Biosphere: sempadan biosfera. Komposisi dan sempadan biosfera. Had atas biosfera

Biosphere biasanya dianggap sebagai cangkang Bumi, dihuni oleh organisma hidup, yang dalam perjalanan aktiviti penting mereka secara aktif mengubahnya.

Sejarah kajian

Konsep biosfera sebagai bidang kehidupan diperkenalkan ke dalam sains oleh Jean Baptiste de Lamarque pada separuh pertama abad ke-19. Ia adalah orang yang paling dekat dengan pemahamannya. Tetapi istilah itu sendiri dicadangkan oleh saintis Austria Edward Süss. Beliau bekerja di bidang geologi dan difahami di bawah biosfera keseluruhan kesemua organisma. Sekarang makna ini dimasukkan dalam istilah "biota". Suess mempersembahkan hipotesis dan hasil penyelidikannya dalam karya ilmiah terkenal "The Face of the Earth," di mana dia menggambarkan geologi Alpen.

Konsep moden biosfera telah dirumuskan oleh ahli geokimia Rusia yang memiliki pengetahuan ensiklopedia di banyak cabang sains - Vladimir I. Vernadsky. Menjadi profesor mineralogi di Moscow University, beliau menjadi pengarang karya hebat "Biosphere", yang diterbitkan pada tahun 1926. Dalam karya ini dia mula memberikan takrif terperinci tentang istilah ini.

VM Vernadsky betul-betul percaya bahawa biosfera adalah kawasan konsentris yang besar di Bumi, yang memainkan peranan utama kekuatan geokimia. Oleh itu, ia adalah ruang di mana kehidupan wujud pada masa ini atau pernah wujud, iaitu biosfera dicirikan oleh kehadiran organisma hidup atau produk aktiviti penting mereka.

Jenis bahan dalam biosfera

VI Vernadsky membezakan beberapa jenis bahan yang membentuk asas biosfera.

1. Sebenarnya perkara yang hidup, yang dibentuk oleh gabungan organisma.
2. Bahan biogenik, yang terbentuk dalam perjalanan dan kekal selepas kehidupan organisma. Ini adalah gas atmosfera, arang batu, minyak dan sebagainya.
3. Bahan kosmik, yang terbentuk tanpa campur tangan organisma.
4. Bahan biokosik adalah sebatian yang merupakan hasil daripada aktiviti penting organisma bersamaan dengan proses abiogenik.

Batas-batas biosfera ditentukan mengikut kehadiran satu set bahan di atas di cangkang bumi.

Perkara hidup dalam biosfera

Adalah jelas bahawa proses geokimia dan tenaga utama berlaku dengan penyertaan wajib bahan hidup. VI Vernadsky begitu dirumuskan konsepnya. Bahan hidup - semua organisma hidup yang wujud pada masa ini, membentuk satu set, yang dinyatakan dalam komposisi kimia, berat, tenaga.

Harta utama zat hidup adalah kegiatannya, kerana hubungan dengan alam sekitar oleh fluks biogenik yang tetap. Aliran dibentuk dengan pernafasan, pemakanan, pembiakan. Dalam konteks ini, kita boleh mempertimbangkan aktiviti penting organisma sebagai proses geologi yang kuat dari sifat planet.

Penghijrahan unsur-unsur kimia yang berterusan di antara badan dan alam sekitar dalam kedua-dua arah berlaku secara berterusan. Kesedaran proses ini mungkin disebabkan oleh jarak komposisi kimia asas organisma kepada komposisi kimia kerak bumi.

Tumbuhan, menjalankan fotosintesis, mewujudkan kompleks molekul organik biosfera yang mempunyai bekalan tenaga yang besar. Oleh itu, benda hidup terakumulasi dan mengubah tenaga radiasi Matahari. Pergerakan tenaga menjadi mungkin disebabkan pertumbuhan dan perkembangan badan yang berterusan. Kelajuan pembiakan, sebagaimana yang dipertimbangkan oleh VI Vernadsky, adalah kadar di mana tenaga geokimia dipindahkan dalam biosfera.

Sempadan

Sebahagian daripada biosfera, di mana terdapat organisma hidup, biasanya dipanggil neo-isosfera. Dengan kata lain, moden. Dan ruang yang merupakan habitat organisma purba adalah paleobiosfera.

Jumlah jisim planet bumi adalah kira-kira 2.420 bilion tan. Nilai ini 200 kali lebih besar daripada jisim atmosfera. Oleh itu, dapat disimpulkan bahawa lapisan benda hidup dalam jumlah jisim geosfer dapat diabaikan.

Peluang peluang yang berpotensi dan skala penyesuaian organisma menentukan "jangka hayat". Makhluk hidup secara beransur-ansur menetap di laut dan lautan, kemudian menetap di darat. Menurut Vernadsky, komposisi dan sempadan biosfera kini berubah.

Perlu diperhatikan bahawa, tidak seperti cangkang terestrial lain, hanya biosfera yang boleh dianggap kompleks. Ia juga melaksanakan fungsi "penutup" dari makhluk hidup dan merupakan habitat banyak organisma, termasuk manusia.

Batasan biosfera adalah seperti berikut. Ia termasuk zon atmosfera yang lebih rendah, zon atas litosfera, dan seluruh hidrosfera. Dan ketinggian atmosfera, yang dicirikan oleh tekanan sejuk, rendah, dan kedalaman lautan, tekanan di mana dapat mencapai 12,000 atmosfera, adalah semua biosfera. Batas-batas biosfera begitu luas kerana batasan yang sangat luas dari toleransi suhu organisma.

Perlu diingatkan bahawa terdapat bakteria yang boleh wujud dalam vakum. Had penyesuaian terhadap keadaan kimia juga sangat luas. Kenyataannya ialah kewujudan organisma, sebagai contoh, di bawah pengaruh berterusan radiasi pengion. Kajian menunjukkan bahawa sesetengah makhluk hidup begitu kuat sehingga mengikut kriteria tertentu kemungkinan mereka bahkan melebihi batas biosfera.

Sebagai tambahan kepada keadaan utama yang disenaraikan di atas, kehidupan organisma dikondisikan dengan kekukuhan arus atom biogenik.

Had atas biosfera

Di bahagian-bahagian lain di dunia, kehidupan di atmosfera wujud di ketinggian yang berbeza. Di zon-zon Selatan dan Utara, nilai ini adalah 8-10 km, berhampiran khatulistiwa - 17-18 km, ke atas semua wilayah lain - 20-25 km. Oleh itu, hanya troposfera yang dipenuhi dengan kehidupan - bahagian bawah atmosfera

Batasan fizikal penyebaran kehidupan di atmosfera adalah pada batas bawah lapisan ozon.

Hydrosphere

Hidrosphere dibentuk oleh lautan, laut, tasik, sungai dan penutup ais. Terdapat kehidupan di semua kedalaman. Majoriti organisma hidup menduduki lapisan permukaan dan kawasan pantai. Tetapi pada kedalaman 11 022 m, di lembangan yang mendalam dari Lautan Dunia (Mariinsky), terdapat penduduk. Bukan biosfera juga termasuk sedimen bawah, yang pernah menjadi habitat makhluk purba.

Sempadan bawah biosfera

Bercakap tentang litosfera, tanah itu tentunya lapisan paling padat penduduknya, tetapi kewujudan kehidupan dilihat jauh lebih dalam - kira-kira 6-7 kilometer di bawah bumi. Ini terpakai, pertama sekali, untuk retakan dan gua yang mendalam.

Organisma yang mendiami biosfera

Organisme hidup dibahagikan kepada dua kumpulan, bergantung kepada kaedah mendapatkan tenaga yang diperlukan untuk kehidupan: autotrof dan heterotrophik. Habitat wakil kedua-dua kumpulan adalah biosfera. Batasan biosfera ditentukan oleh pengedaran mereka.

Wakil-wakil organisma autotropik dalam diet mereka tidak dikaitkan dengan mana-mana makhluk hidup yang lain. Mereka memerlukan cahaya matahari atau tenaga ikatan kimia sebatian asal anorganik untuk ini. Kedua-duanya boleh digunakan sebagai sumber tenaga, sedangkan ia berasal dari bahan mineral.

Autotroph dibahagikan kepada dua kumpulan kecil. Ini adalah phototrophs (hijau) dan hemotrophs (bakteria). Yang pertama hanya boleh wujud di kawasan penembusan sinaran matahari. Tetapi yang terakhir, kerana penggunaan sebatian kimia sifat organik sebagai sumber tenaga, adalah lebih biasa.

Sebaliknya, heterotrof sebagai sumber tenaga dan pemakanan memerlukan bahan organik yang dihasilkan oleh organisme lain. Iaitu, tanpa kerja awal autotrop, kewujudannya tidak mungkin. Haiwan dan manusia, sebagai penduduk biosfera, tergolong dalam organisma heterotrophik.

"Filem kehidupan"

Pengedaran hidup tidak sekata - ini adalah salah satu ciri penting yang mencirikan biosfera. Batasan biosfera mempunyai kepadatan terendah dalam kehidupan. Yang terbesar diperhatikan di persimpangan habitat. Secara umumnya, taburan kehidupan di biosfera adalah tidak sekata. VI Vernadsky memperkenalkan istilah "Filem kehidupan", menerangkan dengan bantuannya kawasan-kawasan yang paling padat penduduk biosfera. Batasan hubungan "tanah-udara" adalah filem pertama, ketebalannya adalah dari 2 hingga 3 cm. Yang kedua diwakili oleh zon hubungan "udara-tanah"-strip pantai dan zon upwelling. Yang ketiga diwakili oleh zon euphotic lautan (sehingga 200 m), iaitu, wilayah penembusan bebas sinaran matahari.

Oleh itu, kehidupan, mengubah "muka Bumi", tidak dapat dipisahkan dengan konsep "biosfera". Batasan biosfera adalah sempadan kehidupan.

Organisasi yang berfungsi secara spatial adalah mekanisme yang memastikan "keabadian geologi semua makhluk hidup". Man, sebagai penduduk biosfera, bersama-sama dengan organisma heterotrophik lain adalah peserta langsung dalam kitaran tenaga yang menyediakan kehidupan di Bumi.