Загальні уявлення про біосферу

1. Жива речовина, її функції та властивості

Жива речовина (біота) – сукупність усіх живих організмів планети. Основними функціями живої речовини є окиснення та концентрація солей і елементів. Суху масу живої речовини оцінюють в 2-3 млн тонн.

Властивості живої речовини:

високоорганізована внутрішня структура; здатність уловлювати із зовнішнього середовища і трансформувати речовини та енергію, забезпечуючи ними процеси своєї життєдіяльності; здатність підтримувати сталість власного внутрішнього середовища, незважаючи на коливання умов зовнішнього середовища, якщо ці коливання сумісні з життям; здатність до самовідтворення шляхом розмноження.

Кожен організм має свою програму розвитку й діяльності записану у вигляді сукупності певного типу генів (генотип). Сукупність генотипів усіх видів планети становить її генофонд.

2. Біосфера та її межі

Біосфера – простір нашої планети, в якому існує та працює жива речовина. Межі біосфери визначаються межами поширення і активної роботи живої речовини. Біосфера охоплює більшу частину атмосфери, верхню частину літосфери та всю гідросферу.

Щодо верхньої межі є суперечності – частина науковців проводить її по вершинах Гімалаїв (до 9 км), інші – по нижніх шарах стратосфери, ще інші – на межі озонового шару (25-30 км). Так само існують суперечності щодо нижньої межі – її проводять на глибинах 2 та 6-8 км, по межа, де температура стає вище 100°С, а у водах – по найбільшій глибині.

3. Джерела і кількість енергії в біосфері

Біосфера – відкрита термодинамічна система, що одержує енергію у вигляді променистої енергії Сонця і теплової енергії радіоактивного розпаду речовин у земній корі. Організми, що мають здатність синтезувати органічну речовину з неорганічної називаються продуцентами. Організми, що розкладають органічні сполуки до неорганічних називаються редуцентами. Організми, що лише використовують органічну речовину називаються консументами.

За законом збереження енергії, вона не може бути ні народжена, ні знищена, а лише трансформована з однієї форми в іншу. За другим законом термодинаміки будь-яка робота супроводжується перетворенням високоякісної енергії в енергію нижчої та найнижчої якості (теплову енергію).

Кількість енергії найнижчої якості недостатньої для здійснення корисної роботи називають ентропією. Екологічна ентропія – кількість необоротно розсіяної в просторі теплової енергії, яка компенсується трансформованою енергією зовнішнього джерела (Сонця).

Лінії залежності, які відображають передавання енергії, що міститься в їжі, від її первинного джерела (рослин) через низку організмів, кожен з яких поїдає попереднього і з’їдається наступним, називаються ланцюгами живлення.

4. Колообіг речовин у біосфері

В біосфері постійно відбувається колообіг речовин, який прямо чи опосередковано здійснюється за рахунок сонячної енергії та сил гравітації. Хімічні елементи, які використовуються живою речовиною у великих кількостях і зазвичай становлять не менш як 0,1% загальної маси організму називають макроелементами (оксисен, водень, карбон, нітроген, фосфор, сірка, калій, магній, кальцій). Елементи, необхідні організмам у меншій кількості належать до мікроелементів. Елемент, що входить до складу молекули з якої він може бути засвоєний організм називають доступним.

Існують біологічний і геологічний колообіг речовин та енергії. Головними причинами порушення колообігів в біосфері є:

сильне штучне прискорення процесів вивітрювання осадових і гранітних порід, пов’язане з видобуванням і переробкою корисних копалин, спалюванням вугілля, нафти, торфу, природного газу;

людина в процесі господарської діяльності створює численні речовини, які надалі не можуть бути ні використані продуцентами, ні розкладені на наступних мінеральних речовин редуцентами.