Учение о биосфере. Свойства биосферы.

Термин “биосфера” образован от греческих слов “биос” – жизнь и “сфера” – шар. Впервые этот термин был введен в научную литературу в 1875 году австрийским геологом Эдуардом Зюссом (1831-1914).

  Биосфера – сложная многокомпонентная система, включающая всю живую и неживую природу, т.е. область существования живого вещества.       Биосфера сформировалась в результате длительной эволюции под влиянием следующих естественных факторов: солнечной энергии, силы гравитации, тектонических сил, химической энергии (окислительно-восстановительные процессы) и биогенной энергии (фотосинтез у растений, хемосинтез у бактерий, усвоение и окисление пищи у животных, размножение и продуктивность у биомассы).

Структура биосферы :

1. Атмосфера (от греч. “атмос” – пар) – газовая оболочка Земли (до высоты 20-25 км).

2. Гидросфера (от греч. “гидора” – вода) – водная оболочка Земли (до максимальной глубины 11.022 км – Марианская впадина на дне Тихого океана, а также 1-2 км донных отложений).

3. Литосфера (от греч. “литос” – камень) – каменная оболочка Земли (до глубины ? 4.5 км).

Согласно учению В. И. Вернадского, биосфера имеет сложную внутреннюю структуру и состоит из семи компонентов :

1. Живое вещество– совокупность всех живых организмов, населяющих планету. Характеризуется массой, химическим составом, энергией.

2. Косное вещество– геологические образования, не входящие в состав живых организмов и не созданные ими (магматические горные породы, минералы).

3. Биокосное вещество– продукты взаимодействия живого и косного веществ (океанические воды, почва).

4. Биогенное вещество – геологические образования, созданные деятельностью живых организмов (каменный уголь, нефть, известняки).

5. Радиоактивное вещество – химические элементы, находящиеся в состоянии радиоактивного распада.

6. Вещество космического происхождения метеориты).

7. Рассеянные атомы .

     Особенность биосферы – биогенная миграция атомов химических элементов, вызываемая лучистой энергией Солнца и проявляющаяся в процессе обмена веществ, росте и размножении живых организмов.  Высокая активность живого вещества, обусловленная его исключительными свойствами, предопределяет свойства биосферы , наличие которой превращает планету Земля в уникальное небесное тело:

1. Биосфера – централизованная система. Центральным звеном биосферы являются живые организмы (живое вещество).

2. Биосфера – открытая система. Ее существование обеспечивается поступлением энергии извне – прежде всего, солнечной энергии.

3. Биосфера – саморегулирующаяся, обладающая динамическим равновесием система . Это свойство обычно называют гомеостазом , понимая под ним способность системы, противостоять изменениям, возвращаясь в исходное состояние благодаря действию ряда механизмов. В основе гомеостаза лежит принцип Ле Шателье-Брауна : при внешнем воздействии на систему, выводящем ее из состояния устойчивого равновесия, последнее смещается в том направлении, при котором эффект воздействия ослабляется.

4. Биосфера – система, характеризующаяся большим биологическим разнообразием. Разнообразие форм жизни обеспечивает последовательное использование выделяемых в среду продуктов жизнедеятельности организмов, дает возможность дублирования, подстраховки, замены одних звеньев системы другими и т.д. Поэтому разнообразие является основным условием устойчивости любой экосистемы (и биосферы как глобальной экосистемы). Наличие лишь одной формы жизни предопределяет ее конечность вследствие исчерпания ресурсов и загрязнения среды продуктами жизнедеятельности, которые невозможно использовать вторично.

5. Биосфера характеризуется наличием механизмов, обеспечивающих круговорот веществ и связанную с ним неисчерпаемость отдельных химических элементов и их соединений. Только благодаря круговороту веществ и наличию неисчерпаемого источника энергии (Солнца) обеспечивается непрерывность процессов в биосфере и ее потенциальное бессмертие.