Биосфера – глобальная экосистема

определяются деятельностью живых организмов.

геолог, палеонтолог.

Ученый понимал биосферу как
« тонкую плёнку на земной

поверхности, в значительной мере определяющую «Лик Земли»».

Первое упоминание о биосфере встречается еще у Ламарка.

Целостное учение о биосфере разработал В. И. Вернадский.

Эдуард Зюсс
(1831 – 1914)

Автор учения о биосфере.
Всю массу организмов всех видов живых существ

В. И. Вернадский назвал живым веществом Земли.

(20 – 25 км) до 2 – 3 км ниже

уровня суши и 1 – 2 км ниже дна океана.

через атмосферу осуществляется обмен веществами и энергии с космосом.
Атмосфера

имеет несколько слоев:
- тропосфера – нижний слой, примыкающий к поверхности Земли (высота 9–17 км). В нем сосредоточено около 80% газового состава атмосферы и весь водяной пар;
- стратосфера – до 100км, здесь на высоте 22–25 км находится озоновый экран из молекулярного кислорода (продукта фотосинтеза);
- ионосфера – разряженный газ из ионизированных атомов. Преобладающими элементами химического состава атмосферы являются азот (78%), кислород (ок. 21%), углекислый газ (0,03%).

млрд. 300 млн. м3 воды – океан, 24 млн. км2

– ледники. Вследствие высокой подвижности вода проникает повсеместно в различные природные образования, даже наиболее чистые атмосферные воды содержат от 10 до 50 мгр/л растворимых веществ.
Преобладающие элементы химического состава гидросферы: Na+, Mg2, Ca2, C1–, S, С.
Концентрация того или иного элемента в воде еще ни о чем не говорит, важно, насколько необходим он для растительных и животных организмов, обитающих в ней. В этом отношении ведущая рель принадлежит азоту, фосфору и кремнию, которые усваиваются живыми организмами.
Главной особенностью океанической воды является постоянное соотношение основных ионов во всем объеме мирового океана.

магматических пород, Поверхностный слой биосферы, в котором осуществляется взаимодействие живой

материи с минеральной (неорганической), представляет собой почву. Остатки организмов после разложения переходят в гумус (плодородную часть почвы). Составными веществами почвы служат минералы, органические вещества, живые организмы, вода, газы.
Преобладающими элементами химического состава литосферы являются: О, Si, Ac, Fe, Ca, Mg, Na, К.
Ведущую роль здесь выполняет кислород, на долю которого приходится половина массы земной коры и 92% ее объема, однако кислород прочно связан с другими элементами в главных породообразующих минералах.

экосистем.

и мощный подземный слои являются средой, где возможна жизнь –

ее называют "полем существования жизни". Главными условиями ее существования являются достаточное количество кислорода, жидкой воды, необходимый для жизни диапазон температур, набор минеральных веществ и соленость среды.
Атмосфера – только "поле устойчивости жизни". 12,5 км (рекордная высота полета птиц) – верхняя граница жизни. Нижняя на суше – это интервал от 500 м до 3 км вглубь (t° до 100°С), до нижней границы которого живут бактерии.
В океане нижняя граница жизни – от 5 см до 114 м ниже уровня дна, где в донных отложениях и прилегающих породах также есть живые организмы.

определяются наличием необходимых условий.
Современное состояние биосферы предопределено условиями развития Вселенной.

В большей степени жизнь – явление космическое, чем земное. Своим существованием она обязана Солнцу. Его энергия на Земле распределяется следующим образом:
 
отражение 30%
превращение в тепло 46% - эта энергия формирует погоду
испарение, осадки 23%
ветер, волны, течения 0,2%
фотосинтез 0,8% - только эта энергия переводится в энергию биомассы

1 м2 через атмосферу влетает более 10000 заряженных частиц –

космические лучи как результат взрывов сверх­новых звезд в Галактике.
Земля защищена от космической радиации магнитным полем, но только от лучей с малыми энергиями.
Из-за прорыва сквозь атмосферу порций солнечной плазмы на Земле возникают магнитные бури. В ответ на них у человека меняется порог возбудимости и торможения, ЧСС, уровень АД, состав крови, понижается внимание, меняются биотоки.
Защищает живое от них озоновый экран, он же защищает живое и от губительного действия УФ-лучей.
Т.е., существование живого на Земле обусловлено и планетарными, и космическими факторами.

-
совокупность всех живых организмов.

2) Биогенное вещество –
Это минеральные или органические

вещества, созданные в результате жизнедеятельности живых организмов.

3) Косное вещество – формируется без участия живых организмов.

4) Биокосное вещество – создается живыми организмами вместе с неживой природой.

о живом веществе, которое связывает все сферы Земли.

живое вещество (В.И.Вернадский).

на границах геосфер.
Организмы, обитающие на суше на 99,2% представлены растениями;

0,8% составляют грибы, животные и микроорганизмы.
В Мировом океане: на долю растений приходится 6,3% биомассы; на долю животных и микроорганизмов – 93,7%.
Масса живого вещества составляет около 0,01 – 0,02% от костного вещества биосферы.

Живое вещество биосферы планеты Земля.

и т.д.
Классификация живого вещества
 
 
однородное

репродуктивное автотрофное
неоднородное соматическое гетеротрофное
 
Однородное – особи одного рода, вида и т.д.
Неоднородное – организмы разных видов в экосистеме.
Соматическое – совокупность всех клеток тела, обеспечивает повсеместность жизни.
Репродуктивное – вещество воспроизведения, обеспечивает непре­рывность жизни.
Автотрофы – фото- (зеленые растения) и гетеротрофы (животные, грибы, бактерии).

веществ в природе Земли.
Составляя одну миллионную часть массы планеты и

одну десятитысячную массы биосферы, живое вещество является мощным геохимическим и энергетическим фактором.
Ежегодная продукция живого вещества -232 млрд. тонн сухого органического вещества.
Живое вещество образовало и поддерживает состав атмосферы.
Живое вещество образовывает скопления углерода, кальция, кремния и др.
Живое вещество осуществляет окислительно-восстановительные реакции.

живым веществом и атмосферой (фотосинтез, дыхание, деятельность азотфиксирующих бактерий).
Концентрационная –

способность живых организмов аккуму­лировать (накапливать) в себе химические элементы из внешней среды (из почвы, воды, атмосферы). Организмы могут аккумулировать марганец, серу, йод, железо. Это приводит к образованию месторож­дений полезных ископаемых (известняки, мел), привело к накоплению кислорода.
Окислительно-восстановительная – осуществление многих хими­ческих превращений при помощи живых организмов (например, восста­новление СО2 до углеводов и окисление их до СО2 при клеточном дыхании).
Энергетическая – аккумуляция солнечной энергии и ее перераспре­деление между компонентами биосферы.
Деструктивная – связана с разрушениями и гниением продуктов жизнедеятельности организмов и погибших организмов. Возвращает органические вещества в почву, минерализуя их затем при участии микроорганизмов.
Все функции живого вещества проявляются в биогенной миграции элементов при постоянном притоке энергии (солнечной и энергии радиоактивного распада).

организмами.

Результат:
2 млрд. лет назад началось накопление свободного кислорода; образование

озонового экрана.

и энергии – метаболизм.

различные химические элементы.
Результат:
образование почвы и органоминеральных залежей.

соединений.
Результат:
поддержание постоянства круговоротов веществ в биосфере.

организмов во много раз превышает их содержание в земной коре:

в растениях углерода в 200 раз, а азота в 30 раз больше, чем в земной коре.

На планете существует 2 вида биогенной миграции атомов. Первый вид- интенсивная, которая производится микроорганизмами.
Второй вид – производится
многоклеточными организмами.

свободной энергии.
Свойством живого является и большое химическое разнообразие. Известно

свыше 2 млн. органических соединений в составе живого вещества, тогда как количество природных минеральных соединений неживого вещества насчитывает лишь около 2 тысяч.
Следующим свойством живого является высокая упорядоченность химических реакций в нем, протекающих в менее жестких условиях, чем при получении веществ чисто химическими методами.
Живое вещество стремится заполнить все пространство – "давление жизни" (В.И.Вернадский)
Современное вещество является потомством былых биосфер благодаря его эволюции – необратимому процессу исторического изменения живого, его особого свойства.

происходят при участии живого вещества.
Т.о., закон биогенной миграции атомов свидетельствует

о переме­щении химических элементов на земной поверхности и в биосфере при непосредственном участии живого вещества современной и былых биосфер.
 
СО2
СО2 глюкоза ткани
энергия
 
Неживое вещество движется по Земле сверху вниз к морю (ледники, реки, лавины, осыпи), животные, почва, пески – лишь средства, замед­ляющие их движение.
Живое вещество – единственный фактор, перемещающий вещества снизу вверх – из океана на континенты. Животные побережий съедают столько морской пищи, что восполняют химические элементы, выно­симые реками в моря. По масштабам этой работы живое вещество выполняет на Земле геологические функции.

химических элементов, перераспределение энергии.
Биогенная миграция атомов обеспечивает непрерывность жизни при

конечном количестве вещества и постоянном притоке солнечной энергии. Исходя из значимости живого в круговороте веществ, становится понятной опасность обеднения его. К середине следующего века биосфера может лишиться половины ныне живущих видов. Сохранить биологическое разнообразие могут только специальные и экстренные меры.

видов живых.
Воздействие на водоемы бесконтрольным
использованием воды, строительством

гидросооружений.
5. Разрушение сред обитания живых.

Вывод: экосистемы и биосфера в целом являются тонко сбалансированными системами и даже слабое воздействие нарушает равновесие в них.

это состояние биосферы, где разумная деятельность человека становится определяющим фактором.

Учение о ноосфере разработано
В.И.Вернадским 40-х годах 20 века.



«…ноосфера – особая структурная форма, развивающаяся в результате взаимодействия человеческого общества и биосферы».

интересах человечества.
Для ноосферы характерна взаимосвязь законов природы с социально-экономическими законами

общества.

Переход биосферы в ноосферу возможен при объединении всех людей, населяющих планету, для решения глобальных экологических проблем современности.

вещество), открытая (связана с космосом), саморегулирующаяся (через организованность и гомеостаз

сама справляется с катаклизмами типа вулканической деятельности, землетрясений, астероидов, горообразования) система, существование которой подчиняется закону Ле Шателье-Брауна: при действии на систему сил, выводящих ее из состояния устойчивого равновесия, последнее смещается в направлении, при котором эффект этого воздействия ослабляется.