Biosferă (din greaca bios - viata, sphaira - sfera)- învelișul planetei Pământ în care este prezentă viața. Dezvoltarea termenului „biosferă” este asociată cu geologul englez Eduard Suesse și savantul rus V.I. Vernadsky. Biosfera, împreună cu litosfera, hidrosfera și atmosfera, formează cele patru învelișuri principale ale Pământului.
Originea termenului „biosferă”
Termenul „biosferă” a fost creat pentru prima dată de geologul Eduard Suess în 1875 pentru a se referi la spațiul de pe suprafața Pământului în care există viață. O definiție mai completă a conceptului „biosferă” a fost propusă de V.I. Vernadsky. El a fost primul care a atribuit vieții rolul dominant al forței transformatoare a planetei noastre, ținând cont de activitatea vitală a organismelor atât în prezent, cât și în trecut. Geochimiștii definesc termenul „biosferă” ca fiind suma totală a organismelor vii („biomasă” sau „biotă”, așa cum o numesc biologii și ecologiștii).
Limitele biosferei
Fiecare parte a planetei, de la calotele polare până la ecuator, este locuită de organisme vii. Progresele recente în domeniul microbiologiei au arătat că microorganismele trăiesc adânc sub suprafața pământului și poate că biomasa lor totală depășește biomasa tuturor florei și faunei de pe suprafața pământului.
În prezent, limitele reale ale biosferei nu pot fi măsurate. De obicei, majoritatea speciilor de păsări zboară la altitudini cuprinse între 650 și 1.800 de metri, iar peștii au fost găsiți până la 8.372 de metri adânci în șanțul din Puerto Rico. Dar există și exemple mai extreme de viață pe planetă. Vulturul african, sau vulturul lui Rüppel, a fost văzut la altitudini de peste 11.000 de metri, gâștele de munte migrează de obicei la altitudini de cel puțin 8.300 de metri, iacii sălbatici trăiesc în regiunile muntoase ale Tibetului la o altitudine de aproximativ 3.200 - 5.400 de metri deasupra mării. nivel, iar caprele de munte trăiesc la altitudini de până la 3000 de metri.
Organismele microscopice sunt capabile să trăiască în condiții mai extreme și, dacă ținem cont de ele, grosimea biosferei este mult mai mare decât ne-am imaginat. Unele microorganisme au fost descoperite în straturile superioare ale atmosferei Pământului la o altitudine de 41 km. Este puțin probabil ca microbii să fie activi la altitudini în care temperatura și presiunea aerului sunt extrem de scăzute, iar radiațiile ultraviolete sunt foarte intense. Cel mai probabil, au fost transportați în atmosfera superioară de vânturi sau erupții vulcanice. De asemenea, forme de viață unicelulare au fost găsite în cea mai adâncă parte a șanțului Marianei, la o adâncime de 11.034 de metri.
În ciuda tuturor exemplelor de mai sus de extreme ale vieții, în general stratul biosferei Pământului este atât de subțire încât poate fi comparat cu coaja unui măr.
Structura biosferei
Biosfera este organizată într-o structură ierarhică în care organismele individuale formează populații. Mai multe populații care interacționează alcătuiesc o biocenoză. Comunitățile de organisme vii (biocenoză) care trăiesc în anumite habitate fizice (biotop) formează un ecosistem. este un grup de animale, plante si microorganisme care interactioneaza intre ele si cu mediul lor in asa fel incat sa le asigure existenta. Prin urmare, ecosistemul este unitatea funcțională a durabilității vieții pe Pământ.
Originea biosferei
Biosfera există de aproximativ 3,5-3,7 miliarde de ani. Primele forme de viață au fost procariotele - organisme vii unicelulare care puteau trăi fără oxigen. Unele procariote au dezvoltat un proces chimic unic pe care îl cunoaștem ca . Ei au putut folosi lumina soarelui pentru a face zahăr simplu și oxigen din apă și dioxid de carbon. Aceste microorganisme fotosintetice erau atât de numeroase încât au transformat radical biosfera. Pe o perioadă lungă de timp, s-a format o atmosferă dintr-un amestec de oxigen și alte gaze care ar putea susține o nouă viață.
Adăugarea de oxigen în biosferă a permis formelor de viață mai complexe să se dezvolte rapid. Au apărut milioane de plante și animale diferite care au mâncat plante și alte animale. a evoluat pentru a descompune animalele și plantele moarte.
Datorită acestui fapt, biosfera a făcut un salt uriaș în dezvoltarea sa. Rămășițele descompuse ale plantelor și animalelor moarte au eliberat substanțe nutritive în sol și ocean, care au fost reabsorbite de plante. Acest schimb de energie a permis biosferei să devină un sistem auto-susținut și autoreglabil.
Rolul fotosintezei în dezvoltarea vieții
Biosfera este unică în felul ei. Până acum, nu au existat date științifice care să confirme existența vieții în alte locuri din Univers. Viața pe Pământ există datorită Soarelui. Când este expus energiei din lumina soarelui, are loc un proces numit fotosinteză. Ca urmare a fotosintezei, plantele, unele tipuri de bacterii și protozoare transformă dioxidul de carbon în oxigen și compuși organici precum zahărul sub influența luminii. Marea majoritate a speciilor de animale, fungi, plante și bacterii depind direct sau indirect de fotosinteză.
Factorii care influențează biosfera
Există mulți factori care influențează biosfera și viața noastră pe Pământ. Există factori globali, cum ar fi distanța dintre Pământ și Soare. Dacă planeta noastră ar fi mai aproape sau mai departe de Soare, atunci Pământul ar fi prea cald sau prea rece pentru ca viața să apară. Unghiul de înclinare al axei pământului este, de asemenea, un factor important care influențează clima planetei. Anotimpurile și schimbările climatice sezoniere sunt rezultate directe ale înclinării Pământului.
Factorii locali au, de asemenea, un impact important asupra biosferei. Dacă te uiți la o anumită zonă a Pământului, poți vedea influența climei, a vremii zilnice, a eroziunii și a vieții în sine. Acești factori mici modifică în mod constant spațiul și organismele vii trebuie să răspundă în consecință, adaptându-se la schimbările din mediul lor. Chiar dacă oamenii pot controla cea mai mare parte a mediului lor imediat, ei sunt totuși vulnerabili la dezastrele naturale.
Cei mai mici dintre factorii care influențează aspectul biosferei sunt schimbările care au loc la nivel molecular. Reacțiile de oxidare și reducere pot modifica compoziția rocilor și a materiei organice. Există și degradare biologică. Organismele mici, cum ar fi bacteriile și ciupercile, sunt capabile să proceseze atât materiale organice, cât și anorganice.
Rezervațiile biosferei
Oamenii joacă un rol important în menținerea schimbului de energie al biosferei. Din păcate, impactul nostru asupra biosferei este adesea negativ. De exemplu, nivelurile de oxigen din atmosferă sunt în scădere, iar nivelurile de dioxid de carbon cresc din cauza arderii excesive a combustibililor fosili, iar scurgerile de petrol și deversările de deșeuri industriale în ocean provoacă daune enorme hidrosferei. Viitorul biosferei depinde de modul în care oamenii interacționează cu alte viețuitoare.
La începutul anilor 1970, Națiunile Unite au înființat un proiect numit Man and the Biosphere (MAB), care promovează dezvoltarea durabilă și echilibrată. În prezent, există sute de rezervații ale biosferei în întreaga lume. Prima rezervație a biosferei a fost înființată în Yangambi, Republica Democrată Congo. Yangambi este situat în bazinul fertil al râului Congo și găzduiește aproximativ 32.000 de specii de copaci și animale, inclusiv specii endemice precum elefantul de pădure și porcul cu urechi de tufă. Rezervația Biosferei Yangambi sprijină activități importante precum agricultura durabilă, vânătoarea și extracția.
Biosfere extraterestre
Până acum, biosfera nu a fost descoperită în afara Pământului. Prin urmare, existența biosferelor extraterestre rămâne ipotetică. Pe de o parte, mulți oameni de știință cred că viața pe alte planete este puțin probabilă și, dacă există undeva, cel mai probabil este sub formă de microorganisme. Pe de altă parte, pot exista o mulțime de analogi ai Pământului, chiar și în galaxia noastră - Calea Lactee. Având în vedere limitările tehnologiei noastre, în prezent nu se știe ce procent din aceste planete sunt capabile să aibă o biosferă. De asemenea, este imposibil să excludem posibilitatea ca biosfere artificiale să fie create de oameni în viitor, de exemplu, pe Marte.
Biosfera este un sistem foarte fragil în care fiecare organism viu este o verigă importantă într-un lanț imens al vieții. Trebuie să ne dăm seama că omul, ca cea mai inteligentă creatură de pe planetă, este responsabil pentru păstrarea miracolului vieții de pe planeta noastră.
Dacă găsiți o eroare, evidențiați o bucată de text și faceți clic Ctrl+Enter.
Material ENE
Materia vie îndeplinește următoarele funcții biogeochimice: gaz (migrația gazelor și transformările acestora); concentrarea (acumularea de către organismele vii a elementelor chimice din mediul extern); redox (transformări chimice ale substanțelor care conțin atomi cu valență variabilă - compuși ai fierului, manganului, oligoelemente etc.); funcții biochimice și biogeochimice asociate activității umane (tehnogeneza, o formă de creație și transformare a materiei în viață, stimularea tranziției vieții într-o nouă stare - noosfera). Combinarea acestor funcții determină toate transformările chimice din biochimie.Evoluția biologiei este legată dialectic de evoluția formelor materiei vii (organismele și comunitățile lor) și de complicarea funcțiilor biochimice ale acesteia, care au loc pe fundalul geologic. istoria Pământului.
În doctrina biologiei se disting următoarele aspecte principale: energia, care luminează legătura dintre fenomenele biosferă-planetare cu radiațiile cosmice (în principal solare) și procesele radioactive din intestinele pământului; biogeochimic, reflectând rolul materiei vii în distribuția și comportamentul atomilor (mai precis, izotopii acestora) în biogeochimie și structurile acesteia (vezi Biogeochimia); informațional, studierea principiilor de organizare și management efectuate în natura vie în legătură cu studiul influenței materiei vii asupra structurii și compoziției bacteriilor; spațiotemporal, care acoperă formarea și evoluția diferitelor structuri ale pământului în timp geologic în legătură cu particularitățile organizării spațiotemporale a materiei vii în pământ (probleme de simetrie etc.); noosferic, studiind efectele globale ale umanității asupra structurii și chimiei planetei: dezvoltarea resurselor minerale, producerea de noi substanțe care erau anterior absente pe planetă (de exemplu, aluminiu pur, fier și alte metale), transformarea a structurilor biogeocenotice ale planetei (defrișări, mlaștini de drenaj, arătură de terenuri virgine, crearea de rezervoare, poluarea apei, solului și atmosferei prin produsele activității economice, aplicarea de îngrășăminte, eroziunea solului, împădurirea, construcția de orașe, baraje, pescuit etc.). Intrarea omului în spațiu, dincolo de granițele Pământului, va stimula dezvoltarea unor noi aspecte ale studiului biosferei. Un aspect esențial al doctrinei biologiei este ideea de interrelații (directe și feedback) și evoluția conjugată a tuturor structurilor biologiei.Această idee formează baza dezvoltării problemei „biosferei și umanității” de către mulți naționali și organizații internaționale, centre științifice și laboratoare. Această problemă este rezolvată de evenimente la care participă multe țări, de exemplu, Deceniul Hidrologic Internațional, Programul Biologic Internațional (vezi Programul Biologic Internațional) etc. Interesul crescut pentru studiul biologiei se datorează faptului că influența umană locală asupra agriculturii, caracteristică întregii istorii anterioare, a fost înlocuită în secolul al XX-lea. influența sa globală asupra compoziției, structurii și resurselor B. Nu există nicio zonă de uscat sau mare pe planetă în care să nu fi fost găsite urme de activitate umană. Unul dintre exemplele izbitoare este precipitațiile globale ale precipitațiilor radioactive - produse ale exploziilor nucleare. În atmosferă, ocean și pe uscat există peste tot (chiar și în cantități foarte mici) produse de ardere a petrolului, cărbunelui, gazelor, deșeurilor din industrii chimice și din alte industrii, pesticide și îngrășăminte transportate de pe câmpuri în procesul de eroziune a apei și eoliene. Utilizarea intensivă și irațională a resurselor baltice - apă, gaze, biologice etc., agravate de cursa înarmărilor, testarea armelor nucleare etc., a spulberat mitul infinitului și inepuizabilității acestor resurse. Numeroase exemple de activitate umană distructivă și, din păcate, exemple rare ale activității sale creatoare (inclusiv în ceea ce privește conservarea naturii) mărturisesc relevanța gestionării rezonabile a treburilor pământești de către umanitatea inteligentă, care este posibilă numai în timpul trecerii de la producția capitalistă spontană la economia planificată a unei societăţi socialiste şi comuniste . Baza științifică naturală pentru o abordare rațională a problemei „biosferei și umanității” - una dintre cele mai ambițioase probleme ale timpului nostru - este doctrina biologiei și biogeocenologie - discipline care studiază principiile generale și mecanismele de funcționare și evoluție a comunităților de organisme vii în anumite condiții spațiale și temporale. Structura modernă a biologiei este produsul evoluției îndelungate a multor sisteme de complexitate diferită, luptă în mod constant pentru o stare de echilibru dinamic. Semnificaţia practică a doctrinei lui B. este enormă. Deosebit de interesate de dezvoltarea acestei învățături sunt îngrijirea sănătății, agricultura și pescuitul și alte ramuri ale practicii umane, care mai des decât altele se confruntă cu „lovituri de răzbunare” de la B., cauzate de transformarea nerezonabilă sau neglijentă a naturii de către om.
Literatură:
- Vernadsky V.I., Izbr. soch., vol. 5, M., 1960;
- de el, Structura chimică a biosferei Pământului și a mediului său, M., 1965;
- Kovda V.A., Doctrina modernă a biosferei, „Journal of General Biology”, 1969, vol. 30, nr. 1;
- Perelman A.I., Geochimia peisajului, M., 1961;
- Timofeev-Resovsky N.V. și Tyuryukanov A.N., Despre diviziunile elementare biochorologice ale biosferei, „Buletinul Societății Naturaliștilor din Moscova”, 1966, v. 71(1);
- Hilmi G.F., Fundamentals of Biosphere Physics, Leningrad, 1966;
- Duvigneau P. și Tang M., Biosfera și locul omului în ea, trad. din franceză, M., 1968.
V. A. Kovda, A. N. Tyuryukanov.
Acest articol sau secțiune utilizează text din Marea Enciclopedie Sovietică.Biosferă- totalitatea părților învelișului pământului (lito, hidro și atmosferă), care este populată de organisme vii, se află sub influența acestora și este ocupată de produsele activității lor vitale. Termenul „biosferă” a fost inventat de Eduard Suess în 1875. El a adus o mare contribuție la dezvoltarea studiului biosferei
Conceptul de biosfere. Compoziția biosferei.
Acea parte a litosferei, hidrosferei și atmosferei Pământului în care există și se dezvoltă plantele și organismele vii se numește biosferă. Altfel, biosfera este coaja vieții. Include nu numai acoperirea vegetală și populația animală a planetei, toate râurile și lacurile, masa de apă a oceanelor, ci și stratul de sol, o parte semnificativă a troposferei și stratul superior al scoarței terestre - zona de intemperii. . Practic nu există zone pe suprafața pământului în care să nu existe viață. Chiar și în deșerturile tropicale calde și aride sau pe suprafața ghețarilor de mare altitudine și a gheții polare, s-au găsit microbi și alte microorganisme.
Biosfera (din grecescul bios - viață, sphaira - minge) este zona de interacțiune sistemică dintre materia vie și cea osoasă a planetei. Reprezintă un ecosistem global - totalitatea tuturor biogeocenozelor (ecosistemelor) planetei noastre.
Primele idei despre biosferă ca „regiune a vieții” și învelișul exterior al Pământului au fost exprimate la începutul secolului al XIX-lea de către J. Lamarck. În 1875, geologul austriac E. Suess a introdus pentru prima dată în literatura științifică termenul modern „biosferă”, însemnând prin acesta zona de interacțiune dintre principalele învelișuri ale Pământului: atmosfera, hidro- și litosfera, unde se găsesc organisme vii.
Meritul creării integrității doctrinei biosferei îi aparține lui V.I. Vernadsky. Folosind acest termen, el a creat știința „biosferei”, a introdus conceptul de „materie vie” - totalitatea tuturor organismelor vii și, de asemenea, a atribuit organismelor vii rolul principalei forțe de transformare a planetei Pământ, ținând cont de activitățile. a organismelor nu numai în prezent, ci și în trecut. Prin urmare, biosfera este tot spațiul în care viața există sau a existat vreodată, adică. unde se gasesc organisme vii sau produse ale activitatii lor vitale. Acea parte a biosferei în care se găsesc organismele vii în prezent este de obicei numită biosferă modernă sau neobiosferă, iar biosferele antice sunt denumite foste biosfere, altfel paleobiosfere sau megabiosfere. Exemple ale acestora din urmă sunt acumulări fără viață de substanțe organice (depozite de cărbune, petrol, gaze etc.) sau rezerve de alți compuși formate cu participarea directă a organismelor vii (calcare, roci de coajă, formațiuni de cretă, o serie de minereuri, și mult mai mult).
Biosfera include:
· Aerobiosfera - partea inferioară a atmosferei;
· Hidrobiosfera - intreaga hidrosfera;
· Litobiosfera - orizonturile superioare ale litosferei (coaja solidă a pământului).
Granițele neo- și paleobiosferei sunt diferite.
Limita superioară este determinată teoretic de stratul de ozon. Pentru neobiosferă, aceasta este limita inferioară a stratului de ozon (aproximativ 20 km), care atenuează radiațiile ultraviolete cosmice dăunătoare la un nivel acceptabil, iar pentru paleobiosferă, aceasta este limita superioară a aceluiași strat (aproximativ 60 km), deoarece oxigenul din atmosfera Pământului este rezultatul în primul rând al activității vitale a vegetației.
În cele mai multe cazuri, stratul de ozon este indicat ca limită teoretică superioară a biosferei fără a specifica limitele acesteia.
În practică, altitudinea maximă deasupra nivelului mării la care poate exista viața este limitată de nivelul până la care rămân temperaturile pozitive și pot trăi plantele. Deasupra, până la „linia zăpezii”, trăiesc doar păianjeni și câteva căpușe. Chiar mai sus, organismele vii pot fi întâlnite doar întâmplător.
La altitudini de 7500-8000m, un alt factor abiotic atinge o valoare critic scăzută pentru marea majoritate a organismelor - presiunea atmosferică absolută. Păsările și insectele zburătoare, care ocupă predominant zona inferioară, sunt cele mai dependente de presiune.
Potrivit ideilor moderne, întreaga grosime a Oceanului Mondial este complet ocupată de viață.
Limita inferioară a existenței vieții active este determinată în mod tradițional de fundul oceanului de 11022 m (adâncimea maximă a șanțului Marianelor) și adâncimea litosferei, caracterizată printr-o temperatură de 100 de grade C (aproximativ 6000 m, conform date de foraj ultraprofund în Peninsula Kola). Practic, viața în litosferă este distribuită la doar câțiva metri adâncime, limitată la stratul de sol.
Rocile sedimentare, aproape toate fiind prelucrate de către organismele vii, definesc limita inferioară a fostelor biosfere, care, totuși, nu se încadrează pe continentele sub cele mai mari adâncimi ale oceanului.
Factori de mediu de mediu. Clasificarea lor. Descrieți factorii abiotici și biotici.
Ființele vii sunt inseparabile de mediul lor. Fiecare organism individual, fiind un sistem biologic independent, se află în permanență în relații directe sau indirecte cu diverse componente și fenomene ale mediului său sau, cu alte cuvinte, habitatul, afectând starea și proprietățile organismului.
Mediul este unul dintre conceptele ecologice de bază, ceea ce înseamnă întregul spectru de elemente și condiții care înconjoară un organism în partea din spațiu în care trăiește organismul, tot ceea ce trăiește și cu care interacționează direct.
Factorul de mediu - orice element al mediului care poate influența direct sau indirect un organism viu, cel puțin la una dintre etapele dezvoltării sale individuale, se numește factor de mediu.
Factorii de mediu sunt diverși și fiecare factor este o combinație a unei condiții de mediu corespunzătoare și a resursei sale.
Factorii de mediu de mediu sunt de obicei împărțiți în două grupuri:
· Factori ai naturii inerte (nevii) - abiotic sau abiogen;
· Factori sălbatici - biotice sau biogene.
Pe de altă parte, la origine, ambele sunt atât naturale, cât și antropice, adică. direct sau indirect legat de activitățile umane, care nu numai că modifică regimurile factorilor naturali de mediu, dar creează și altele noi prin sintetizarea pesticidelor, îngrășămintelor, medicamentelor etc.
Factori abiotici.
În partea abiotică a mediului (în natura neînsuflețită), toți factorii pot fi împărțiți în primul rând în fizici și chimici. Cu toate acestea, pentru a înțelege esența fenomenelor și proceselor luate în considerare, este convenabil să se reprezinte factorii abiotici ca un ansamblu de factori climatici, topografici, cosmici, precum și caracteristici ale compoziției mediului (acvatic, terestru sau sol).
La principal factorii climatici includ energia solară, temperatura, precipitațiile și umiditatea, mobilitatea mediului, presiunea, radiațiile ionizante.
Energia soarelui se propagă în spațiu sub formă de unde electromagnetice. Pentru organisme, lungimea de undă a radiației percepute, intensitatea și durata de expunere sunt importante. Iluminarea suprafeței pământului variază semnificativ în funcție de perioada anului, zi, latitudine și starea atmosferei.
Datorită rotației Pământului, perioadele de lumină și întuneric alternează periodic. Înflorirea, germinarea semințelor la plante, migrația, hibernarea, reproducerea animalelor și multe altele în natură sunt asociate cu durata zilei.
Temperatura.
La temperaturi sub zero, o celulă vie este deteriorată și moare, iar la temperaturi ridicate, enzimele sunt denaturate. Marea majoritate a plantelor și animalelor nu poate rezista la temperaturi negative ale corpului. Limita superioară de temperatură este rar înțeleasă peste 40-45 de grade.
Temperatura, ca și intensitatea luminii, depinde de latitudine, sezon, ora din zi și expunerea pantei.
Precipitații și umiditate.
Apa este esențială pentru viața pe Pământ; din punct de vedere ecologic, este unică. În condiții geografice aproape identice pe Pământ, există atât un deșert fierbinte, cât și o pădure tropicală. Diferența este doar în cantitatea anuală de precipitații: în primul caz 0,2 - 200 mm, iar în al doilea 900 - 2000 mm.
Precipitațiile sunt strâns legate de umiditatea aerului. Roua și ceața se formează în stratul de aer al solului, iar la temperaturi scăzute, cade îngheț.
Plantele terestre obțin apă în principal din sol. precipitațiile scăzute, drenajul rapid, evaporarea intensă sau o combinație a acestor factori duc la uscare, iar umiditatea în exces duce la îndesarea și îndesarea solurilor.
Umiditatea aerului ca factor de mediu, la valorile sale extreme, sporește efectul temperaturii asupra organismului.
Saturația aerului cu vapori de apă rar atinge valoarea maximă. Deficitul de umiditate este diferența dintre saturația maximă posibilă și cea existentă efectiv la o anumită temperatură. Acesta este unul dintre cei mai importanți parametri de mediu, deoarece caracterizează două cantități simultan: temperatura și umiditatea. Cu cât deficitul de umiditate este mai mare, cu atât este mai uscat și mai cald și invers.
Regimul de precipitații este cel mai important factor care determină migrarea poluanților în mediul natural și scurgerea acestora din atmosferă.
Mobilitatea mediului.
Cauzele mișcării maselor de aer (vânt) sunt în primul rând încălzirea inegală a suprafeței pământului, provocând modificări de presiune, precum și rotația Pământului. Vântul este îndreptat spre aer mai cald. Vântul este cel mai important factor în răspândirea umezelii, semințelor, sporilor, impurităților chimice etc., pe distanțe lungi.
Presiune.
Pe glob există zone constante de presiune atmosferică ridicată și scăzută.
Periodic, în atmosferă se formează zone de presiune scăzută cu curenți puternici de aer care se deplasează în spirală spre centru, care se numesc cicloni. Se caracterizează prin precipitații mari și vreme instabilă. Fenomenele naturale opuse se numesc anticicloni. Se caracterizează prin vreme stabilă, vânturi slabe și, în unele cazuri, inversări de temperatură. În timpul anticiclonilor, apar uneori condiții meteorologice nefavorabile care contribuie la acumularea de poluanți în stratul de suprafață al atmosferei.
Radiații ionizante.
Sub influența radiațiilor cosmice, în atmosferă se formează constant noi nuclee de atomi radioactivi, principalele fiind carbon-14 și tritiu. Fondul de radiații al unui peisaj este una dintre componentele indispensabile ale climei sale. Toate ființele vii de pe Pământ au fost expuse la radiații din spațiu de-a lungul istoriei existenței și s-au adaptat la aceasta.
Influența factorilor abiotici depinde în mare măsură de caracteristicile topografice ale zonei, care pot schimba foarte mult atât clima, cât și caracteristicile dezvoltării solului. Principalul factor topografic este altitudinea. Odată cu altitudinea, temperaturile medii scad, diferența de temperatură zilnică crește, cantitatea de precipitații, viteza vântului și intensitatea radiației crește, iar presiunea scade.
Un alt factor topografic important este expunerea (iluminarea) pantei. În emisfera nordică este mai cald pe versanții sudici, iar în emisfera sudică este mai cald pe versanții nordici. Un alt factor important este abruptul pantei, care afectează drenajul. Apa curge pe versanți, spălând solul, reducându-i stratul. Terenul este unul dintre principalii factori care influenteaza transferul, dispersia sau acumularea impuritatilor in aerul atmosferic.
Planeta noastră nu este izolată de procesele care au loc în spațiul cosmic. Pământul se ciocnește periodic cu asteroizi, se apropie de comete și este lovit de praful cosmic, substanțe meteoritice și diferite tipuri de radiații de la Soare și stele.
S-au acumulat mulți factori care confirmă influența Spațiului asupra vieții de pe Pământ.
Factorii abiotici naturali importanți includ incendiile, care, într-o anumită combinație de condiții climatice, duc la arderea completă sau parțială a vegetației terestre.
Factori biotici.
Toate viețuitoarele care înconjoară un organism în habitatul său constituie mediul biotic sau biota. factorii biotici sunt un ansamblu de influenţe ale activităţii vitale a unor organisme asupra altora.
Relațiile dintre animale, plante și microorganisme sunt extrem de diverse. Principala formă de manifestare a acestor legături o reprezintă relațiile alimentare ale organismelor de diferite categorii, care formează baza lanțurilor trofice, rețelelor și structurii trofice a biotei.
Pe lângă conexiunile alimentare, între organismele vegetale și animale apar și relații spațiale.
Factorii biotici care afectează plantele ca producători primari de materie organică sunt împărțiți în zoogeni și fitogeni.
Factori biotici zoogeni. Factorii care afectează influența animalelor asupra vegetației includ în primul rând mâncarea întregii plante sau a organelor sale individuale. Mâncarea de ramuri și lăstari de către animale schimbă forma coroanei copacului. Plantele deteriorate de animale dobândesc dispozitive de protecție (spini, spini), formează fitomasă în exces și cresc intens frunzele rămase. Există, de asemenea, o influență pozitivă a animalelor asupra proceselor de viață ale plantelor, de exemplu, polenizarea de către insecte și păsări.
Factori biotici fitogenici.
Plantele, care experimentează influențe diverse de la plantele învecinate, le influențează simultan și ele însele. Peste tot există împletire și fuziune a rădăcinilor, iar ramurile coroanelor vecine și alți copaci se împletesc.
Orice comunitate de plante, la rândul său, influențează totalitatea caracteristicilor abiotice ale habitatului său.
Organismele vii joacă un rol vital în procesele de formare și funcționare a solului. În primul rând, acestea includ plante verzi care extrag nutrienții din sol și le returnează înapoi cu țesuturi pe moarte. Vegetația creează un flux continuu de elemente de cenușă din straturile mai profunde ale solului la suprafața acestuia, adică. migrarea lor biologică.
Solul este locuit constant de multe organisme din diferite grupuri. Mișcările și găurile ajută la amestecarea și aerisirea solului și facilitează creșterea rădăcinilor. Trecând prin tubul digestiv al viermelui, de exemplu, solul este zdrobit, componentele minerale și organice sunt amestecate, iar structura solului este îmbunătățită.
Limitele biosferei sunt determinate de prezența condițiilor necesare pentru viața diferitelor organisme.
Limita superioară a biosferei se extinde de la suprafața Pământului până la ecranul de ozon. Organismele nu pot trăi peste această limită, deoarece acolo razele ultraviolete ale Soarelui și temperatura scăzută vor avea un efect negativ asupra lor. Limita inferioară trece de-a lungul fundului hidrosferei și la o adâncime de 4-5 km în scoarța terestră a continentelor (aceasta depinde de adâncimea la care temperatura rocilor atinge +100°C). Partea a biosferei care este cea mai abundentă în viață este aproape de suprafața pământului și la o adâncime de 200 m în hidrosferă.
Cu toate acestea, viața nu se limitează exclusiv la biosferă. Microbii, sporii și polenul și moleculele organice se găsesc sus în stratosferă. Este posibil ca ei să părăsească Pământul și să fie transportați în spațiul cosmic. Dar asta nu înseamnă o expansiune a biosferei, deoarece numai formele de viață inactive care se află într-o stare de activitate de viață ascunsă pot exista în afara acesteia.
O coajă relativ tânără a Pământului. Formarea sa este asociată cu apariția vieții pe planeta noastră. Problema originii vieții îl interesează de mult pe om. Au fost prezentate diverse ipoteze. În prezent, oamenii de știință cred că viața își are originea în apă, deoarece în acel moment au existat schimbări puternice de temperatură pe uscat. Primele creaturi care au apărut în apă au fost incomparabil mai simple chiar și decât cele mai primitive vii. Au trecut milioane de ani, iar organismele vii au devenit mai complexe și mai diverse. Cu aproximativ 500 de milioane de ani în urmă, organismele au început să se adapteze la viața de pe uscat. Diverse plante (încă foarte primitive) și animale (protozoare) au populat și dezvoltat treptat diferite zone de pământ, dezvoltând diverse adaptări pentru viață în ele. Începe participarea lor la educație. Astfel, s-au creat treptat condițiile pentru apariția unor plante extrem de organizate (conifere și plante cu flori) pe uscat. În același timp, oxigenul necesar pentru respirație începe să fie eliberat în atmosferă. Treptat, toate organismele vii s-au instalat în toate sferele Pământului. Organismele vii au schimbat semnificativ aspectul planetei noastre, transformând scoarța terestră, hidrosfera și suprafețele inferioare. Cea mai importantă etapă în schimbarea aspectului planetei noastre este apariția omului pe Pământ. Acest lucru s-a întâmplat acum aproximativ 500 de mii de ani. Potrivit academicianului, impactul omului asupra naturii depășește multe procese naturale. Totalitatea tuturor organismelor vii de pe planetă se numește biomasă (greacă bios - viață), sau materie vie. Această valoare este enormă, dar în comparație cu masa scoarței terestre este nesemnificativă. Adevărat, biomasa are o capacitate remarcabilă de a se reînnoi pe măsură ce organismele se reproduc.
Reînnoindu-se, materia vie a planetei produce aproximativ 250 de miliarde de tone de masă biologică în greutate uscată în timpul anului. Astfel de indicatori se numesc productivitatea biomasei. La scară globală, această valoare este relativ mică. Dar poate fi reînnoit de la an la an. În timpul existenței materiei vii (mai mult de 3 miliarde de ani), chiar dacă productivitatea medie a acesteia fiind mai mică decât în prezent, biomasa totală produsă de materia vie ar fi de zeci și sute de ori mai mare decât masa scoarței terestre (la urma urmei, scoarţa terestră nu se caracterizează prin auto-reproducere). Această activitate a vieții o face un puternic factor geologic și pe planetă.
Materia vie se mișcă, „trece prin ea însăși” gaze uriașe. Această mișcare constantă a substanțelor, sau mai precis, a elementelor chimice și a moleculelor, se numește ciclu biochimic. Cele mai implicate în ea sunt oxigenul, carbonul (și compusul lor - dioxid de carbon), azotul, fosforul, sulful și apa. Și acest lucru este de înțeles: până la urmă, aceste gaze sunt prezente în materia vie (oxigenul reprezintă 70%, carbonul - 18%, hidrogenul - 10,5%; toate celelalte elemente reprezintă doar 1,5%). Ciclurile biogeochimice sunt foarte active. Biomasa Pământului trece prin toată apa Pământului în 2 milioane de ani, tot oxigenul din atmosferă în 2 mii de ani, iar dioxidul de carbon din atmosferă în 300. Aceasta înseamnă că, pe o perioadă lungă de istorie geologică, trăiesc materia (biomasa) a procesat în mod repetat toate atmosfera gazelor principale, toată apa de pe planetă și o parte semnificativă din rocile scoarței terestre.
Ciclul biogeochimic este cel mai important proces care are loc în biosferă. Datorită lui, are loc interconectarea tuturor locuitorilor de ființe vii.
Forța care conduce puternicul biogeochimic ciclu în biosferă, - energie solara. Atât de mult din el este furnizat Pământului în fiecare an, încât este de multe ori mai mare decât puterea oricărei alte surse de energie de pe Pământ. Plantele Pământului captează această energie prin fotosinteză, dar mai puțin de 1% din energia primită. Deși acest număr este foarte mare. Este de 10 ori mai mare decât energia reacțiilor nucleare din intestinele planetei. Ca urmare a fotosintezei, în plante se formează substanțe organice care sunt folosite pentru a le hrăni, iar unele dintre substanțele organice se depun. Împreună cu masa verde, această parte depusă poate trece în corpul animalelor (întâi ierbivore, apoi prădători) și acolo se poate descompune parțial în compuși chimici mai simpli. După moartea plantelor și animalelor, microorganismele completează distrugerea materiei organice, care creează un mediu nutritiv, inclusiv solul, pentru renașterea și următorul ciclu de dezvoltare a biomasei.
Protecția biosferei este un set de măsuri de care beneficiază materia vie și întreaga biosferă. Soarta vieții pe Pământ și viitorul umanității depind în mare măsură de succesul acestor evenimente.
Fondatorul doctrinei biosferei a fost V.I. Vernadsky.
BIOSFERĂ,învelișul Pământului în care există viața. Biosfera cuprinde partea inferioară a atmosferei (15–20 km), partea superioară a litosferei și întreaga hidrosferă. Limita inferioară coboară în medie cu 2–3 km pe uscat și 1–2 km sub fundul oceanului. Termenul „biosferă” a fost introdus de geologul austriac E. Suess în 1875, în timp ce fundamentele doctrinei biosferei, care sunt relevante în știința modernă, au fost dezvoltate de V.I. Vernadsky.
Biosfera este formată din componente vii sau biotice și nevii sau abiotice. Componenta biotică este întregul set de organisme vii (conform lui Vernadsky - „materie vie”). O componentă abiotică este o combinație de energie, apă, anumite elemente chimice și alte condiții anorganice în care există organismele vii.
Viața în biosferă depinde de fluxul de energie și de circulația substanțelor între componentele biotice și abiotice. Ciclurile substanțelor se numesc cicluri biogeochimice. Existenta acestor cicluri este asigurata de energia Soarelui. Pământul primește cca. 1,3ґ10 24 de calorii pe an. Aproximativ 40% din această energie este radiată înapoi în spațiu; 15% este absorbit de atmosferă, sol și apă; restul energiei este lumina vizibilă, sursa primară de energie pentru toată viața de pe Pământ.
Viața este imposibilă fără apă. Apa este o sursă de hidrogen, unul dintre cele mai importante elemente găsite în organismele vii. Reacțiile metabolice în organisme apar în fază lichidă, iar apa este mediul din care organismele consumă nutrienți și din care sunt îndepărtați produsele finale ale metabolismului (deșeurile). Apa reprezintă 50 până la 95% din greutatea organismelor vii. Procesul de evaporare la plante joacă un rol important în ciclul apei. Plantele absorb apa prin rădăcini și obțin săruri dizolvate în ea. Apa se evaporă prin frunze. În perioada de vegetație, culturile de cereale pe o suprafață de 1 hectar se evaporă cca. 4.000.000 de litri de apă, dar doar 0,4% din această cantitate este folosită direct în procesul de fotosinteză. Pentru a obține 1 kg de cereale este nevoie de aprox. 500 de litri de apă. Evident, plantele au nevoie de cantități enorme de apă și, din moment ce consumatorii se hrănesc cu plante, nevoile lor totale de apă sunt mult mai mari decât cantitatea pe care o absorb direct. De exemplu, o persoană are nevoie de cca. 2,1 litri de apă pe zi, dar pentru a obține cantitatea de mâncare pe care o mănâncă pe zi mai sunt nevoie de încă 10.000 de litri de apă.
Menținerea unui echilibru dinamic între componentele biotice și abiotice ale biosferei este o condiție necesară pentru existența tuturor formelor de viață. Impactul uman asupra biosferei, însoțit de deteriorarea calității apei, defrișarea sau eliberarea de poluanți în atmosferă, poate reprezenta o amenințare pentru viața de pe Pământ.
