Биосфера

Биосфера (греч. Bios -жизнь, spharia - шар), оболочка Земли, в которой развивается жизнь исключительно разнообразных организмов, населяющих поверхность суши, почву, нижние слои атмосферы, гидросферу. В своей основе биосфера представляет собой результат взаимодействия живой и неживой материи.

Основоположником современных представлений о биосфере является выдающийся советский учёный, академик В. И. Вернадский.

Биосфера – термодинамическая оболочка земли с температурой от +50 до - 50 ⁰С и давлением 1 атм. Биосфера имеет свои границы. Верхняя граница проходит на высоте 15 – 20 км в стратосфере. Верхний предел ограничен ультрафиолетовыми лучами. Основная масса живых организмов сосредоточена в нижней части атмосферы, на высоте 50 – 70 м. Нижняя граница в литосфере – на глубине 10 км. Биосфера охватывает нижние слои стратосферы, всю тропосферу и гидросферу, а также верхнюю часть литосферы. Верхней границей биосферы является озоновый слой (20-30 км. от земной поверхности ), а её нижняя граница не опускается в литосферу ниже 2-3 км.

Вернадский, таким образом, рассматривает биосферу не как любую совокупность живых организмов, а как единое пространство, в котором сосредоточена жизнь и осуществляется постоянное взаимодействие всего живого с неорганическими условиями среды.

Биосфера по Вернадскому представляет собой сложную природную систему и включает :

1. «живое вещество», т.е. множество живых организмов.

2. «биогенное вещество», т.е. органо-минеральные или органические продукты, созданные живым веществом (каменный уголь, торф, подстилка, гумус - верхний плодородный слой почвы).

3. «биокосное вещество», созданное живыми организмами вместе с неживой природой (вода, атмосфера, осадочные породы).

4. «косное вещество», образованное без участия живых организмов (магматические горные породы).

Ноосфера – будущая, высшая стадия развития биосферы, сфера взаимодействия природы и человека, где определяющей силой станет разум. Это такое преобразование биосферы, которое отвечает потребностям всего развивающегося человечества.

Сегодняшнюю область взаимодействия человеческого общества с биосферой, где влияние человека оказывается определяющим называют антропосферой, техносферой.

Основу жизни на Земле составляет процесс фотосинтеза, осуществляемый наземными растениями, пресноводными водорослями и морским фитопланктоном (совокупность свободноплавающих растительных организмов, населяющих толщу воды).Фотосинтез представляет собой процесс образования растениями богатых энергией органических соединений, под влиянием солнечного света, в результате которого двуокись углерода (СО2) и вода превращаются в углеводы (например глюкозу), а в качестве побочного продукта выделяется кислород.

Биосфера в целом представляет собой единство живого вещества и минеральных элементов, составной частью которого является биотический круговорот. Биотический круговорот как основа биосферы осуществляется при участии всех организмов. Каждый вид живых организмов является звеном в биотическом круговороте. Любой организм использует в качестве средств существования тела или продукты распада других организмов. Основную роль в этом процессе играют микроорганизмы, которые минерализуют органические остатки животных и растений, превращая их в минеральные соли и простейшие органические соединения, которые снова используются зелёными растениями при синтезе нового органического вещества. Биотический круговорот вещества в целом характеризуется относительной стабильностью, для сохранения которой приход органического вещества за счёт фотосинтеза должен компенсироваться расходом потребления его животными и микроорганизмами. Эта работа оценивается величиною порядка 232.5*10⁹ тонн сухого органического вещества, а суммарная биомасса животных и микроорганизмов Земли (сухая масса) составляет 23*10⁹ тонн. Таким образом наземные организмы должны ежегодно разрушать и перерабатывать органического вещества, которая в 10 раз превосходит их собственную массу.

Интенсивность биотического круговорота в разных природных условиях далеко не одинакова. Биотические циклы подвержены сильному антропогенному воздействию. Пример : увеличение выброса СО2 в атмосферу, внесение в почву азота.

Итак, биосфера - сложная самоуправляемая система с тонко отрегулированными за миллиарды лет эволюции механизмами, поддерживающими её в состоянии динамического равновесия. В принципе биосфера способна нейтрализовать возмущающее воздействие любого типа при том условии, что сила и продолжительность его не превышает конкретной пороговой величины.

Природными ресурсами - называются элементы природы, которые являются средствами существования человеческого общества и используются им в процессе хозяйственной деятельности.

К ним относятся : энергия Солнца и ветра, почвы (земельные ресурсы), растения, животные, минеральное сырьё, вода и др.

Природные ресурсы по характеру их использования подразделяются на :

1. исчерпаемые возобновимые

2. исчерпаемые невозобновимые

3. неисчерпаемые

К исчерпаемым возобновимым ресурсам относятся : растительность, животный мир и почва. Эти ресурсы постоянно обновляются в процессе их использования. Однако следует заметить, что для восстановления нарушенных почв требуется не один век.

Исчерпаемые невозобновимые ресурсы в процессе эксплуатации вырабатываются и истощаются. К ним относятся все полезные ископаемые, которые образовались в недрах земной коры. В настоящее время перед человечеством стоит задача рационального использования природных ресурсов вообще и полезных ископаемых в частности, поскольку технический прогресс, который сопровождается резким увеличением потребления металлов, минералов и других полезных ископаемых, будет систематически ускорять процесс их выработки.

Неисчерпаемыми - называются такие ресурсы, которые в течение ближайших сотен миллионов лет не могут быть выработаны при самом оптимальном их использовании. Это - тепловая и световая энергия Солнца, энергия ветра, энергия приливов и отливов.