Жизнедеятельность всех организмов в биосфере сопряжена с извлечением из окружающего пространства больших объемов минеральных веществ. После естественной гибели живых организмов присутствующие в их телах химические элементы снова попадают в окружающую среду. Таким образом, проявляется биогенный (при участии живых организмов) круговорот веществ в биосфере. Другими словами вещества циркулируют между живыми организмами и атмосферой, гидросферой, литосферой. Круговорот веществ – это неоднократно повторяющийся процесс трансформации и перемещения веществ в биосфере, который характеризуется более или менее выраженной цикличностью.
Все без исключения живые организмы принимают участие в круговороте веществ в природе. Они поглощают из окружающего пространства одни соединения и выделяют другие.
Рассмотрим биотический круговорот веществ на примере воды и кислорода.
Кислород.
Круговорот кислорода в биосфере следует начать с процесса фотосинтеза, в результате которого миллиарды лет назад он и появился. Кислород выделяется растениями из молекул воды под воздействием солнечной энергии. Кислород образуется также в верхних слоях атмосферы в ходе химических реакций в парах воды, где химические соединения разлагаются под воздействие электромагнитного излучения. Но это незначительный источник кислорода. Основным является фотосинтез. Кислород содержится и в воде. Хотя его там, в 21 раз меньше, чем в атмосфере.
Образовавшийся кислород используется живыми организмами для дыхания. Он также является окислителем для различных минеральных солей.
И человек является потребителем кислорода. Но с началом научно-технической революции, это потребление многократно возросло, так как кислород сжигается или связывается при работе многочисленных промышленных производств, транспорта, для удовлетворения бытовых и иных нужд в ходе жизнедеятельности людей. Если существовавший до этого так называемый обменный фонд кислорода в атмосфере определялся в размере 5% общего его объема, то есть вырабатывалось в процессе фотосинтеза столько кислорода, сколько его потреблялось. То теперь этого объема становиться катастрофически мало. Происходит потребление кислорода, так сказать, из неприкосновенного запаса. Оттуда, куда его уже некому добавить.
Незначительно смягчает эту проблему то, что некоторая часть органических отходов не перерабатывается и не попадает под воздействие гнилостных бактерий, а остается в осадочных породах, образуя торф, уголь и тому подобные ископаемые.
Если результатом фотосинтеза является кислород, то его сырьем – углерод.
Вода
В биосфере нет более распространенного вещества. Его запасы в основном существуют в солено-горьком виде вод морей и океанов – это около 97%. Остальное пресные воды, ледники и подземные и грунтовые воды.
Круговорот воды в биосфере условно начинается с ее испарения с поверхности водоемов и листьев растений и составляет примерно 500 000 куб.км. Обратно она возвращается в виде осадков, которые попадают либо непосредственно обратно в водоемы, либо, пройдя через почву и подземные воды.
Роль воды в биосфере и истории ее эволюции такова, что вся жизнь с момента своего появления, была полностью зависима от воды. В биосфере вода многократно через живые организмы прошла циклы разложения и рождения.
Кругооборот воды имеет под собой в большей степени физический процесс. Однако, животный и, особенно, растительный мир принимает в этом немаловажное участие. Испарения воды с поверхностных участков листьев деревьев таков, что, например, гектар леса испаряет в сутки до 50 тонн воды.
Если испарение воды с поверхностей водоемов естественно для ее кругооборота, то для континентов с их лесными зонами, такой процесс – единственный и главный способ их сохранения. Здесь кругооборот идет как бы в замкнутом цикле. Осадки образуются из испарений с поверхностей почвы и растений.
В процессе фотосинтеза растения используют водород, содержащийся в молекуле воды, для создания нового органического соединения и выделения кислорода. И, наоборот, в процессе дыхания, живые организмы, происходит процесс окисления и вода образуется снова.
Заключение
Изучение биосферы Земли привлекало внимание ученых на протяжении нескольких столетий. Понятие биосферы формировалось постепенно, на ряду с все более глубоким пониманием значения жизнедеятельности живых организмов и человека на процессы планетарного масштаба в различных оболочках Земли. Основателем учения о биосфере явился российский ученый Вернардский Владимир Иванович. Современная наука определила границы биосферы и ее сложную структуру и рассматривает биосферу как глобальную экосистему, биогеоценоз, представляющую собой целостную и устойчивую систему, основным из свойств которой является постоянный возобновляемый обмен веществ и энергии. На примере биотического круговорота воды и кислорода становится понятной система неоднократно повторяющегося процесса трансформации и перемещения веществ в биосфере, который характеризуется более или менее выраженной цикличностью. А так же показано значение влияния живых организмов, и особо, деятельности человека, на процессы происходящие в атмосфере, гидросфере, литосфере, планеты в целом, а так же риска, связанного с жизнедеятельностью человека, и возможными путями минимизации этих рисков.
Список использованной литературы