Понятие о биосфере

Биосфера (от греч. bios—жизнь и sfere—шар) — область активной жизни оболочки Земли, включающей части атмосферы, гидросферы и литосферы, заселенные живыми организмами. Впервые термин биосфера был предложен Ж. Б. Ламарком, в науку введен австрийским ученым Эдуардом Зюссом в конце 19 века.

Современное учение о биосфере создал выдающийся русский ученый В. И. Вернадский. В 1926 году в г. Ленинграде вышла его книга под названием «Биосфера». В ней Вернадский изложил основные постулаты учения о биосфере, впервые биосфера была показана как единая биологическая система, управляющая жизнью. Он доказал, что все три оболочки Земли воедино связаны живым веществом, которое оказывает непрерывное воздействие на неживую природу, преобразуя и формируя облик планеты и создавая целостную динамическую систему.

Биосфера представляет оболочку жизни—область существования живого вещества. Биосфера существует уже около 3,8 миллиардов лет. Биосферу следует рассматривать как совокупность всех взаимодействующих биогеоценозов (экосистем). В. И. Вернадский не только сконкретизировал и очертил границы жизни в биосфере, но, самое главное, всесторонне раскрыл роль живых организмов в процессах планетарного масштаба. Он показал, что в природе нет более мощной геологической (средообразующей) силы, чем живые организмы и продукты их жизнедеятельности.

В современном представлении биосфера - это специфическая оболочка Земли, состав, структура и энергетика которой обусловлены совместной деятельностью живых организмов в прошедшее и настоящее время. По современным представлениям, биосфера - это своеобразная оболочка Земли, содержащая всю совокупность живых организмов и ту часть вещества планеты, которая находится в непрерывном обмене с ними. Биосферу нельзя заменить ничем иным, т. к. она для всех существующих ныне видов на Земле единственная среда обитания.

Толщина биосферы составляет 40...50 км. Она включает в себя нижнюю часть атмосферы (до высоты 25...30 км, до озонового слоя), практически всю гидросферу и литосферу (до глубины 3 км).

Живые организмы, получая поток энергии солнечного излучения, преобразуют его, вовлекают в химические реакции неорганическую материю и создают непрерывный круговорот веществ и энергии.

В состав биосферы входят следующие компоненты:

1. Живое вещество (растения, животные, микроорганизмы). Благодаря живому веществу поддерживаются взаимосвязь и взаимообусловленность всех компонентов в биосфере. Это совокупность всех живых организмов биосферы, которые перерабатывают и перемещают разные виды вещества (твердое, жидкое и газообразное), аккумулируют и преобразовывают космическое излучение. Составными элементами живого вещества являются: вся водная оболочка Земли, нижняя часть атмосферы, где существуют люди, птицы, насекомые, звери, а также литосфера (верхняя часть твердой оболочки Земли, где живут бактерии).

Основные свойства живого вещества:

- молекулярный состав живого вещества характеризуется наличием воды и соединений, устойчивых только в составе живой материи - белков, жиров, углеводов, ферментов и т.п.);

- огромная скорость химических реакций;

- способность к произвольному движению и, у некоторых видов, к активному целенаправленному перемещению;

- стремление наиболее полно использовать окружающую среду и захватывать участки, не задействованные прежде;

- живое вещество способно самоорганизовываться и размножаться;

- любой живой организм и его основной компонент - клетка - обладает совокупностью свойств живого вещества в целом;

2. Биогенное вещество (продукты жизнедеятельности живых организмов).

3. Биокосное вещество (продукты распада и переработки горных и осадочных пород живыми организмами). Биокосное вещество - это природный объект, созданный жизнью и сохраняющий свое состояние благодаря деятельности живых организмов. Биокосными телами является почва, природные воды, атмосфера (наличие в атмосфере кислорода связано с деятельностью живых организмов). Понятие "биокосное вещество" говорит нам о том, что живые организмы изменяют неживую среду и приспосабливаются к неживой среде, уже измененной их деятельностью.

4. Косное вещество (горные породы, вода, а также в значительной мере переработанные и видоизмененные живыми организмами вещества космического происхождения (космическая пыль, метеориты и т. п.).

5. Радиоактивные вещества (в результате распада радиоактивных элементов.

Формирование биосферы активно началось с зарождения жизни на планете. Для всей истории образования биосферы решающее значение имело появление на Земле растительности, содержащей хлорофилл. Только благодаря ему растения приобрели способность улавливать энергию солнечного света и использовать ее для фотосинтеза, в результате которого из воды и углекислого газа создается органическое вещество—первооснова существования и развития всего многообразия растительного и животного мира и микроорганизмов. В процессе эволюции определились следующие ее черты биосферы:

- наличие особой формы организации материи - живого вещества;

- устойчивое динамичное равновесие и упорядоченность (организованность) структуры;

- активное использование солнечного излучения;

- активное использование воды;

- круговорот основных химических элементов;

- повсеместное распространение и задействование углерода;

Понятие «ноосфера» (от греч. «ноос» - разум и «сфера» - шар) означает качественно новое состояние биосферы Земли и окружающей среды, формирующееся под воздействием умственной и физической деятельности человечества, которая может быть сопоставлена с могущественными природными геологическими процессами. Данное понятие неразрывно связано с понятием «живое вещество».

Деятельность человека - закономерный этап эволюции биосферы, условие ее неизбежной трансформации в ноосферу, решающий фактор которой - преобразующая роль науки и социально организованного труда человека. Биосфера в настоящий момент быстро геологически переходит в новое состояние - в ноосферу, то есть такое состояние, в котором человеческий разум и направляемая им работа представляют собой новую мощную геологическую силу.