Biosfeer: de grenzen van de biosfeer. Samenstelling en grenzen van de biosfeer. De bovenste limiet van de biosfeer

Biosfeer wordt algemeen beschouwd als de schelp van de Aarde, bevolkt door levende organismen, die in de loop van hun vitale activiteit het actief transformeren.

Studiegeschiedenis

Het concept van de biosfeer als een leefveld werd in de eerste helft van de 19e eeuw in de wetenschap geïntroduceerd door Jean Baptiste de Lamarque. Het was hij die het dichtst bij haar begrip kwam. Maar de term zelf werd voorgesteld door de Oostenrijkse wetenschapper Edward Süss. Hij werkte op het gebied van geologie en begreep onder de biosfeer de totaliteit van alle organismen. Nu wordt deze betekenis in de term "biota" geplaatst. Suess presenteerde zijn hypothesen en onderzoeksresultaten in het beroemde wetenschappelijke werk 'Het Gezicht van de Aarde', waarin hij de geologie van de Alpen beschreven heeft.

Het moderne concept van de biosfeer werd geformuleerd door een Russische geochemist die in vele takken van de wetenschap encyclopedische kennis bezitten - Vladimir I. Vernadsky. Als professor van mineralogie aan de universiteit van Moskou werd hij de auteur van het geweldige werk "Biosphere", gepubliceerd in 1926. Het was in dit werk dat hij eerst een gedetailleerde definitie van deze term gaf.

VM Vernadsky geloofde terecht dat de biosfeer een groot concentrisch gebied van de aarde is, die de rol van de belangrijkste geochemische kracht speelt. Zo is het een ruimte waarin het leven op dit moment bestaat of ooit bestaat, dat wil zeggen dat de biosfeer wordt gekenmerkt door de aanwezigheid van levende organismen of producten van hun vitale activiteit.

Soorten stoffen in de biosfeer

VI Vernadsky onderscheidt verschillende soorten stoffen die de basis vormen van de biosfeer.

1. Eigenlijk levende materie, die gevormd wordt door een combinatie van organismen.
2. Biogene stof, die in de koers wordt gevormd en blijft na het leven van organismen. Dit zijn gassen van de atmosfeer, kolen, olie en dergelijke.
3. Kosmische stof, die gevormd wordt zonder de ingreep van organismen.
4. Biocosische stoffen zijn verbindingen die het gevolg zijn van de vitale activiteit van organismen in combinatie met abiogene processen.

De grenzen van de biosfeer worden bepaald in overeenstemming met de aanwezigheid van een reeks van de bovenstaande stoffen in de schelpen van de Aarde.

Woonomgeving in de biosfeer

Het is duidelijk dat de belangrijkste geochemische en energieprocessen plaatsvinden met de verplichte deelname van levende materie. VI Vernadsky formuleerde zo het concept van het. Levende stof - alle levende organismen die momenteel bestaan, vormen een enkele set, die uitgedrukt wordt in een elementaire chemische samenstelling, gewicht, energie.

De belangrijkste eigenschap van een levende stof is zijn activiteit, door de verbinding met het milieu door een constante biogene flux. De stroom wordt gevormd door ademhaling, voeding, reproductie. In deze context kunnen we de vitale activiteit van organismen overwegen als een krachtig geologisch proces van een planetaire aard.

Constante migratie van chemische elementen tussen het lichaam en het milieu in beide richtingen gebeurt continu. Het realiseren van dit proces is mogelijk door de nabijheid van de elementaire chemische samenstelling van organismen aan de chemische samenstelling van de aardkorst.

Planten, die fotosynthese uitvoeren, creëren in de biosfeer complexe organische moleculen die een grote hoeveelheid energie hebben. Zo verzamelt en verwerkt de levende stof de bijbehorende stralingsenergie van de Zon. De beweging van energie wordt mogelijk door de constante groei en ontwikkeling van het lichaam. De snelheid van de voortplanting, zoals VI Vernadsky terecht beschouwde, is de snelheid waarmee geochemische energie in de biosfeer wordt overgedragen.

grenzen

Een deel van de biosfeer, waarin er momenteel levende organismen bestaan, wordt meestal de neo-isosfeer genoemd. Met andere woorden, modern. En de ruimte die de habitat van oude organismen was, is de paleobiosfeer.

De totale massa van de planeet's geosfeer is ongeveer 2.420 miljard ton. Deze waarde is 200 keer groter dan de massa van de atmosfeer. Zo kan worden geconcludeerd dat de laag levende stof in de totale massa van de geosferen onbeduidend is.

Het bereik van potentiële kansen en de omvang van de aanpassbaarheid van organismen bepalen de levensverwachting. Levende wezens vestigden zich geleidelijk in de zeeën en oceanen en vestigden dan op land. Volgens Vernadsky veranderen de samenstelling en grenzen van de biosfeer nu.

Opgemerkt moet worden dat, in tegenstelling tot andere aardse schelpen, alleen de biosfeer als complex kan worden beschouwd. Het vervult ook de functie van 'dekking' van de levende entiteit en is de habitat van veel organismen, waaronder de mens.

De grenzen van de biosfeer worden als volgt gedefinieerd. Het omvat de onderste zone van de atmosfeer, de bovenste zone van de lithosfeer en de gehele hydrosfeer. En de hoogte van de atmosfeer, gekenmerkt door koude, lage druk en de diepte van de oceaan, de druk waarin 12.000 atmosferen bereikt kan worden, is alle biosfeer. De grenzen van de biosfeer zijn zo breed door de zeer grote grenzen van de temperatuurtolerantie van organismen.

Er moet op gelet worden dat er bacteriën zijn die in een vacuüm kunnen bestaan. Limieten van aanpassing aan chemische omstandigheden zijn ook zeer breed. De realiteit is het bestaan van organismen, bijvoorbeeld onder de constante invloed van ioniserende straling. Uit studies blijkt dat sommige levende dingen zo moeilijk zijn dat volgens bepaalde criteria hun mogelijkheden zelfs buiten de grenzen van de biosfeer liggen.

Naast de bovenstaande bovenstaande voorwaarden wordt het leven van organismen geconditioneerd door de constante van de biogene stroom van atomen.

De bovenste limiet van de biosfeer

In verschillende delen van de wereld bestaat het leven in de atmosfeer op verschillende hoogten. In de zones van de zuid- en noordpoolen ligt deze waarde 8-10 km, in de buurt van de evenaar - 17-18 km, over alle andere gebieden - 20-25 km. Zo is alleen de troposfeer gevuld met leven - het onderste deel van de atmosfeer

De fysieke limiet van de verspreiding van het leven in de atmosfeer ligt aan de ondergrens van de ozonlaag.

hydrospere

De hydrosfeer wordt gevormd door oceanen, zeeën, meren, rivieren en ijsbedekkingen. Er is leven in alle diepten. De overgrote meerderheid van levende organismen bezat de oppervlakte lagen en kustgebieden. Maar zelfs in een diepte van 11 022 m, in het diepste bekken van de Wereld Oceaan (Mariinsky), zijn er inwoners. De niet-biosfeer omvat ook bodem sedimenten, die eens de habitat van oude wezens waren.

Ondergrens van de biosfeer

Over de litosfeer is de grond zeker de dichtstbevolkte laag ervan, maar het bestaan van het leven wordt veel dieper gezien - ongeveer 6-7 kilometer onder de aarde. Dit geldt in de eerste plaats voor diepe scheuren en grotten.

Organismen die de biosfeer bevinden

Levende organismen zijn verdeeld in twee groepen, afhankelijk van de methode om energie te verkrijgen die nodig is voor het leven: autotrofe en heterotrofisch. De habitat van vertegenwoordigers van beide groepen is de biosfeer. De grenzen van de biosfeer worden bepaald door hun verdeling.

Vertegenwoordigers van autotrofe organismen in hun dieet zijn niet geassocieerd met andere levende wezens. Zij hebben zonlicht nodig of de energie van chemische bindingen van verbindingen van anorganische oorsprong hiervoor. Beiden kunnen als energiebron worden gebruikt, terwijl ze afgeleid zijn van minerale stoffen.

Autotrofen zijn verdeeld in twee subgroepen. Dit zijn fototrofen (groen) en hemotrofen (bacteriën). De eerstgenoemde kan alleen bestaan in het gebied van penetratie van de stralen van de zon. Maar de laatste, door het gebruik van chemische verbindingen van organische aard als bron van energie, zijn veel vaker voorkomend.

Heterotrofen, daarentegen, hebben energie- en voedingsbronnen nodig voor organische stoffen die door andere organismen worden geproduceerd. Dat wil zeggen, zonder het voorlopige werk van autotrofen zou hun bestaan onmogelijk zijn. Dieren en mensen, als inwoners van de biosfeer, behoren tot heterotrofe organismen.

"Films of life"

Ongelijke verdeling van het leven - dit is een van de belangrijke kenmerken die de biosfeer karakteriseert. De grenzen van de biosfeer hebben de laagste levensdichtheid. De grootste is waargenomen bij de kruispunten van habitats. In het algemeen is de verdeling van het leven in de biosfeer scherp oneven. VI Vernadsky introduceerde de term "Films of life", waarin hij de dichtstbevolkte gebieden van de biosfeer met zijn hulp beschrijft. De grens van het contact "bodemlucht" is de eerste van dergelijke films, de dikte is 2 tot 3 cm. De tweede wordt vertegenwoordigd door de "lucht-bodem" contactzone - de kuststrook en de opwaartse zone. De derde is vertegenwoordigd door de euphotische zone van de oceaan (tot 200 m), dat wil zeggen de regio van vrije penetratie van de stralen van de zon.

Zo is het leven, het transformeren van het 'gezicht van de aarde', onlosmakelijk verbonden met het begrip 'biosfeer'. De grenzen van de biosfeer zijn de grenzen van het leven.

Ruimtelijke-functionele organisatie is een mechanisme dat de 'geologische eeuwigheid van alle levende dingen' waarborgt. De mens, als inwoner van de biosfeer, samen met andere heterotrofe organismen, is een direct deelnemer aan de energiecyclus die het leven op aarde verschaft.