Лекция 5

Тема: Биосфера – глобальная экосистема.

План

1. Общие закономерности организации биосферы. Структура и границы.

2. Закон В.И. Вернадского о биогенной миграции атомов в биосфере.

3. Основные функции живого вещества.

4. Место человека в биосфере. Концепция и критерии ноосферы.

Впервые понятие «биосфера» введено в биологию французским натуралистом
Ж.-Б. Ламарком в Париже в начале XIX столетия, а затем в геологию австрийским ученым Эдуардом Зюссом в 1875 году. Зюсс использовал термин «биосфера» для обозначения оболочки Земли, населяемой живыми организмами. Заслуга в разработке стройного, целостного учения о биосфере как «области жизни» принадлежит академику В. И. Вернадскому, который в 20-х годах прошлого века разработал представление о биосфере как глобальной единой системе Земли, где весь основной ход геохимических и энергетических превращений определяется жизнью.

Биосферой Вернадский назвал ту область нашей планеты, в которой сущестувет или когда-либо существовала жизнь и которая постоянно подвергается или подвергалась воздействию живых организмов.

В настоящее время биосферой называют оболочку Земли, состав, структура и энергетика которой определяются совокупной деятельностью живых организмов. Это та область нашей планеты, в которой существует или когда-либо существовала жизнь и которая постоянно подвергается или подвергалась воздействию живых организмов.

Участие каждого отдельного организма в геологической истории Земли ничтожно мало. Однако живых существ на Земле бесконечно много, они обладают высоким потенциалом размножения, активно взаимодействуют со средой обитания и, в конечном счете, представляют в своей совокупности особый, глобальных масштабов фактор, преобразующий верхние оболочки Земли.

Для обозначения совокупности всего живого на Земле вместе с его непосредственным окружением и ресурсами введем термин "современная биосфера" или " экосфера ". Экосфера непрерывной оболочкой одевает земной шар, а ее протяженность по вертикали меняется от долей метра - в областях чрезвычайно скудной жизни (арктические и антарктические пустыни) - до тысяч метров. Биосфера, являясь глобальной экосистемой (экосферой), как и любая экосистема, состоит из абиотической и биотической части.

Абиотическая часть представлена: 1) почвой и подстилающими ее породами до глубины, где в них еще есть живые организмы, вступающие в обмен с веществом этих пород и физической средой порового пространства; 2) атмосферным воздухом до высот, на которых возможны еще проявления жизни, 3) водной средой океанов, рек, озер и т. п.

Биотическая часть состоит из живых организмов всех таксонов, осуществляющих важнейшую функцию биосферы, без которой не может существовать сама жизнь: или биогенный ток атомов. Живые организмы осуществляют этот ток атомов благодаря своему дыханию, питанию и размножению, обеспечивая обмен веществом между всеми частями биосферы.

Итак, современная биосфера представляет собой сложную систему, состоящую из многих компонентов, которые включают всю живую и неживую (среда обитания) природу. Она охватывает часть атмосферы, гидросферу и верхнюю часть литосферы, взаимосвязанные биогеохимическими циклами миграции веществ и энергии. Нижняя граница биосферы опускается в среднем на 2—3 км на суше (ограничение – температура горных пород т подземных вод) и на 1—2 км ниже дна океана, верхняя – до высоты озонового экрана (20—25 км, где происходит нарастание с высотой ультрафиолетовой радиации). В пределах биосферы везде встречается либо само живое вещество, либо следы его деятельности: газы атмосферы; природная вода; запасы нефти, угля, известняка; глины; сланцы; граниты и др.

Живые организмы могут существовать в широком диапазоне химических условий среды. Первые живые существа Земли жили в бескислородной атмосфере. Анаэробный обмен свойствен и многим современным организмам, в том числе многоклеточным.

Вернадский, рассматривая биосферу как область жизни, включающую наряду с организмами и среду их обитания, выделил в Биосфере 7 разных, но геологически взаимосвязанных типов веществ:

1. живое вещество – вся совокупность живых организмов,

Живое вещество в основном состоит из элементов, являющихся водными и воздушными мигрантами, т.е. образующих газообразные и растворимые соединения. Заслуживает внимания то обстоятельство, что 99,9% массы живых организмов приходится на те 14 элементов, которые преобладают и в земной коре, составляя в ней 96,9%, хотя и в других соотношениях. Таким образом, жизнь - это химическое производное литосферы. В организмах обнаружены почти все элементы таблицы Д.И. Менделеева, т.е. они характеризуются той же химией, что и неживая природа.

Все живое вещество по своей массе занимает ничтожную долю по сравнению с любой из верхних оболочек земного шара. По современным вероятностным оценкам общее количество массы живого вещества в современную эпоху составляет порядка 2420 млрд. т. (Это одна десятимиллионная часть массы литосферы). Однако в качественном отношении живое вещество представляет собой наиболее высокоорганизованную часть материи Земли и наиболее активную форму материи. Оно производит гигантскую геохимическую работу в биосфере, полностью преобразив верхние оболочки Земли за время своего существования.

2. биогенное вещество (горючие ископаемые, каменный уголь, битум, известняки и т. д., т. е. вещество, создаваемое и перерабатываемое живыми организмами);

3. косное вещество (образуется процессами, в которых живые организмы не участвуют, напр. изверженные горные породы),

4. биокосное вещество (создаётся одновременно живыми организмами и процессами неорганической природы, напр. Почва, природные воды). Биокосное вещество является особой категорией, так как представляет собой систему динамического равновесия взаимодействия живых организмов и косных процессов

5. радиоактивное вещество,

Дата добавления: 2014-01-03