погибают, утрачивают часть надземных и подземных органов, образуя мертвое органическое вещество детрит, которое разлагается (минерализуется). Дыхание и разложение органического вещества не уравновешивают полностью процесс фотосинтеза. В нормально развивающихся фитоценозах количество создаваемого органического вещества превышает ту его часть, которая разрушается, т.е. существует положительный баланс органического вещества.