Биосфера

Биосфера и ее особенности

Термин “биосфера” впервые использован геологом Э. Зюссом в $1875$ г. В первой половине $20$ в. В.И. Вернадский разработал учение о биосфере. Часть биосферы, где сконцентрирована большая часть живого вещества была названа «пленкой жизни». Синонимами к «пленке жизни» являются биогеосфера, фитосфера, биофильм, эпигенема, фитогеосфера.

Биосфера включает нижнюю часть атмосферы и верхнюю часть литосферы, а также всю гидросферу. В пространственном отношении биосфера охватывает все пространство с условиями, пригодными для жизни. Верхней границей биосферы принято считать озоновый слой, выше которого жизнь невозможна по причине губительного действия ультрафиолета и сверхнизких температур Нижней границе биосферы служит дно гидросферы в океане и глубина $4-5$ км на материках, где температура не превышает $+100°С$. Однако пояс густонаселенности Земли на превышает глубину $200$ м.

Биосфера является самой молодой оболочкой Земли. Важнейшими этапами ее развития являются этапы выхода жизни из воды на сушу ($500$ млн лет назад) и расселении человека ( $500$ тыс. лет назад).

Быстрому распространению жизни по планете способствуют высокая приспособляемость к условиям среды и высокий потенциал размножения организмов.

Совокупность всех организмов на планете называют биомассой. Общая продуктивность Земли составляет около $250$ млрд тонн (в сухом веществе). За период существования живым веществом было произведено количество органического вещества, в сотни раз превышающее массу земной коры. Это свидетельствует о высокой преобразующей роли живого вещества по отношению к другим компонентам, и его важной значимости как географического и геологического факторов.

Постоянное перемещение химических элементов и молекул с участием живого вещества называется биохимическим круговоротом. Движущей силой круговорота является энергия Солнца, во много раз превышающая мощность всех антропогенных источников энергии.

Биосфера является активной оболочкой Земли. Круговорот веществ связывает все оболочки планеты.

Биосфера состоит из следующих функциональных структур: слоев биосферы (сфер), и “подсфер”. Собственно, биосфера именуется эубиосферой, слои под и над ней - парабиосферой и метабиосферой, а далее апобиосфера и абиосфера, куда жизнь не проникает даже случайно.

Эубиосфера имеет толщину $12-17$ км (по современным оценкам).

Свойства биосферы

Биосферу отличают такие свойства:

1. Тесная связь живого вещества с окружающими условиями, или средой обитания.

   Пример 1

   При изменении условий среды живое вещество приспосабливается к новым условиям, в частности граниты, которые сформировались в недрах при высоких температурах и давлении, при попадании на поверхность земли «адаптируются» к новым условиям.

2. Способность к размножению и самовоспроизведению, которая коренным образом отличает живое от неживого. В отношение этого свойства действует закон, согласно которому скорость размножения организмов обратно пропорциональна их массе.

3. Изменчивость и способность к адаптации, проявляющаяся в форме мутаций и модификаций.
4. Способность к концентрированию, заключающаяся в накоплении в тканях организмов отдельных элементов в избыточном по отношении к окружающей среде количестве.
5. Рациональное использование энергии солнца.
6. Устойчивость к изменениям физических условий (давление, температура, влажность).
7. Открытость и способность к обмену веществом и энергией, реализуемое посредством ассимиляции и диссимиляции веществ.
8. Катализ геохимических процессов