9. Что такое биосфера. Основные свойства биосферы.

В буквальном переводе термин “биосфера” обозначает сферу жизни и впервые было введено австрийским ученым геологом Эдуардом Зюссом в 1875 году. Он определял биосферу как совокупность организмов, ограниченную в пространстве и во времени и обитающую на поверхности Земли".

Вернадский определил биосферу как - "область живого и неживого на планете Земля". Понятие биосферы имеет два аспекта: с одной стороны как специфическая оболочка земного пространства, с другой - как глобальная экосистема. С точки зрения составляющих компонентов биосфера - это нижняя часть атмосферы, гидросфера и верхняя часть литосферы, населенные живыми организмами. Биосфера включает в себя атмосферу (газообразную оболочку Земли), гидросферу (водоёмы Земли с населяющими их живыми организмами), литосферу (недра Земли и почва).

• Атмосфера – газовая оболочка Земли, масса – 5,9*10¹⁵т., представляет собой газообразное тело, сохраняющее неустойчивое равновесие. Атмосфера предохраняет Землю от агрессивного влияния космоса, жары, части ультрафиолетового излучения, пропуская солнечный свет. Строение атмосферы – тропосфера (12-14 км, от +40 до -50, на экваторе – 16-18 км, на полюсах – 7-9 км), стратосфера (до 50км, температура: на 30 км -70, на 50 км - +10(т.к.озоновый слой)), мезосфера (до 80 км, -70), термосфера(до 500-600 км , +1600С), экзосфера (до 1600км).Азот – 78,1%, кислород – 20,9%, аргон – 0,9%, углекислый газ – 0,03%, неон, криптон, ксенон и другие – все вместе не более 0,1%.

• Гидросфера – совокупность всех вод Земли, масса – 1,4*10¹⁸т. Включает в себя океаны, моря, реки, озёра и другие водоёмы.(98%-океанич.вода (70% по площади), 2%-озёра, реки (30% площади)). Выделяют клиосферу – лёд и снег, 90% которого – в Антарктиде. Площадь клиосферы – 60 млн. км. кв.

• Литосфера – внешняя оболочка нашей планеты толщиной 30-80 км, массой 1,6*10¹⁸т представляет собой совокупность литосферных плит. Важнейшим слоем литосферы является почва, т.е. поверхностный слой литосферы, образованный в результате жизнедеятельности микроорганизмов, растений, животных, а также образованные под воздействием физических факторов Земли. Наиболее плодородным слоем почвы является гумусовый слой. Область распространения жизни в литосфере – приблизительно 3 км, хотя теоретически может распространятся до 25 км, при которой to достигает +460о и при любом давлении вода превращается в пар.

Вернандский выделяет следующие типы веществ в биосфере :

1. Живое вещество – совокупность всех живых существ, населяющих планету (от простых вирусов и клеточных до человека).

2. костное вещество-это неживое вещество образованное процессами, в которых живое вещество не принимало участия.

3. биокосное вещество-это структыры из живого и косного вещества (пример: почва, талая вода)

4. биогенное вещество, создаваемое и перерабатываемое живыми организмами (горючее)

5. радиоактивное вещество

6. вещество космического происхождения

7. рассеянные атомы

выводы из учения о биосфере:

• первым выводом из данного учения является принцип целостности биосферы. Здесь можно говорить о всей жизни, о всем живом веществе, как о едином целом в механизме биосферы. Строение Земли, по Вернадскому, есть согласованный в своих частях механизм. Узкие пределы существования жизни - физические постоянные, уровни радиации и т.п.- подтверждают это. Как будто кто-то создал такую среду, чтобы жизнь стала возможна.

• с принципом целостности биосферы и неразрывной связи в ней живых и косных компонентов связан и принцип гармонии биосферы и её организованности. В биосфере, по Вернадскому, «всё учитывается и всё приспосабливается с той же точностью, с той же механичностью и с тем же подчинением мере и гармонии, какую мы видим в стройных движениях небесных светил и начинаем видеть в системах атомов вещества и атомов энергии».

• роль живого в эволюции Земли. На земной поверхности нет химической силы, более постоянно действующей, а потому и более могущественной по своим конечным последствиям, чем организмы взятые в целом. Все минералы непрерывно создаются в ней только под влиянием жизни. Лик Земли как небесного тела фактически сформирован жизнью.

• космическая роль биосферы в трансформации энергии. Можно рассматривать всю эту часть живой природы как дальнейшее развитие одного и того же процесса превращения солнечной световой энергии в действенную энергию Земли.

• растекание жизни есть проявление ее геохимической энергии. Живое вещество, подобно газам, растекается по земной поверхности в соответствие с правилом инерции.

• понятие автотрофности. Афтотрофными называют организмы, которые берут все нужные им для жизни химические элементы в биосфере из окружающей их косной материи и не требуют для построения своего тела готовых соединений другого организма. Поле существования этих зеленых автотрофных организмов определяется прежде всего областью проникновения солнечных лучей.

• космическая энергия вызывает давление жизни, которая достигается размножением. Размножение организмов уменьшается по мере увеличения их количества.

• формы нахождения химических элементов: 1) горные породы и минералы; 2) магмы; 3) рассеянные элементы; 4)живое вещество. Закон бережливости использования живым веществом простых химических тел: раз вошедший элемент проходит длинный ряд состояний и организм вводит в себя только необходимое количество элементов.

• жизнь целиком определяется полем устойчивости зеленой растительности.

• биосфера в своих основных чертах представляет один и тот же химический аппарат самых древних геологических периодов. Жизнь оставалась в течении геологического времени постоянной, менялась только ее форма.

• всюдность жизни в биосфере. Жизнь постепенно, медленно приспосабливаясь, захватила биосферу, и захват этот не закончился. Поле устойчивости жизни есть результат приспособленности в ходе времени.

• постоянство количества живого вещества в биосфере.

• всякая система достигает устойчивого равновесия, когда ее свободная энергия равняется или приближается к нулю, т.е. когда вся возможная в условиях системы работа произведена.

Теории эволюция биосферы:

1. Теория Большого взрыва как гипотеза зарождения Вселенной

2. Теория возникновения жизни (а точнее предбиологических структур) на Земле принадлежит советскому биохимику академику Александру Ивановичу Опарину, который сформулировал ее в 1922 году в возрасте 28 лет. Он предположил, что из молекул водяных паров, метана, аммиака и углекислого газа, составлявших атмосферу планеты на этапе ее формирования как космического тела, в результате случайных комбинаций под действием высоких температур от искровых разрядов, пронизывающих тогда еще бурлящую и клокочущую планету, стало возможным образование более сложных соединений

3. Большой биологический взрыв как гипотеза перехода от неживой к живой форме организации материи.