Строение Земли. Биосфера
План
1. Земля и ее строение
2. Биосфера, ее строение и границы
3. Типы вещества в биосфере
4. Многообразие биологических видов как основа организации и устойчивости биосферы
5. Свойства биосферы
Земля и ее строение
Возраст планеты Земля составляет около 4,6 млрд. лет. В течение этого времени на Земле происходили процессы превращения и перемещения материи, в результате чего земной шар расчленился на ряд оболочек или геологических сфер.
Выделяют различные сферы Земли: ядра, мантию, земную кору, педосферу, литосферу, атмосферу, гидросферу, биосферу, ноосферу и др.
Атмосфера – воздушная оболочка Земли.
Гидросфера – водная оболочка Земли.
Литосфера - твердая оболочка Земли.
Педосфера - оболочка Земли, образуемая почвенным покровом.
Биосфера - оболочка Земли, преобразованная живыми организмами.
Ноосфера - оболочка Земли, преобразованная деятельностью человека.
Биосфера, ее строение и границы
Термин биосфера впервые применил Э. Зюсс (1875г), «как тонкую пленку жизни на земной поверхности». Однако заслуга создания целостного учения о биосфере принадлежит В. И. Вернадскому, т.к. именно он развил представление о живом веществе как огромной биогеохимической силе, преобразующей свою среду обитания. (1926 г. «кн. Биосфера»).
Если с понятием «биосфера», по Зюссу, связывалось только наличие в трех сферах земной оболочки (твердой, жидкой и газообразной) живых организмов, то, по В. И. Вернадскому, им отводится роль главнейшей геохимической силы. При этом в понятие биосферы включается преобразующая деятельность организмов не только в границах распространения жизни в настоящее время, но и в прошлом. В таком случае под биосферой понимается все пространство (оболочка Земли), где существует или когда-либо существовала жизнь, то есть где встречаются живые организмы или продукты их жизнедеятельности.
Биосфера имеет определенные границы. Она занимает:
Нижнюю часть атмосферы - аэробиосфера,
Верхние слои литосферы - геобиосфера,
Всю гидросферу – гидробиосфера.
Границы жизни простираются в атмосфере до 20-24 км, в геобиосфере – до 3-5 км, в гидробиосфере – 11 км.
Пределами распространения жизни служат: солнечное излучение (УФЛ, радиация) в атмосфере и высокие температуры в атмосфере.
Типы вещества в биосфере
Вернадский рассматривал биосферу как область жизни, включающую наряду с другими и среду их обитания. Он выделил в биосфере силы разных, но геологически взаимосвязанных типов веществ:
1. Живое вещество – совокупность живых организмов, населяющих нашу планету
2. Косное вещество – неживые тела, образующиеся в результате процессов, не связанных с деятельностью живых организмов (породы магматического метаморфического происхождения)
3. Биогенное вещество – неживые тела, образующиеся в результате жизнедеятельности живых организмов (нефть, каменный уголь, известняк, торф)
4. Биокосное вещество – биокосные тела, представляющие собой результат совместной деятельности живых организмов и геологический процессов (почва, ил)
5. Радиоактивное вещество – это атомы радиоактивных элементов (уран, торий, радий)
6. Рассеянные атомы - отдельные атомы элементов, встречающихся в природе в рассеянном состоянии (микроэлементы: Zn, Cu, Au и др.)
7. Вещество космического происхождения - вещество поступающее на поверхность Земли из космоса (метеориты, космическая пыль).
Многообразие биологических видов как основа организации и устойчивости биосферы
Огромное видовое разнообразие живых организмов обеспечивает постоянный режим биотического круговорота. Каждый из организмов вступает в специфические взаимоотношения со средой и играет свою роль в трансформации энергии.
Устойчивость — это свойство экосистемы, которое проявляется в поддержании своего состава, структуры и функций, а также в способности восстанавливаться в случае, если они будут нарушены.
Устойчивость биосферы определяется: круговоротом веществ; передачей энергии; стабильной численностью популяций; исключительным разнообразием живого вещества; взаимозаменяемостью составляющих ее экосистем; дублированием звеньев биогеохимических циклов; жизненной активностью живого вещества; видовым разнообразием; эволюций видов.
Биологическое разнообразие обеспечивает богатство информационных, вещественных и энергетических связей живого и косного вещества, а также взаимосвязи биосферы с космосом, геосферами, процессы глобального биогеохимического круговорота. Существование каждого вида зависит от множества других видов, уничтожение одного из видов может привести к исчезновению связанных с ним иных видов. Особи одного вида и продукты их жизнедеятельности, а также их отмершие тела являются пищей для других видов, что обеспечивает самоочищение экосистем.
Свойства биосферы
Биосфера обладает рядом свойств:
1. Целостность и дискретность - тесная взаимосвязь слагающих ее компонентов.
2. Централизованность - т.е. выступление живых организмов центральным звеном биосферы.
3. Устойчивость и саморегуляция - т.е. способность возвращаться в исходные состояние, гасить возникающего возмущения, создаваемые внешним и внутренним воздействиями, включением определенных механизмов.
4. Ритмичность - т.е. повторяемость во времени тех или иных явлений (сутки, год, внутривековые, сверхвековые).
5. Круговорот веществ и энергозависимость - т.е. постоянное поступление энергии извне и неисчерпаемость некоторых элементов, а так же включение их во взаимосвязанный цикл.
6. Горизонтальное разнообразие - т.е. разнообразие, обусловленное: разными средами жизни; разнообразием природных зон, различающихся по климатическим, гидрологическим, почвенным, биотическим и др. свойствам; различными геохимическими провинциями и биологическим разнообразием живых организмов.
7. Тесное взаимодействие компонентов между собой, составляя целостную, сложно организованную систему, развивающуюся по своим внутренним законам и под действием внешних сил (в том числе космических), благодаря чему биосфера находится в постоянном динамическом равновесии и развитии.