Биосфера как естественно-историческая система. Биосфера как естественноисторическая система. Границы биосферы. Термин биосфера
 Скачать 18.67 Kb.
|
|
Биосфера как естественно-историческая система. Границы биосферы. Термин «биосфера» (греч.»биос» -жизнь, «сфера» - шар) ввел в 1975 году австрийский ученый Эдуард Зюсс для оюозначения оболочки земли, населенной живыми организмами. Основоположником современного учения о биосфере является В.И.Вернадский (1853-1945). Опираясь на работы Ж.Б.Ламарка по гидрологии, идеи К.А.Тимирязева о способности хлорофилла фиксировать энергия Солнца, а также работы Докучаева по почвообразованию, В.И.Вернадский выдвинул гипотезу о преобразующем влиянии живого вещевтва как совокупности всех житвых организмов, населяющих нашу планету, на геологические оболочки Земли в масштабах глобального пространства и времени. По В.И.Вернадскому. биосфера – поверхностная оболочка Земли, глубоко переработанная живым веществом былых геологических эпох и перерабатываемая в настоящее время разными формами живых организмов, возникающих в ходе эволюции на планете Земля. По В.И.Вернадскому биосфера возникла одновременно с появлением жизни на Земле, и ее основу составляет непрерывный биотический круговорот веществ, осуществляющийся при участии всех населяющих планету организмов. Он выражается в том. что зеленые растения создают из неорганических веществ органические вещества, а животные и микроорганизмы потребляют и разрушают его. Из минеральных соединений, полученных от распада органического вещества, зеленые растения строят новое органическое вещество и так без конца. Биосфера по В.И.Вернадскому – это устойчивая динамическая система. Со времен архейской эры устойчивость биосферы проявляется в постоянстве ее общей массы, а также массы живого вещества и энергии, связанной с живым веществом. Несмотря на постоянство этих показателей видовой состав биосферы в ходе эволюции изменился до неузнаваемости. как полагал В.И.Вернадский. эволюционный процесс в биосфере вначале привел к вовлечению в живое вещество максимального количества химических элементов из окружающей среды. а затем к увеличивающейся биогенной миграции атомов и разнообразию новых форм живых организмов, устойчивых в биосфере. Вернадский указывал также, что биосфера. будучи целостной и организованной системой, связана с Космосом. Электромагнитные лучи солнечного и космического происхождения играют важную роль в регуляции пространственно – временной организации биосферы. Кроме того, солнечная энергия является основным источником энергии для биосферы. И в этом отношении биосфера является открытой системой. В.И.Вернадский считал, что после возникновения человека биосфера стала постепенно переходить в новое состояние. преобразованное человеческой деятельностью. – в ноосферу. то есть сферу разума. Под ноосферой Вернадский понимал новый этап в развитии биосферы, а именно, этап разумного регулирования взаимоотношений человека и природы С учетом современных представлений биосферу можно охарактеризовать как целостную, термодинамически открытую, саморегулирующуюся устойчивую систему. В основе функционирования которой лежит непрерывный круговорот вещества и энергии, поддерживающий в состоянии равновесия входящие в нее компоненты. Основные идеи В.И. Вернадского можно свести к следующим положениям: Живое вещество (совокупность живых организмов)- планетное явление и не может быть оторвано от биосферы. Биосфера -область превращения космической энергии: космические излучения охватывают биосферу, и пронизывают ее и все в ней. Жизнь- планетное, т.е. космическое явление, биосфера -планетное образование космического характера. Ни одна из составных частей биосферы не может быть отделена от нее без уничтожения ее как целого. В.И. Вернадский создал метод определения возраста Земли по периоду полураспада радиоактивных элементов. Он впервые раскрыл огромную роль растений, животных и микроорганизмов в перемещении химических элементов Земной коры. Вернадский является основоположником новой науки - биогеохимии. Состав биосферы. Биосфера включает: живое вещество - совокупностью ЖИВЫХ организмов; биогенное вещество, которое создается в процессе жизнедеятельности организмов (газы атмосферы, каменный уголь, нефть, известняки и др.); косное вещество, которое формируется без участия живых организмов (продукты тектонической деятельности, метеориты); биокосное вещество, представляющее собой совместный результат совместной деятельности организмов и абиогенных процессов (почва). На планете Земля различают несколько геосфер: ЛИТОСФЕРА - внешняя оболочка Земного шара. Она состоит из 2 слоев: верхнего- осадочные породы с гранитом, и нижнего -базальта. В литосфере жизнь встречается на глубине 3,5—7,5 км, что обусловлено температурой земных недр и уровнем проникновения воды в жидком состоянии ГИДРОСФЕРА -водная оболочка Земли, включает в себя все моря, океаны и составляет 70,8 процентов Земли; в гидросфере земной коры организмы проникают на всю глубину Мирового океана — до 10-11 км АТМОСФЕРА -воздушная оболочка, расположенная над литосферой и гидросферой, вверх до 100 км. Нижний ее слой до 15 км называют тропосферой, над тропосферой расположена стратосфера до 100 км. На границе тропосферы и стратосферы возникает северное сияние. В стратосфере на высоте 15-35 км кислород под действием солнечной радиации превращается в озон (О2-О3), который образует озоновый экран, отражающий губительное космическое излучение. Газовая оболочка состоит в основном из азота и кислорода. В небольших количествах в ней содержится диоксид углерода (0,03%) и озон. Состояние атмосферы оказывает большое влияние на физические, химические и биологические процессы на поверхности Земли и в водной среде. Границы Биосферы. Границы биосферы совпадают с границами распространения живых организмов в оболочках Земли, что определяется наличием условий существования жизни. Биосфера охватывает всю поверхность суши, а также океаны, моря и ту часть недр Земли, где находятся породы, созданные в процессе жизнедеятельности живых организмов. Для существования живых организмов необходимы следующие условия: 1) достаточное количество жидкой воды, минеральных веществ, кислорода, углекислого газа, 2) наличие ряда химических биогенных элементов, 3) поступление солнечной энергии, 4) температура в диапазоне от −50º С до +50ºС с различным температурным оптимумом для каждого вида организмов, 5) оптимальный уровень радиации и др. По Вернадскому, к биосфере относятся нижние слои стратосферы, вся тропосфера, верхняя часть литосферы, сложенная осадочными породами, и гидросфера, заселенная живым веществом. Над поверхностью литосферы и гидросферы вверх до 100 км простирается атмосфера. Нижний слой атмосферы в среднем высотой 15 км называют тропосферой, которая включает взвешенные в воздухе водяные пары, перемещающиеся при неравномерном нагреве поверхности Земли. Над тропосферой различают стратосферу – слой высотой до 100 км. У границы ее возникают северные сияния. Верхняя граница биосферы определяется озоновым экраном. На высоте от 10 до 50 км расположен слой озона, с максимальной его концентрацией на высоте 20-25 км (озоновый экран). Роль озонового экрана, представляющего собой тонкий слой (2-4 мм) газа озона (О3) в биосфере велика: он задерживает губительные для всего живого ультрафиолетовые лучи солнечного света. |