O persoană numește în mod obișnuit spațiul din jur natură sau habitat. Majoritatea dintre noi am primit cunoștințe fundamentale despre acest concept în lecțiile școlare: istorie naturală (clasa 3), geografie și biologie (4), anatomie și chimie (6). Dar puțini înțeleg cum sunt combinate aceste științe, cu excepția faptului că toate aparțin domeniului științelor naturale. Pentru a rezuma toate cunoștințele umane despre lumea înconjurătoare, a fost creat un nume încăpător - biosfera. În ciuda multor ani de cercetări și studii atente, planeta Pământ încă oferă oamenilor de știință motive să se gândească la procesele care au loc pe ea.
Definiție
Ce se numește biosfera? Există destul de multe interpretări ale acestui termen în literatură și toate diferă ca conținut, dar au sens aproape identic. Cel mai adesea, biosfera este numită ecosistemul global al planetei, în care omul este inclus ca una dintre puținele specii. Dacă traducem numele „biosferă” literal din limba greacă veche, atunci are două rădăcini. „Sferă” înseamnă „regiune, sferă, minge”, iar rădăcina „bios” este tradusă ca „viață”. Se dovedește un nume destul de încăpător și precis, care, de fapt, definește o știință complexă și cu mai multe fațete. VI Vernadsky dă un răspuns extins la întrebarea despre ceea ce se numește biosferă. El definește acest concept ca un complex de cunoștințe științifice despre Pământ, care include geografia, geochimia, biologia, geologia. Biosfera este o colecție de scoici ale pământului, care sunt combinate conform principiului prezenței ființelor vii și al habitatului lor. Toate sferele sunt diferite ca compoziție, funcții și proprietăți, dar fiecare dintre ele joacă un rol semnificativ în existența și evoluția lumii din jurul nostru.
Predarea despre biosferă
Filosoful, om de știință, geolog și biochimistul V. I. Vernadsky a creat un sistem integral de cunoaștere. Până la începutul secolului al XX-lea, au existat o mulțime de lucrări de cercetare privind studiul Pământului și procesele care au loc pe acesta, dar marele om de știință rus a reușit să aprofundeze și să generalizeze acest material. La începutul secolului al XIX-lea, naturalistul francez Lamarck a definit conceptul inițial al științei viitoare, dar nu i-a dat un nume. Paleontologul și geologul austriac Eduard Suess a inventat termenul „biosferă” în 1875, care este folosit și astăzi. El va defini această știință ca fiind cunoștințe despre toată viața de pe planeta noastră. Abia după 50 de ani Vernadsky va dovedi relația dintre organismele vii și substanțele anorganice, circulația lor. Asa numitbiosfera în stadiul actual? Aceasta este una dintre învelișurile planetei, în care interacționează elemente naturale de diverse origini, combinația lor este cea care creează un sistem unic, echilibrat.
Atmosferă
Învelișul de aer exterior al planetei Pământ. Cea mai mare parte a masei sale este concentrată chiar la suprafață, iar în înălțime se extinde pe trei mii de kilometri. Atmosfera este cea mai ușoară dintre toate cochiliile, nu părăsește suprafața doar din cauza gravitației planetei, dar odată cu creșterea înălțimii, straturile sale se descarcă treptat. Stratul de ozon oferă protecție împotriva expunerii la soare radioactiv prin reducerea nivelului de ultraviolete care lovește pământul. Compoziția atmosferei include gaze: dioxid de carbon, azot, oxigen, argon, care asigură existența organismelor vii.
Hidrosferă
Biosfera Pământului include o parte din învelișul de apă al planetei. Compoziția sa variază în funcție de starea de agregare a substanței. Hidrosfera reunește toate resursele de apă de pe planetă, care pot fi sub formă lichidă, gazoasă și solidă. Straturile de suprafață ale Oceanului Mondial servesc la redistribuirea căldurii provenite de la Soare prin atmosferă. Apa are o importanță deosebită în procesul de circulație a substanțelor în natură, deoarece este fracțiunea cea mai mobilă. Organismele biosferei au stăpânit pe deplin elementul apă, ele pot fi găsite în cele mai adânci bazine ale Oceanului Mondial și în ghețarii arctici. Compoziția chimică a hidrosferei include următoarele elemente principale: magneziu, sodiu, clor,sulf, carbon, calciu etc.
Litosferă
În sistemul nostru solar, nu toate planetele au o înveliș solidă, Pământul în acest caz este o excepție. Litosfera este o masă uriașă de roci (dure) care formează o parte a pământului și servesc drept pat al oceanelor. Grosimea acestui înveliș al Pământului este de la 70 la 250 de kilometri, compoziția sa este cea mai diversă în ceea ce privește numărul de elemente chimice (siliciu, aluminiu, fier, oxigen, magneziu, potasiu, sodiu etc.), care sunt necesare pentru existența tuturor organismelor vii. Această geosferă este caracterizată de cea mai mică lățime a stratului de distribuție a vieții. Cel mai dezvoltat este stratul superior al litosferei, care este de câțiva metri. Pe măsură ce adâncimea crește, temperatura și densitatea învelișului dur cresc, ceea ce, împreună cu absența luminii, fac imposibilă existența organismelor vii.
Biosferă
Această geosferă unește toate învelișurile Pământului (hidrosferă, atmosferă și litosferă) prin prezența materiei vii în ele. Este greu de supraestimat rolul biosferei pentru întreaga omenire, este mediul și sursa de origine. Acesta este un sistem complex de interrelații care determină posibilitatea existenței oricărui organism datorită schimbului de materie și energie. Peste 40 de elemente chimice sunt implicate în procesul de circulație, care are loc constant între compușii organici și anorganici. Principala sursă de energie este Soarele. Pământul este situat la distanța optimă față de stea și este echipat cu un dispozitiv de protecțiebariera atmosferică. Prin urmare, alături de materia vie, energia solară este cel mai important factor biochimic din existența biosferei. Datorită influenței unui număr de factori, procesele în desfășurare au o formă ciclică completă, ele asigură circulația materiei între atmosferă, litosferă, hidrosferă și organismele vii.
Foartele biosferei
Când se analizează lungimea învelișului biosferei, se poate vedea distribuția sa neuniformă. Limita inferioară este situată în straturile litosferei; nu scade sub 4 km. Stratul superior al scoarței terestre - solul - este cel mai saturat strat al biosferei în ceea ce privește densitatea conținutului de materie vie. Hidrosfera, care include întinderile Oceanului Mondial, râuri, lacuri, mlaștini, ghețari, face parte complet din „cochilia vie”. Cele mai mari concentrații de organisme se observă în straturile de suprafață și de coastă ale corpurilor de apă, dar viața există și în bazinele de adâncime, la o adâncime maximă de peste 11 km, și în sedimentele de fund. Limita superioară a biosferei este situată la o distanță de 20 km de suprafață. Atmosfera limitează „stratul viu” la un scut de ozon, deasupra căruia organismele vor fi distruse de radiațiile ultraviolete cu unde scurte. Astfel, concentrația maximă de materie vie este situată la limitele litosferei și atmosferei.
Compoziție
Doctrina biosferei a fost creată de VI Vernadsky, el a determinat și rolul cheie al organismelor în formarea și funcționarea „cochiliei vii” a Pământului. Anterior, alți oameni de știință au ajuns la concluzii similare, dar rușinaturalistul a putut demonstra necesitatea prezenței în structura compușilor anorganici, care participă și la ciclul general. În opinia sa, biosfera are următoarea compoziție:
- Organisme vii (masa biologică, totalitatea tuturor speciilor).
- Substanță biogenă (creată în timpul vieții organismelor vii, este un produs al procesării acestora).
- Materie inertă (compuși anorganici care sunt creați fără participarea organismelor vii).
- Substanță bio-inertă (formată împreună din organisme vii și materie inertă).
- O substanță de origine cosmică.
- Atomi împrăștiați.
Istoricul apariției
Cu miliarde de ani în urmă, s-a format învelișul solid al Pământului, litosfera. Următoarea etapă în formarea a ceea ce se numește biosfera s-a produs datorită proceselor geologice care au mutat plăcile tectonice, au provocat erupții vulcanice, cutremure etc. După formarea formelor geologice stabile, a venit rândul apariției organismelor vii. Ei au avut ocazia să se dezvolte datorită emisiilor active de diferite elemente biochimice care au avut loc în timpul formării litosferei. Materia vie a creat condiții acceptabile pentru viață de câteva milioane de ani. Datorită evoluției sale în faze s-a format compoziția gazoasă a atmosferei. Interacțiunea constantă a compușilor organici și anorganici sub influența energiei Soarelui a făcut posibilă răspândirea materiei vii pe întreaga planetă șischimba semnificativ aspectul ei.
Evoluție
Primele organisme vii de pe Pământ au apărut în hidrosferă, ieșirea lor treptată pe uscat a durat o perioadă destul de lungă. Dezvoltarea unei alte învelișuri a biosferei - litosfera, a determinat formarea stratului de ozon. Datorită procesului de fotosinteză, o masă biologică uriașă a absorbit dioxidul de carbon din atmosferă și a eliberat oxigen. În acest caz, materia vie folosește o sursă aproape inepuizabilă de energie - Soarele. Organismele aerobe, cărora le lipsea materia organică în grosimea hidrosferei, au ieșit la suprafața pământului și au accelerat semnificativ procesul de evoluție datorită ciclului energetic. În prezent, „coaja vie” a Pământului se află într-o stare de echilibru stabil, dar umanitatea exercită o influență negativă din ce în ce mai mare asupra acesteia. Se creează o nouă sferă a pământului - noosfera, aceasta implică o asistență mai armonioasă a omului și a naturii, dar acesta este un subiect separat și foarte interesant de studiu. Biosfera continuă să funcționeze, în ciuda unei scăderi semnificative a biomasei, „coaja vie” urmărește să compenseze daunele cauzate de activitățile umane. După cum arată istoricul, acest proces poate dura o perioadă semnificativă de timp.
Funcții biochimice
Principalul component al structurii biosferei este biomasa. Îndeplinește toate funcțiile biochimice ale „cochiliei vii”, își menține compoziția într-o stare de echilibru și asigură procesul de circulație a substanțelor și energiei. Funcția de gaz menține compoziția optimă a atmosferei. Ea esteSe realizează prin fotosinteza plantelor, care eliberează oxigen și absorb dioxid de carbon. Organismele vii emit CO2 în timpul expirației și descompunerii. Schimbul de gaze are loc constant, compușii anorganici iau parte la el în timpul trecerii reacțiilor chimice. Funcția energetică constă în asimilarea și transformarea biomasei (plantei) unei surse externe - lumina solară. Funcția de concentrare asigură acumularea de nutrienți. Toate organismele aflate în procesul vieții acumulează nivelul necesar de conținut de elemente biochimice, care după moartea lor revin în biosferă sub formă de compuși organici și anorganici. Funcția redox este o reacție biochimică. Apare în timpul vieții unui organism viu și este o verigă necesară în circulația substanțelor.
Biomasa
Toate organismele vii sunt distribuite neuniform pe sferele pământului. Cea mai mare concentrație de biomasă se observă la joncțiunile geosferelor planetei. Acest lucru se întâmplă din cauza formării condițiilor optime de viață (temperatură, umiditate, presiune, prezența compușilor biochimici). Compoziția biomasei nu este, de asemenea, de același tip. Pe uscat, plantele au avantajul; în hidrosferă, animalele formează baza materiei vii. Densitatea biomasei depinde de localizarea geografică, adâncimea de locuire în litosferă și înălțimea în atmosferă. Numărul speciilor de plante și animale este foarte mare, dar habitatul tuturor organismelor este biosfera. Biologia, ca știință separată, este în mare măsurăexplică toate procesele care au loc în ea. Aceasta este originea, reproducerea, migrarea tuturor tipurilor de biomasă.
Caracteristici ale biosferei
Semnificația și dimensiunea „cochiliei vii” a Pământului vor asigura studiul său constant de către noile generații de oameni de știință ai naturii. Sistemul este unic prin integritate, dezvoltare dinamică, echilibru. Ca caracteristică principală și cea mai surprinzătoare, se poate evidenția rezistența și capacitatea de recuperare. Numărul catastrofelor din timpul existenței biosferei ca film viu al planetei este enorm. Ele au dus la dispariția majorității biomasei, au schimbat semnificativ aspectul planetei, au corectat procesele care au loc pe suprafața și în miezul acesteia. Dar după fiecare lovitură, biosfera a fost restaurată într-o formă alterată, adaptându-se la influența negativă sau suprimând-o. De aceea, biosfera pământului este un organism viu care poate regla în mod independent toate procesele care au loc în natură.
Perspective de dezvoltare
Orice copil modern din școala elementară studiază o materie precum istoria naturală (clasa a 3-a). La aceste lecții, ei explică unei persoane mici ce este lumea din jur și după ce reguli există. Poate că merită să schimbați puțin programul și să-i învățați pe copii să respecte și să iubească natura, atunci omenirea va putea crea o nouă geosferă. Toate cunoștințele acumulate de-a lungul secolelor despre biosferă trebuie aplicate pentru dezvoltarea ei ulterioară, ceea ce va implica unirea naturii și a omului. Până să fie prea târziu pentru a repara ceea ce s-a făcutdaune mediului, oamenii ar trebui să se gândească la faptul că „coaja vie” a Pământului se poate recupera de la sine, dar în același timp poate elimina un obiect care dăunează permanent integrității și armoniei sale.
