Презентация на тему Структура биосферы

это понятие (от греческого bios – жизнь и sphaira

– шар) введено в биологию французским натуралистом Н.Б. Ламарком в Париже в начале ХIХ столетия, а затем в геологию австрийским ученым геологом Э.Эюссом (1873г.) в конце ХIХ столетия. Основы науки о биосфере заложены в первой половине ХХ века трудами выдающегося ученого академика В.И.Вернадского (1868 – 1945г.).
Биосфера – это наружная оболочка Земли, область распространения жизни, которая включает все живые организмы и все элементы неживой природы, образующие среду обитания живого.
Биосфера возникла 3.4 – 4.5 млрд. лет как результат развития живого вещества.
Т.о. к биосфере относится вся совокупность живых организмов (живое вещество и все вещества, которые находятся под контролем потребления, трансформации и продуцирования живыми организмами (т.е. современное «биогенное вещество).

широко применяемым понятием экосферы – планетарной совокупности современных биомов.
Верхняя

граница экосферы расположена на высоте нескольких метров (<30м) над поверхностью растительного покрова на суши или над океаном;
Нижняя – по горизонту грунтовых вод или максимального проникновения корней растений и роющих животных.
В океане она ограничена слоем проникновения солнечных лучей, достаточным для осуществления фотосинтеза (не более 100 м ) или глубиной сохранения биологической активности в донных осадках.
За этими пределами остается ничтожная часть живых организмов, но находятся огромные массивы продуктов жизнедеятельности – и в атмосфере (газы, поры воды), и в гидросфере (растворенная и взвешенная органика).

основоположника современного учения о биосфере – выдающегося русского

геохимика Владимира Ивановича Вернадского с момента возникновения жизни на нашей планете происходил процесс длительного формирования определенного единства живой и костной материи, т.е. биосферы.
Под биосферой понимают приповерхностный слой планеты, в пределах которого сосредоточено все живое вещество.
В.И. Вернадский назвал биосферой оболочку земли, в пределах которой сосредоточено все живое вещество планеты. В этом плане он различал газовую (атмосфера), водную (гидросфера) и каменную (литосфера) оболочки земного шара, как составляющие биосферы, области распространения жизни.
В современном представлении биосфера – эта сложная большая динамическая система, состоящая из многих компонентов живой и неживой природы, совершающих постоянный круговорот веществ.
Живые организмы, существующие, стареющие и умирающие в течение сотен миллионов лет, порождают всеобщий планетарный процесс – миграцию химических элементов, движение земных атомов. Живое вещество рассматривается В.И.Вернадским в качестве носителя свободной энергии в биосфере.

В.И. Вернадского, сложно и имеет несколько компонентов.
1. Живое вещество

– совокупность всех живых организмов на планете (растений, животных, микроорганизмов);
2. Биогенное вещество – вещество, создаваемое и перерабатываемое живыми организмами на протяжении геологической истории (каменный уголь, битумы, известняки, нефть и др.);
3. Косное вещество (твердое, жидкое, газообразное) – вещество неорганического происхождения, т.е. образуемое в процессах, в которых живое вещество не участвует;
4. Биокосное вещество – вещество, которое создается одновременно в процессах неорганической природы, причем организмы играют ведущую роль (сюда относится почти вся вода биосферы, почвы, ила);
5. Вещество, находящееся в процессе радиоактивного распада (радиоактивные элементы).

земного вещества под влиянием космического излучения;
7. Вещество космического происхождения

(космическая пыль, обломки метеоритов и т.д.);
Важнейшими компонентами биосферы по качеству и значительными по количеству являются первые четыре вида веществ; остальные представлены в меньших количествах. Наиболее химически и геологически активным является живое вещество.
8. Живое вещество контролирует все основные химические превращения в биосфере. Вернадский писал: «Живое вещество охватывает всю биосферу, её создает и изменяет, но по весу и объему оно составляет небольшую его часть. Но геологически оно является самой большой силой в биосфере и определяет все идущие к ней процессы и развивает огромную свободную энергию».

биохимических функций биосферы, и в том числе, живого вещества:

газовую, кислородную, окислительную, кальциевую, восстановительную, концентрационную, функцию разложения органических соединений, функцию восстановительного разложения органических соединений и функцию метаболизма и дыхания организмов. С учетом данных современной науки их можно объединить в пять основных функций живого вещества: энергетическую, газовую, концентрационную, деструктивную и средообразующую.
Энергетическая функция выполняется в основном растениями. В основу этой функции лежит процесс фотосинтеза, т.е. аккумулирования зелеными растениями солнечной энергии и дальнейшее её перераспределение между остальными компонентами биосферы. Газовая функция обуславливает миграцию газов и их превращение, обеспечивает газовый состав биосферы. Концентрационная функция заключается в избирательном извлечении и накоплении живыми организмами биогенных элементов окружающей среды, т.е. живые организмы осуществляют биогенную миграцию и концентрирование химических элементов и их соединений Деструктивная функция обуславливает процессы, связанные с разложением мертвой органики, с химическим разложением горных пород и вовлечением образовавшихся веществ в биотический круговорот. В результате этого образуются биокосные и биогенные вещества, происходит минерализация органики, т.е. превращение её в косное вещество.
Перечисленные функции живого вещества экосферы обращены в основном к внешним факторам существования.
Все вместе они образуют мощную средообразующую функцию экосферы, которая состоит в трансформации химических параметров среды в условиях благоприятных для существования организмов. Она обеспечивает газовый состав атмосферы, состав осадочных пород метосферы и химический состав гидросферы, баланс веществ и энергии в биосфере, восстановление нарушенных человеком условий обитания.

разложением мертвой органики, с химическим разложением горных пород и

вовлечением образовавшихся веществ в биотический круговорот. В результате этого образуются биокосные и биогенные вещества, происходит минерализация органики, т.е. превращение её в косное вещество.
Перечисленные функции живого вещества экосферы обращены в основном к внешним факторам существования.
Все вместе они образуют мощную средообразующую функцию экосферы, которая состоит в трансформации химических параметров среды в условиях благоприятных для существования организмов. Она обеспечивает газовый состав атмосферы, состав осадочных пород метосферы и химический состав гидросферы, баланс веществ и энергии в биосфере, восстановление нарушенных человеком условий обитания.

всю гидросферу и верхние слои литосферы (рис.2.1). Границы этих

элементов биосферы определяется условиями, при которых возможно существование живых организмов.
Нижняя граница биосферы опускается на 2 – 3 км от поверхности и на 1- 2 км ниже дна океана. Нижний предел жизни связан с повышением температуры в земных недрах. Предельная температура существования большинства живых организмов = 80-1000 С, а активность эти организмы сохраняют в интервале t 0-300 C.
Верхней границей биосферы служит защитный озоновый слой.
Общая протяженность биосферы по вертикали составляет 33 – 35км.

составляет (5,15 – 5,9) х 1015m.
Атмосфера состоит из

нескольких сфер слоев – топосфера, стратосфера. Мезосферы и геопосферы (термосферы и экзосферы), между которыми располагаются переходные слои – паузы. В слоях изменяется состав газовой фазы и её температура.
Тропосфера – это область, где наиболее интенсивно протекают тепловые процессы. Тепловая энергия в основном подводится снизу от поверхности земли и океана. Физические процессы, протекающие в тропосфере, оказывает глубокое влияние на климат планеты, на процессы поглощения солнечной радиации, на кругооборот воды, связанный с образованием облаков и выпадением осадков, толщина тропосферы составляет от 7 до 18 км., на её долю приходится ¾ всей земной атмосферы. Температура воздуха в тропосфере по высоте уменьшается примерно на 0,60С на каждые 100 м и колеблется от 400С до -500С. Стратосфера имеет протяженность около 40 км, температура воздуха на высоте 20-30 км от Земли в тропопаузе постоянная (около-500С)

100С. В пределах стратосферы расположен озоновый слой (азоносфера). Высота

озонового слоя у полюсов 7 – 8 км, у экватора 17 – 18 км. Максимальная высота присутствия озона составляет 45 – 50 км. В мезосфере средняя температура на Н=80 км равна – 700С. Выше расположена геоносфера (или термосфера), где с увеличением высоты t непрерывно увеличивается и достигает на Н 150 км – 200 – 2400 С, 200км – 5000С, 500 – 600км – 15000С. Гидросфера – Водная оболочка земли, она включает в себя совокупность поверхностных вод, а также воду, находящуюся в пределах литосферы и атмосферы. Основная часть поверхностных вод заключена в Мировом океане, который занимает 71% поверхности земного шара и включает примерно 96% общего запаса свободной воды.
Литосфера – внешняя относительно прочная оболочка земли. Поверхность земли обладает значительной неоднородной по высоте; от 8848м над уровнем моря (г. Джомолунгма) до 11034м. (Марианская впадина). Жизнь в литосфере концентрируется только в поверхностном слое земной коры, в основном в почве. Почва – это особое природное образование, обладающее рядом свойств, присущих живой и не живой природе, которыми она отличается от материнской горной породы.

любого организма во всех формах её проявления возможна только

при постоянном взаимодействии с окружающей средой, которую составляет неорганическая и органическая природа.
Неорганическая среда биосферы подразделяется на литосферу, гидросферу и атмосферу.
Жизнь в литосфере концентрируется только в поверхностном слое земной коры – в почве, которая является особым телом планеты.
Особенностью водной среды является то, что гидробионты заселяют всю её толщу от поверхностной пленки до глубины в океанских впадинах (до 10000м).
Атмосфера представляет собой газообразную оболочку Земли. Все организмы, особенно, наземные и почвенные, тесно с ним связана. В воздушной среде значительную часть своей жизни проводят птицы и насекомые, но чаще всего организмы существуют на границе сред или периодически переходят из одной в другую. Наземные растения живут в почве (корни), и в воздушной среде (стебли и листья).