Состав и строение биосферы

основная часть

Состав и строение биосферы

Состав и строение биосферы

  В буквальном переводе термин  “биосфера” обозначает  сферу   жизни  и  в

таком смысле он впервые был введен в  науку в 1875 г. австрийским геологом  и

палеонтологом Эдуардом Зюссом (1831 – 1914). Однако  задолго до  этого под

другими названиями, в частности  "пространство  жизни",  "картина  природы",

"живая  оболочка  Земли"  и  т.п.,  его  содержание  рассматривалось   многими

другими естествоиспытателями.

       Первоначально  под  всеми  этими терминами подразумевалась   только

совокупность  живых организмов, обитающих на нашей  планете,  хотя  иногда  и

указывалась  их  связь  с  географическими,  геологическими  и  космическими

процессами, но при этом скорее  обращалось  внимание  на  зависимость  живой

природы от сил и веществ неорганической природы. Даже автор  самого  термина

"биосфера" Э.Зюсс в своей книге "Лик   Земли",  опубликованной  спустя  почти

тридцать  лет  после  введения  термина  (1909  г.),  не  замечал  обратного

воздействия  биосферы  и  определял   ее   как   "совокупность   организмов,

ограниченную  в пространстве и во времени и  обитаюшую на поверхности Земли".

      Первым из  биологов,  который   ясно  указал  на  огромную  роль  живых

организмов  в образовании земной коры,  был  Ж.Б.Ламарк  (1744  –  1829).  Он

подчеркивал, что все вещества, находящиеся  на  поверхности  земного  шара  и

образующие   его   кору,   сформировались   благодаря   деятельности   живых

организмов. Биосфера— оболочка Земли, заселённая живыми организмами и преобразованная ими. Биосфера начала формироваться не позднее, чем 3,8млрд. лет назад, когда на нашей планете стали зарождаться первые организмы. Она проникает во всю гидросферу, верхнюю часть литосферы и нижнюю часть атмосферы, то есть населяет экосферу. Биосфера представляет собой совокупность всех живых организмов. В ней обитает более 3 000 000 видов растений, животных, грибов и бактерий. Человек тоже является частью биосферы, его деятельность превосходит многие природные процессы и, как сказал В.И.Вернадский: «Человек становится могучей геологической силой». Французский учёный-естествоиспытатель Жан Батист Ламарк в начале XIX в. впервые предложил по сути дела концепцию биосферы, ещё не введя даже самого термина. Термин «биосфера» был предложен австрийским геологом и палеонтологом Эдуардом Зюссом в 1875 году. Целостное учение о биосфере создал биогеохимик и философ В.И.Вернадский. Он впервые отвёл живым организмам роль главнейшей преобразующей силы планеты Земля, учитывая их деятельность не только в настоящее время, но и в прошлом. Существует и другое, более широкое определение: Биосфера — область распространения жизни на космическом теле. При том, что существование жизни на других космических объектах, помимо Земли пока неизвестно, считается, что биосфера может распространяться на них в более скрытых областях, например, в литосферных полостях или в подлёдных океанах. Так, например, рассматривается возможность существования жизни в океане спутника Юпитера Европы. Возраст нашей галактики составляет примерно 10-42 млрд лет а возраст Земли - от 4,5 до 7 млрд. лет (различия в оценке зависят от разных методов определения).Земля возникла при конденсации космического вещества из первичного протопланетного газового облака. Уплотнение первичного холодного облака вызвало его разогрев, а затем и расплавление, что привело к потере легких молекул первичной атмосферы, рассеявшихся в космическом пространстве. Сильное излучение тепла способствовало дальнейшему охлаждению облака и образованию земной коры. Активный вулканизм мешал этому процессу, в то же время поставляя большое количество газов, из которых образовалась вторичная атмосфера. В ней, кроме водорода. было много других швов, прежде всего аммиака, хлора, сероводорода, фтористого водорода, инертных газов и др., а также паров воды, при конденсации которых образовался древний океан. В то время низкое содержание углекислого газа было связанно с восстановлением его соединениями железа, содержавшимися в земной коре. В течение примерно 1 млрд лет атмосфера была восстановительной, что создавало условия развития процессов абиогенного образования и накопления многих соединений. Состав, структура и энергетика современной биосферы обусловлены не только настоящей, но и прошлой деятельностью живых организмов. Исследуя строение и историю земной коры, ЕЛ. Верналский постепенно пришел к выводу о том, что в развитии земной коры ведущую роль играли живые организмы. Живое вещество и сегодня служит передаточным звеном между космосом и Землей, так как оно аккумулирует энергию космоса, трансформирует ее в энергию земных процессов (химическую, механическую, тепловую, электрическую), непрерывно обменивается веществом с косной (неживой) материей, обеспечивая образование нового живого вещества и определяя тем самым эволюцию биосферы. Неживые тела не способны самопроизвольно осуществлять столь сложные преобразования энергии в естественных процессах - они преимущественно рассеивают энергию в виде теплоты. В.И. Верналский много внимания уделял анализу вещества биосферы. Трупы по этой проблеме представлены в монографии: Вернадский В. И. Живое вещество и биосфера. В одном из ее разделов «О некоторых основных проблемах биохимии: (с. 480-492) он отмечает, что, несмотря на сложность живого вещества, в нем можно выделить следующие компоненты: 1) живое вещество-совокупность всех живых организмов на планете (растений, животных, микроорганизмов); 2) биогенное вещество - вещество, создаваемое и перерабатываемое живыми организмами на протяжении геологической истории (Каменный уголь. битумы. известняки, нефть и др.); 3) косное вещество (твердое, жидкое. газообразное) – вещество неорганического происхождения ( в его образовании живое вещество не участвует); 4) биокосное вещество - вещество, которое создается одновременно в процессах жизнедеятельности живых организмов и в процессах неорганической природы, причем организмы играют ведущие роль (сюда относится почти вся вода биосферы, а также почвы, илы); 5) вещество, находящееся в процессе радиоактивного распада (радиоактивные элементы); 6) рассеянные атомы, непрерывно образующиеся из различных видов земного вещества под влиянием космического излучения; 7) вещество космического происхождения (космическая пыль, обломки метеоритов и т.д.). Важнейшими компонентами биосферы являются первые четыре. Живое вещество, как наиболее активное (химически и геологический), участвует в образовании биогенных и биокосных веществ. Более того, оно создает и изменяет биосферу, проникая во все ее элементы, хотя и составляет весьма незначительную часть от объема планеты. В этой связи 8,14. Вернадский в предисловии к американскому изданию своей книги «Биосфера и ноосфера (1945) писал: ‹...Живое вещество сосредоточено тонкой, более или менее сплошной пленке на поверхности суши в тропосфере, в лесах и полях, и проникает весь океан. Количество его исчисляется примерно 0,25% биосферы по весу» (с, 546 упомянутой выше монографии. Живое вещество и биосфера»). Роль живого вещества В.И. Вернешский оценивал следующим образом: «Живые организмы являются функцией биосферы и теснейшим образом материально и энергетически с ней связаны, являются огромной геологической средой, ее определяющей. Живое вещество связано с окружающей средой биогенным током атомов: своим дыханием, питанием, размножением. Так выраженные явления жизни выявляются как огромный геологический процесс, геологическая сила монетного характера». Данные современной науки позволяют выделить пять основных функций биосферы: энергетическую, газовую, концентрационную, деструктивную, сред образующую. Энергетическая функция выполняется за счет аккумулирования зелеными растениями солнечной энергии в процессе фотосинтеза. Одна часть этой энергии перераспределяется между остальными компонентами биосферы. другая накапливается в отмершей органике, образуя залежи биогенного вещества (торфа, угля, нефти), а третья часть рассеивается. Газовая функция обеспечивает газовый состав биосферы в происках миграции и превращения газов, большая часть которых имеет биологическое происхождение. Концентрационная функция заключается в избирательном извлечении и накоплении живыми организмами биогенных элементов из окружающей среды, обусловливая разницу в составе живого и косного вещества планеты. Благодаря этой функции живые организмы могут служить для человека источником как полезных (витаминов, аминокислот), так и опасных для здоровья веществ (тяжелых металлов. радиоактивных элементов, ядохимикатов). Деструктивная Функция обусловливает процессы, связанные с разложением мертвой органики, с химическим разрушением торных пород и волочением образовавшихся веществ в биотические круговороты. В результате этого образуются биогенные вещества, происходит минерализация органики, т. е. превращение ее в косное вещество. След образующая функция состоит в трансформации химических параметров среды в условия, благоприятные для существования организмов. Она обеспечивает газовый состав атмосферы, состав осадочных пород литосферы и химический состав гидросферы, баланс веществ и энергии в биосфере, восстановление нарушенных человеком условий обитания. Появление на Земле человека привело к тому, что специфическая оболочка Земли - биосфера - начинает преобразовываться. Поверхность земного шара подвергается активному вмешательству и переустройству в интересах человека. Интенсивность преобразований увеличивается по мере развития человеческого общества, освоения новых источников энергии, роста научного знания. Эту стадию в эволюции биосферы В.И. Вернадский назвал ноосферой, сферой разума. Это высшая стадия развития биосферы, связанная с возникновением и становлением в ней цивилизованного общества, с периодом. Когда разумная деятельность человека становится главным, определяющим фактором развития. Среди функций ноосферы можно выделить функции, призванные служить сохранению и развитию Здоровья человека, а также благополучия всего человечества. Однако современное состояние человеческого общества и отношение к природе заставляет задуматься о возможности перехода биосферы на эту стадию развития в обозримом будущем.

Список использованных интернет-ресурсов