Биосфера - (от греч, биос - жизнь и сфера- шар) – оболочка Земли, содержащая всю совокупность живых организмов и ту часть вещества планеты, которая находится в непрерывном обмене с этими организмами.
Начало учения о биосфере связывают с именем французского натуралиста Ж.Б.Ламарка, который предложил термин «биология».
Определение биосферы как особой оболочки Земли и ее название были предложены австрийским геологом Э.Зюссом в 1875 году в связи с изучением геологических оболочек Земли. Он понимал ее как тонкую пленку жизни на земной поверхности, в значительной мере определяющую «лик Земли».
Учение о биосфере было создано русским ученым геохимиком В.И.Вернадским, что является одним из крупнейших его обобщений в области естественных наук. На формирование его биосферного мышления сильное влияние оказали работы В.В.Докучаева о почве, как о естественноисторическом теле. Книга Вернадского «Биосфера» была опубликована в 1926 году.
Сущность своей концепции В.И.Вернадский объяснил так:
«На земной поверхности нет химической силы более постоянно действующей, а потому и более могущественной по своим конечным последствиям, чем живые организмы, взятые в целом».
В основе учения в.И. Вернадского лежат следующие представления:
О планетарной геохимической роли живого существа. В отличие от живых существ, изучаемых в биологии, в понимании Вернадского, живое вещество, как биогеохимический фактор, количественно выражается в элементарном химическом составе, массе и энергии.
Об организованности биосферы. По Вернадскому, вещество биосферы состоит из шести разнообразных частей: живое вещество, биогенное вещество (имеющее органическое происхождение), биокосное вещество (неживое вещество, преобразованное живым - атмосфера, почва), радиоактивное вещество, рассеянные атомы, вещество космического происхождения.
Биосфера мозаична по своему составу, отражает геохимическую и геофизическую неоднородность Земли (океаны, реки, горы, равнины).
Живое вещество распределено в биосфере неоднородно.
Элементарная структура биосферы - биогеоценоз.
Живое вещество "связано с окружающей средой биогенным током атомов: своим дыханием, питанием и размножением" и выполняет следующие геохимические функции: газовые, концентрационные, окислительно-восстановительные, биохимические.
В учении о биосфере выделяют следующие основные аспекты:
Энергетический. Главнейшую роль в жизни на Земле играет непрерывно поступающий поток энергии Солнца. Попадающая на Землю солнечная энергия аккумулируется зелеными растениями и поступает с ними в другие организмы. Под влиянием биосферы энергия Солнца преобразуется в различные формы энергии, вызывающие различные превращения, миграции и круговороты веществ, увеличение и распространение биомассы.
Биохимический, отражающий роль живого вещества в распределении и круговороте элементов в биосфере и ее структурах. Различают два вида биогенных миграций атомов: первый производит микроорганизмы, второй - многоклеточные организмы. Миграция первого рода превышает миграцию второго. Сейчас можно говорить о миграции третьего рода - идущей под влиянием деятельности человека.
Информационный - изучающий принцип организации и управления, осуществляемые в живой природе в связи с исследованием влияния живого вещества на структуру и состав биосферы.
Ноосферный - изучающий глобальные эффекты воздействия человека на структуру и химию биосферы: получение новых, отствующих ранее в биосфере веществ (железо и другие металлы, преобразование биогеоценозов, загрязнение и т. п.).
Положения теории Вернадского можно свести к следующему:
Солнце - источник энергии.
Живое вещество играет основную роль в биогеохимическом круговороте веществ и энергии.
Элементарной структурой биосферы является биогеоценоз.
Необходимым условием для существования биосферы является круговорот веществ в виде биохимических циклов.
Живое вещество в биосфере распределено неравномерно.
Биосфера имеет границы.
Переход биосферы в ноосферу.
Границы биосферы.
В. И. Вернадский отмечал, что биосфера является термодинамической оболочкой с температурой от +50 °С -50 °С и давлением около одной атмосферы. Эти условия составляют границу жизни для большинства организмов.
По последним данным, верхняя граница биосферы простирается свыше 22 км над уровнем моря. В атмосфере, имеющей протяженность 3 тыс. км, граница озонового экрана (защищающего от губительного ультрафиолета), а значит и биосферы составляет 15-25 км (тропосфера). В океанах нижняя граница жизни достигает глубины 11км (малая концентрация кислорода, высокое давление и низкие температуры ограничивают жизнь в морских глубинах), в твердую оболочку (литосферу), организмы проникают до глубины 4—5 км. Эта граница определяется высокой температурой земных недр (свыше 1000 С), отсутствием кислорода и света,