В чем проявляются особенности биосферы как живой оболочки земли: В чем проявляются особенности биосферы как оболочки Земли?

Содержание

Урок 8. биосферный уровень организации жизни. биосфера как глобальная экосистема — Экология — 10 класс

Экология, 10 класс

Урок № 8. Биосферный уровень организации жизни. Биосфера как глобальная экосистема

Перечень вопросов, рассматриваемых в теме:

Мы узнаем:

— что такое биосфера и ноосфера.

Научимся:

— описывать биосферу как глобальную экосистему;

— представлять основные особенности её организации;

— описывать структуру биосферы;

— воспринимать природу как ценностный объект охраны и защиты.

Сможем:

— излагать суть учения В. И. Вернадского о ноосфере;

— объяснять значимость формирования экологической культуры населения как необходимого условия развития ноосферы.

Глоссарий по теме:

Биосфера – внешняя оболочка Земли, заселённая живыми организмами и преобразованная ими.

Косное вещество (тяготеющий к постоянному, неподвижный) – горные породы неорганического происхождения и вода; это вещество является субстратом или средой для проживания живых организмов;

Биогенное веществоорганические и органоминеральные продукты, созданные живыми организмами в течение геологической истории (каменный уголь, горючие сланцы, торф, нефть, газы биосферы – кислород, углекислый газ, вода, аммиак, сероводород и другие), являющиеся источником чрезвычайно мощной потенциальной энергии;

Биокосное веществовещество, которое создаётся живыми организмами и биокосными процессами, представляя собой системы динамического равновесия (осадочные породы, почвы, илы — подводные грунты, природные воды).

Живое вещество – все количество живых организмов планеты как единое целое. Играет ведущую роль в поддержании свойств биокосных веществ.

Биогеохимический цикл – это круговорот химических веществ из неорганической среды через растительные и животные организмы обратно в неорганическую среду с использованием солнечной энергии и энергии химических реакций.

Ноосфера это высшая стадия развития биосферы, связанная с возникновением и становлением в ней цивилизованного общества, с периодом, когда разумная деятельность человека становится главным, определяющим фактором развития

Основная и дополнительная литература (точные библиографические данные с указанием страниц):

Открытые электронные ресурсы по теме урока (при наличии):

Теоретический материал для самостоятельного изучения:

Биосфера (от др. греч. βιος – жизнь и σφαῖρα – сфера, шар) – это внешняя оболочка Земли, заселённая живыми организмами и преобразованная ими.

Впервые употребил понятие «биосфера» в 1804 г. Ж.-Б. Ламарк. Основоположником учения о биосфере является В. И. Вернадский.

Основные положения теории биосферы Земли, по В.И. Вернадскому: биосфера включает в себя не только живое, но и неживое (косное) вещество; между живым и косным веществом существует неразрывная и постоянная связь. Сущность учения В.И. Вернадского заключается в признании исключительной роли живого вещества, преобразующего облик планеты. Другой главнейший аспект учения Вернадского – разработанное им представление об организованности биосферы, которое проявляется в согласованном взаимодействии живого и неживого вещества, во взаимной приспособляемости организмов и среды.

Всё вещество биосферы разделено на четыре категории: косное, биогенное, биокосное и живое. Каждая категория играет определённую роль.

Биосфера включает нижнюю часть атмосферы (до озонового слоя – на высоте 20-25 км), всю *гидросферу и верхнюю часть литосферы, то есть ту область, где существует жизнь, живые организмы.

В настоящее время принято считать, что верхняя граница биосферы располагается на высоте примерно 85 км над поверхностью Земли, поскольку именно на такой высоте (в стратосфере) обнаружены споры микроорганизмов в латентном (скрытом, спящем) состоянии. Нижняя граница биосферы располагается в глубинах литосферы, где температура достигает 100 0С и находится на глубине 1,5-2 км и 7-8 км (в зависимости от типа пород). Последние данные свидетельствуют о том, что некоторые бактерии могут существовать при температурах от абсолютного нуля до +180 0С, в вакууме, в ядерных реакторах.

Биосфера структурно организована и рассматривается как глобальная экосистема. Жизнь на Земле зависит от круговорота важнейших химических веществ, в которых непосредственное участие принимает живое вещество.

Впервые термин ноосфера был предложен в 30-е годы французскими философами и естествоиспытателями (Тейяр де Шарден, Ле-Руа). В буквальном смысле термин означает «сфера разума» (ноос – разум).

Ноосфера – это высшая стадия развития биосферы, связанная с возникновением и становлением в ней цивилизованного общества, с периодом, когда разумная деятельность человека становится главным, определяющим фактором развития. Научная мысль и деятельность человека изменили структуру биосферы, обусловили физические и химические изменения всех ее оболочек (атмосферы, литосферы, гидросферы).

Понятие «ноосфера» наполнил смыслом и развил Вернадский, в частности, в 1944 г. в статье «несколько слов о ноосфере», опубликованной перед его смертью, ученый приводит свои мысли о дальнейшем развитии биосферы и ее переходе в новое качество – ноосферу. Вернадский подчеркивал особую роль живого вещества в планетарных процессах, в создании и развитии биосферы. Среди всех живых существ он выделил человека как мощную геологическую силу, способную оказывать влияние на ход различных процессов в охваченной ее воздействием среде Земли и околоземном пространстве. Человек способен перестраивать эту среду согласно своим представлениям и потребностям (благодаря человеческому труду, интеллекту).

Круговорот веществ в природе

Важнейшей особенностью биосферы является биотический круговорот элементов. Круговорот связывает в единое целое организм и его среду. Это непрерывная миграция химических веществ из среды в организм и обратно, объединяющая всё живое с неживой природой. Непрерывный ток атомов от живого к живому осуществляется прежде всего по пищевым сетям; это малый биологический круговорот.

Продукты жизнедеятельности всего живущего на Земле, увлекаемые перемещением водных масс и атмосферными газами, так или иначе попадают в большой геологический цикл круговорота веществ.

Поглощённые из внешнего окружения элементы задерживаются в живом не так уж долго. По научным расчётам, земной запас двуокиси углерода проходит через совокупность всего живого за 300 лет, кислород атмосферы – за 2000 лет, вода суши и океанов – за 2 млн лет.

Примеры и разбор решения заданий тренировочного модуля (не менее 2 заданий):

Информация о тестовом вопросе:

Текст задания: Заполните пропуски в тексте.

Все _________ существа, кроме ___________, получают необходимую для жизнедеятельности организмов ___________ через питательные вещества, входящие в состав растений.

Информация об ответах

Тип вариантов ответов: (Текстовые, Графические, Комбинированные):

Правильный вариант/варианты (или правильные комбинации вариантов): живые, продуцентов, энергию

Подсказка: —

Укажите общую информацию об элементе:

Название элемента: Подстановка элементов в пропуски в тексте

Автор:

КЭС: Биосфера, ноосфера, экологические связи в системе «человек-общество-природа», экологическая культура как условие достижения устойчивого (сбалансированного) развития общества и природы, возможности устойчивого развития различных биологических и социальных моделей, эволюция развития экосистем. Динамические модели для управления устойчивым развитием социально-экономических систем, прогноз развития неравновесных экосистем.

Контрольный или тренировочный?

тренировочный

Информация о тестовом вопросе:

Текст задания: Вычеркните неверные утверждения.

Биосфера включает в себя только живое вещество. Между живым и косным веществом не существует неразрывной и постоянной связи.

Информация об ответах

Тип вариантов ответов: (Текстовые, Графические, Комбинированные).

Правильный вариант/варианты:

Биосфера включает в себя только живое вещество. Между живым и косным веществом не существует неразрывной и постоянной связи.

Неправильный вариант/варианты (или комбинации): —

Подсказка: —

Тест по биологии «Биосфера»

Тест по теме «Биосфера – глобальная экосистема. Биосфера и человек»

 

Вариант 1

 

А1. Явления круговорота веществ и энергии, происходящие при участии живых организмов, изучают на уровне

1) биосферном                                          3) популяционно-видовом

2) биогеоценотическом                           4) организменном

 

А2. К антропогенным факторам относятся

1) осушение болот, вырубка лесов, строительство дорог

2) растения, бактерии, грибы, животные, вирусы

3) минералы, растения, соленость воды, распашка полей

4) температура воздуха и воды, атмосферное давление

 

А3. Одной из главных причин сокращения видового разнообразия животных в настоящее время является

1) межвидовая борьба                   

2) разрушение мест обитания животных

3) чрезмерное размножение хищников

4) возникновение глобальных эпидемий – пандемий

 

А4. Необходимое условие сохранения равновесия в биосфере

1) эволюция органического мира

2) замкнутый круговорот веществ и энергии

3) усиление промышленной и снижение сельскохозяйственной деятельности человека

4) усиление сельскохозяйственной и снижение промышленной деятельности человека

 

А5. В биосфере

1) биомасса растений равна биомассе животных

2) биомасса животных во много раз превышает биомассу растений

3) биомасса растений во много раз превышает биомассу животных

4) соотношения биомасс растений и животных постоянно изменяется

 

А6. Биосфера является открытой системой, так как она

1) способна к саморегуляции                       3) состоит из экосистем

2) способна изменяться во времени            4) связана с космосом обменом веществ

 

А7. По В.И. Вернадскому кислород является веществом

1) живым             2) биокосным             3) биогенным              4) косным

 

А8. Верхняя граница биосферы находится на высоте 20 км от поверхности Земли, так как там

1) отсутствует кислород                   3) очень низкая температура

2) отсутствует свет                            4) размещается озоновый слой

 

А9. Оболочка Земли, населенная живыми организмами и преобразованная ими, называется

1) гидросфера              2) литосфера             3) ноосфера               4) биосфера

 

А10. По определению В.И. Вернадского ведущая роль в создании ноосферы принадлежит

1) бактериям              2) растениям              3) космосу              4) человеку

 

А11. Наибольшая концентрация живого вещества наблюдается

1) на стыке атмосферы, гидросферы и литосферы

2) в нижних слоях гидросферы

3) в верхних слоях атмосферы

4) в литосфере на глубине 200 м

 

А12. Поддержанию равновесия в биосфере, ее целостности способствует

1) сохранение биоразнообразия

2) вселение новых видов в экосистемы

3) создание агроэкосистем

4) расширение площади земель, занятых культурными растениями

 

А13. Развитие промышленности, транспорта, сельского хозяйства с учетом экологических закономерностей – необходимое условие

1) устойчивости биосферы

2) эволюции органического мира по пути ароморфоза

3) смены биогеоценозов

4) саморегуляции численности в популяциях

 

А14. Парниковый эффект в биосфере вызывает накопления в атмосфере

1) пыли      2) ядовитых веществ      3) углекислого газа        4) азота

 

А15. Устойчивость биосферы как глобальной экосистемы определяется

1) разнообразием ее видового состава

2) конкуренцией между организмами

3) популяционными волнами

4) закономерностями наследственности и изменчивости организмов

 

А16. Выделение в атмосферу оксидов серы, азота вызывает

1) уменьшение озонового слоя                  3) выпадение кислотных дождей

2) засоление мирового океана                   4) увеличение концентрации углекислого газа

 

А17. Необходимое условие устойчивого развития биосферы –

1) создание искусственных агроценозов

2) сокращение численности хищных животных

3) развитие промышленности с учетом экологических закономерностей

4) уничтожение насекомых-вредителей сельскохозяйственных культур

 

А18. В преобразовании биосферы главную роль играют

1) живые организмы                     3) круговорот минеральных веществ

2) биоритмы                                  4) процессы саморегуляции

 

С1. Для сохранения и увеличения рыбных запасов установлены определенные правила рыболовства. Объясните, почему при ловле рыбы нельзя использовать мелкоячеистые сети и такие приемы лова, как травление или глушение рыбы взрывчатыми веществами. Приведите не менее двух причин.

 

С2. Какие последствия может иметь глобальное потепление? Приведите не менее трех причин.

 

 

 

Тест по теме «Биосфера – глобальная экосистема. Биосфера и человек»

 

Вариант 2

 

А1. В настоящее время наибольшие изменения в биосфере вызывают факторы

1) биотические                               3) антропогенные

2) абиотические                             4) космические

 

А2. Биосферу считают динамической системой, так как она

1) способна к саморегуляции                       3) состоит из экосистем

2) способна изменяться во времени            4) связана с космосом обменом веществ

 

А3. Жизнь на Земле невозможна без круговорота веществ, в котором растения выполняют роль

1) разрушителей органических веществ      3) производителей органических веществ

2) источника минеральных веществ             4) потребителей органических веществ

 

А4. Основателем учения о биосфере является

1) В. Докучаев     2) Э. Геккель       3) В. Вернадский          4) Ч. Дарвин

 

А5. Нефть по В.И. Вернадскому является веществом

1) биогенным        2) живым         3) биокосным         4) косным

 

А6. Биосфера представляет собой глобальную экосистему, структурными компонентами которой являются

1) типы животных                            3) популяции

2) биогеоценозы                               4) отделы растений

 

А7. В биосфере биомасса животных

1) во много раз превышает биомассу растений

2) равна биомассе растений

3) во много раз меньше биомассы растений

4) в отдельные периоды превышает биомассу растений, а в другие нет

 

А8. Устойчивость биосферы обеспечивается

1) геомагнитными явлениями                                   3) атмосферными явлениями

2) хозяйственной деятельностью человека              4) круговоротом веществ

 

А9. Нижняя граница биосферы располагается в литосфере на глубине

1) 1 км         2) 8 км           3) 5 км          4) 3,5 км

 

А10. Биологическим круговоротом называется непрерывное движение веществ между

1) микроорганизмами и грибами

2) растениями и почвой

3) животными, растениями и микроорганизмами

4) растениями, животными, микроорганизмами и почвой

 

А11. К глобальным изменениям в биосфере, снижению плодородия почвы, вызванным воздействием человека, относят

1) эрозию и засоление, опустынивание

2) осушение болот

3) создание искусственных водохранилищ

4) известкование полей

А12. Загрязнение атмосферы оксидами серы и азота способствует

1) разрушению озонового слоя

2) разрушению структуры пахотного слоя

3) выпадению кислотных дождей и уничтожению лесов

4) вымыванию из почвы питательных веществ

 

А13. Расширение озоновых дыр приводит к

1) повышению температуры воздуха, частому появлению туманов

2) усилению ультрафиолетового излучения, вредного для здоровья

3) понижению температуры и повышению влажности воздуха

4) уменьшению прозрачности атмосферы и снижению интенсивности фотосинтеза

 

А14. Сохранению равновесия в биосфере способствует

1) создание новых сортов растений и пород животных

2) вселение новых видов в экосистему

3) уничтожение паразитов и хищников

4) внедрение в производство малоотходных технологий

 

А15. К глобальным изменениям в биосфере, связанным с гибелью многих организмов вследствие появления у них ряда отрицательных мутаций, может привести

1) парниковый эффект               3) вырубка лесов

2) таяние ледников                    4) расширение озоновых дыр

 

А16. Глобальное потепление на Земле может наступить в результате

1) урбанизации ландшафтов

2) циклических процессов на Солнце

3) таяния ледников

4) парникового эффекта

 

А17. Парниковый эффект на Земле является следствием повышения в атмосфере концентрации

1) кислорода           2) углекислого газа              3) сернистого газа            4) паров воды

 

А18. Как предотвратить нарушения человеком равновесия в биосфере?

1) повысить интенсивность хозяйственной деятельности

2) увеличить продуктивность биомассы экосистем

3) учитывать экологические закономерности в хозяйственной деятельности

4) изучить биологию редких и исчезающих видов растений и животных

 

 

С1. В чем проявляются особенности биосферы как оболочки Земли? Приведите не менее трех особенностей.

 

С2. Объясните, какой вред растениям наносят кислотные дожди. Приведите не менее трех причин.

 

 

 

 

 

 

 

Ответы к тесту

«Биосфера – глобальная экосистема. Биосфера и человек»

 

Вариант 1

  1. 1                          10. 4
  2. 1                          11. 1
  3. 2                          12. 1
  4. 2                          13. 1
  5. 3                          14. 3
  6. 4                          15. 1
  7. 3                          16. 3
  8. 4                          17. 3
  9. 4                          18. 1

 

С1. Для сохранения и увеличения рыбных запасов установлены определенные правила рыболовства. Объясните, почему при ловле рыбы нельзя использовать мелкоячеистые сети и такие приемы лова, как травление или глушение рыбы взрывчатыми веществами. Приведите не менее двух причин.

  1. При использовании мелкоячеистых сетей вылавливается много неподросшей рыбы, которая могла бы дать большое потомство.
  2. Травление или глушение взрывчатыми веществами – хищнические способы лова, при которых много рыбы гибнет бесполезно.

 

С2. Какие последствия может иметь глобальное потепление? Приведите не менее трех причин.

  1. Таяние льдов, подъем уровня мирового океана.
  2. Затопление больших площадей побережий, плотно заселенных людьми.
  3. Изменение климата и непредсказуемость погодных явлений.

 

Вариант 2

  1. 3                           10. 4
  2. 2                           11. 1
  3. 3                           12. 3
  4. 3                           13. 2
  5. 1                           14. 4 
  6. 2                           15. 4
  7. 3                           16. 4
  8. 4                           17. 2
  9. 4                           18. 3

 

С1. В чем проявляются особенности биосферы как оболочки Земли? Приведите не менее трех особенностей.

  1. В биосфере протекают биохимические процессы, проявляется геологическая деятельность всех организмов.
  2. В биосфере происходит непрерывный биогенный круговорот веществ, регулируемый деятельностью организмов.
  3. Биосфера преобразует энергию Солнца в энергию неорганических веществ.

 

С2. Объясните, какой вред растениям наносят кислотные дожди. Приведите не менее трех причин.

  1. Непосредственно повреждают органы и ткани растений.
  2. Загрязняют почву, уменьшают плодородие.
  3. Понижают продуктивность растений.

 

Биосфера – глобальная экосистема. Учение В.И. Вернадского о биосфере. Живое вещество, его функции. Особенности распределения биомассы на Земле / Справочник :: Бингоскул

Биосферой называют оболочку земли, в которой обитают все живые организмы. В её состав входят воздух, земля и вода, то есть атмосфера, литосфера и гидросфера. Не так давно была установлена нижняя граница биосферы — три километра вглубь почвы и два километра ниже дна океана. Верхние кордоны атмосферы определить с такой точностью нельзя, они равняются 20-35км.

Биосферу можно также назвать глобальной экосистемой. Важной ее составляющей является, так называемая, сложная система круговорота между организмами и сложными химическими веществами. Одним из основополагающих процессов в глобальной экосистеме можно смело считать фотосинтез. Также, к основным процессам относятся трофические связи организмов, находящихся в одной пищевой цепи.

В живую оболочку Земли, кроме растений, микроорганизмов, животных, входят продукты жизнедеятельности организмов, такие как, уголь, нефть.

Останки живых организмов, осадочные породы также составляют часть биосферы.

Биосфера — это сложная система, в которой все взаимосвязано, все ее компоненты не могут существовать отдельно. Иногда, в науке используется обозначение «биологическая оболочка» для глубокого понимания биосферы.

Если из данной экосистемы изъять, к примеру, воздух или воду, то вся система рушится. Это, в конечном итоге, может пагубно отразится на всей системе и вывести ее из гармонии. Строение органических веществ соответствует среде обитания, а их разнообразие говорит о многообразии пространств, в которых живут те или иные организмы.

Последние годы человечество только этим и занимается. Люди обедняют и осушают почву, уничтожают леса, истребляют животных, загрязняют воздух и воду. Тем самым нанося непоправимый вред биосфере и самим себе в частности.

Существование экосистем предполагает обмен энергетическими потоками, первым звеном в котором являются автотрофные организмы, продуцирующие органику.

Биосфера – это оболочка Земли, то пространство, где существует жизнь. Термин «биосфера» был введен австрийским ученым Эдуардом Зюссом в 1875 году. Позже учение о «пленке жизни» продолжил естествоиспытатель Владимир Вернадский. По его учению, в биосфере взаимосвязаны все компоненты на геохимическом уровне. Вернадский ввел новый термин – «ноосфера», он доказал, что живые организмы являются определяющими в жизненной силе Земли.

Живая оболочка планеты является саморегулируемой системой, обладающей свойствами саморегуляции.

Разнообразие видов, форм жизни обуславливает стабильность и устойчивость жизненной сферы. Окружающая среда наносит отпечаток на внешний вид, строение организмов, которые проявляются в различных адаптациях, приспособлениях, ответных реакциях.

Жизнь кишит везде, все ее элементы связаны, влияют друг на друга и на природу в целом. В атмосфере живет множество животных и микроорганизмов, которые передвигаются активным или пассивным способом.

Грибные и бактериальные споры были найдены на высоте 20—22 км.

Понятие биосферы и ее сущность

Биосфера — это условная оболочка Земли, которую заселяют живые организмы. Почему условная? Дело в том, что другие оболочки планеты (земная, водная и воздушная) обрамляют планету непрерывным слоем. Сначала идет земная и океаническая кора (литосфера), затем гидросфера (она объединяет все водные объекты), после — атмосфера (воздушная оболочка, плавно переходящая в космическое пространство). Биосферу сложно представить в виде конкретного слоя, ведь живые организмы равномерно распределены по всей поверхности Земли и могут обитать во всех трех стихиях.

Сущностные характеристики биосферы уходят в самую древность, но все же это самая «молодая» оболочка нашей планеты. Жизнь на Земле зародилась относительно недавно, всего 3,8 миллиардов лет назад, что, по сравнению с возрастом планеты, сущий пустяк. Существует два понятия биосферы:

  • Первое определяет оболочку как совокупность всей органики на планете. Именно оно послужило основой термина, который используется по сей день.
  • Второе понятие было предложено В. И. Вернадским, он считал, что биосфера — это неразрывное единство и взаимодействие живой и неживой природы, в широком смысле этих определений.

Тем не менее, основные характеристики биосферы обусловлены именно ее органической составляющей. Ведь это ее принципиальное отличие от других оболочек Земли.

Влияние человека на биосферу

Влияние человека на биосферу является неоднозначным. С каждым столетием антропогенная деятельность становится более интенсивной, разрушительной и масштабной, поэтому люди способствуют возникновению не только локальных экологических проблем, но и глобальных.

Одним из результатов влияния человека на биосферу является сокращение численности флоры и фауны на планете, а также исчезновение многих видов с лица земли. Например, ареалы растений уменьшаются в связи с земледельческой деятельностью и вырубкой лесов. Множество деревьев, кустарников, трав являются вторичными, то есть вместо первичного растительного покрова были посажены новые виды. В свою очередь, популяции животных уничтожаются охотниками не только ради добычи пропитания, но и с целью продажи ценных шкур, костей, плавников акул, бивней слонов, рогов носорогов, различных частей тела на черном рынке.

Довольно сильно антропогенная деятельность влияет на процесс почвообразования. Так, вырубка деревьев и распашка полей приводит к ветровой и водной эрозии. Изменение состава растительного покрова приводит к тому, что другие виды участвуют в процессе образования почв, а, значит, образуется иной тип грунта. Из-за использования в земледелии различных удобрений, сброса в землю твердых и жидких отходов, изменяется физико-химический состав почвы.

Демографические процессы оказывают негативное влияние на биосферу:

  • возрастает численность населения планеты, которое все больше потребляет природных ресурсов;
  • увеличиваются масштабы промышленного производства;
  • появляется больше отходов;
  • увеличиваются площади сельскохозяйственных угодий.

Стоит отметить, что люди способствуют загрязнению всех слоев биосферы. Источников загрязнения на сегодняшний день существует огромное многообразие:

  • выхлопные газы автотранспорта;
  • частицы, выделяющиеся при сгорании топлива;
  • радиоактивные вещества;
  • нефтепродукты;
  • выбросы химических соединений в воздушную среду;
  • твердые бытовые отходы;
  • пестициды, минеральные удобрения и агрохимия;
  • грязные стоки как промышленных, так и коммунальных предприятий;
  • электромагнитные приборы;
  • ядерное топливо;
  • вирусы, бактерии и чужеродные микроорганизмы.

Все это приводит не только к изменению экосистем и сокращению биоразнообразия на земле, но и к климатическим изменениям. Из-за влияния человеческого рода на биосферу происходит парниковый эффект и образование озоновых дыр, таяние ледников и глобальное потепление, изменение уровня океанов и морей, выпадение кислотных осадков и т.п.

Со временем биосфера становится все более неустойчивой, что приводит к разрушению многих экосистем планеты. Многие ученые и общественные деятели выступают за то, чтобы снизить влияние человеческого сообщества на природу, с целью сохранить биосферу Земли от уничтожения.

Учение о биосфере и происхождение термина

Концепция живой оболочки была предложена в 19 веке. Жан Батист Ламарк дал краткую характеристику биосфере, в то время как официального названия еще даже не существовало. В 1875 году австрийский палеонтолог и геолог Эдуард Зюсс впервые предложил термин «биосфера», который используется по сей день.

Огромный вклад в изучение всего живого на Земле внес советский философ и биогеохимик В. И. Вернадский, он прославился благодаря созданию целостного учения о биосфере. В его трудах живые организмы выступают как мощнейшая сила, которая непрерывно участвует в преобразовании планеты Земля.

Границы обитания живых организмов

Общая характеристика биосферы начинается с описания границ, в пределах которых могут обитать живые организмы. Некоторые из них довольно живучие, и могут выдержать даже самые критические условия.

Границы биосферы:

  • Верхняя граница. Определяется атмосферой, а конкретно озоновым слоем Земли, это примерно 15-20 километров. Чем ближе к экватору, тем мощнее защитный экран планеты. Выше озонового слоя жизнь попросту невозможна, ведь ультрафиолетовое излучение несовместимо с жизнедеятельностью клеток организмов. К тому же, с высотой существенно сокращается количество кислорода, а это также губительно для живых существ.
  • Нижняя граница. Определяется литосферой, максимально возможная глубина не превышает 3,5 — 7,5 километров. Все зависит от критического повышения температуры, при которой происходит денатурация белковых структур. Однако большая часть живых организмов сосредоточена на глубине всего нескольких метров, это — корневая система растений, грибки, микроорганизмы, насекомые и животные, обитающие в норах.
  • Границы в гидросфере. Живые организмы могут существовать в абсолютно любых частях океана: от поверхности воды (планктон, водоросли) до дна глубоководных желобов. К примеру, ученые доказали, что жизнь существует даже в Марианской впадине на глубине 11 километров.

Структура живой оболочки

К основным характеристикам биосферы можно отнести ее структуру. Вернадский выделял несколько типов веществ, которые слагают живую оболочку. Причем они могли иметь как органическое, так и неорганическое происхождение:

  1. Живое вещество. Сюда можно отнести все, что имеет клеточную структуру. Однако масса живого вещества в структуре биосферы невелика и составляет буквально одну миллионную часть всей оболочки. Характеристика живого вещества биосферы сводится к тому, что это самая важная часть нашей планеты. Ведь именно живые организмы постоянно воздействуют на облик Земли, меняя структуру ее поверхности.
  2. Биогенное вещество. Это структуры, которые создаются и перерабатываются живыми организмами. Удивительно, но на протяжении миллионов лет, живые существа пропустили через системы своих органов практически весь мировой океан, огромный объем атмосферных газов и большую массу минеральных веществ. В результате этих процессов образуются полезные ископаемые органического происхождения, такие как нефть, карбонатные породы и уголь.
  3. Косное вещество. Это продукты неживой природы, которые образовались без непосредственного участия живых организмов. Сюда можно отнести горные породы, минералы и неорганическую часть почвы.
  4. Биокосное вещество. Мы помним о том, что живые организмы постоянно воздействуют планету. В результате этого образуются вещества, которые являются продуктами распада и разрушения косных структур. К этой группе можно отнести почву, кору выветривания и осадочные породы органического происхождения.
  5. Также в структуру биосферы можно включить вещества, которые находятся в состоянии радиоактивного распада.
  6. Отдельную группу составляют атомы, которые непрерывно создаются в процессе ионизации под влиянием космического излучения.
  7. С недавних пор в структуру биосферы были включены вещества, имеющие внеземное (космическое) происхождение.

БИОКОСНЫЕ СИСТЕМЫ

В биосфере Земли все вещество находится в двух качественно различных состояниях: живом и косном. Несмотря на то, что живое и неживое резко обособлены друг от друга, они составляют биокосные системы (экологические системы), поскольку организмы и живое вещество в целом являются неравновесными биологическими системами и свое устойчивое состояние поддерживают только непрерывным обменом вещества и энергии с окружающим их веществом.

Живое вещество, используя солнечную энергию, организует косное вещество и создает новое поколение организмов, а также особую разновидность вещества — биогенное вещество, которое образуется из отходов живых организмов и отмерших их частей (гумус почвы, торф, каменный уголь, известняк и др. ).

Особой разновидностью биогенного вещества является созданное человеком техногенное вещество (пластмассы, свободные металлы, машины, книги, картины и др.).

Создавая отрицательные обратные связи с окружающим косным веществом, живые организмы способны преодолевать внешние воздействия и поддерживать свое стабильное состояние (гомеостаз — из слов «подобный», «стабильный»).

Но живые организмы, особенно высокоорганизованные, способны создавать и положительные обратные связи с окружающей средой, что приводит к изменению самих организмов и продуктов их деятельности (эволюция жизни и функций организмов, развитие умственных способностей, усложнение орудий труда и др.).

В результате деятельности наземного живого вещества на поверхности суши возник биогенный слой, еще более активный, чем планктонный слой океана — это почвенный покров — педосфера.

В. И. Вернадский удачно назвал почву биокосным телом.

Почвенный покров планеты — зона наиболее напряженных биогенных геохимических процессов. В ней тесно сочетается деятельность как высших растений (составляющих основную массу живого вещества Земли), так и почвенных животных и микроорганизмов. В. А. Ковда утверждал, что в почве сосредоточена одна четвертая часть всей биомассы лесов и более двух третей массы степной растительности. Биомасса микроорганизмов педосферы оценивается в 1 млрд т.

Наиболее активно биохимические процессы происходят в самом верхнем горизонте почвы.

Соответственно сверху вниз происходит убывание содержания гумуса, численности животных и микроорганизмов, концентрация химических элементов (вовлекаемых в биологический круговорот). Естественно, что эта общепланетарная закономерность в различных типах почв определенным образом видоизменяется.

Кроме почвы к биокосным системам относится и подавляющее большинство вод земной коры (в том числе и Мировой океан): реки, озера, грунтовые и многие подземные воды.

Образование планктонного слоя в океане и почвенного покрова на суше обусловило появление новых факторов глобальной миграции химических элементов в географической оболочке.

В массообмене между атмосферой и поверхностью суши в настоящее время принимает участие не столько литосфера, сколько педосфера. Важная роль в дифференциации химических элементов на границе раздела «океан-атмосфера» отводится жизнедеятельности планктона.

Самая крупная биокосная система — биосфера.

Это такая область жизни, которая включает в себя тропосферу, Мировой океан, ландшафты суши и толщу литосферы до глубин в сотни и тысячи метров, где еще возможна геохимическая деятельность бактерий (условная нижняя граница биосферы — горизонты с температурой 100°С).

Таким образом, биосфера резко неоднородна по агрегатному строению вещества — в нее входит часть атмосферы, гидросферы и литосферы (рис. 1.8). Это обстоятельство, вероятно, и мешало внедрению понятия о биосфере в естествознание, хотя элементы подобного подхода к природе намечались уже в трудах великого французского натуралиста Ж. Ламарка (1744 — 1829).

Термин «биосфера» и научное понятие о ней были сформулированы лишь в 1875 г. крупным австрийским тектонистом Э. Зюссом (1831-1914). Специально биосферой Э. Зюсс не занимался и разработка современного учения о биосфере, ставшего теоретической основой решения проблемы окружающей среды, связана с именем В. И. Вернадского.

Биосфера представляет собой неоднородную пленку на поверхности Земли. Наиболее мелкие элементы «мозаики», из которых сложена вся «картина» биосферы, называются экосистемами (биогеоценозами).

Понятие экосистемы введено в биологию ботаником А. Тэнсли в 1935 г. Оно трактуется как совокупность местообитания и характерных для него сообществ живых организмов, т. е. неживой и живой природы, в их взаимодействии в определенном участке биосферы.

Рис.1.8. Строение биосферы

Понятие о биогеоценозах впервые сформулировал В.Н. Сукачев в 40-е гг. XX в. Биогеоценозами В. Н. Сукачев называл участки земной поверхности, относительно однородные по составу растительности (фитоценоз), животного населения (зооценоз), микроорганизмов (микробоценоз), строению почвенного покрова, горных пород, лежащих непосредственно под почвенным покровом, климатических условий и увлажнения.

Все это компоненты биогеоценозов. Растительность, животное население и микроорганизмы объединяются под общим названием — биоценоз, а участок земной поверхности, который занимает данный биоценоз, носит название биотопа или экотопа.

Биоценоз активно взаимодействует со средой обитания — биотопом.

Каждый биогеоценоз отделяется от других границами. Границами биогеоценозов являются прежде всего границы растительных сообществ. К биогеоценозу применим и термин «экосистема», хотя между этими почти однозначными терминами имеются различия. Понятие «экосистема» является более широким.

Она не связывается с каким-либо ограниченным участком земной поверхности. Так, экосистемой можно считать лесную зону и биосферу в целом.

В последнее время, в связи с развитием глобальной экологии, стал использоваться термин «экосфера».

В него обычно вкладывается тот же смысл, что и в понятие «биосфера». Однако можно думать, что в понятие экосферы можно вкладывать другое, отличное от биосферы, значение. Представляется, что функционирование глобальной экосистемы проявляется не только в пределах биосферы.

Так, вся атмосфера Земли является продуктом жизни и экраном, защищающим жизнь от воздействия Космоса. Она же служит и ресурсом газов, необходимых для жизни, и т. д. Поэтому под экосферой можно понимать пространство, в котором действуют обратные связи между живым и косным веществом Земли.

Живое вещество в составе других оболочек Земли

Если подробно останавливаться на характеристике и составе биосферы, то нельзя не рассмотреть особенности жизнедеятельности живых организмов в других оболочках планеты:

  • Аэросфера. Живые организмы не могут находиться в атмосферных слоях во взвешенном состоянии, субстратом для жизни аэробионтов служат микроскопические водяные капли, а солнечная активность и аэрозоли выступают в роли источника неиссякаемой энергии. Организмы, обитающие в атмосфере, делятся на три группы. Тропобионты — ведут активную жизнедеятельность в пространстве от верхушек деревьев до кучевых облаков. Альтобионты — организмы, которые способны выжить в условиях разреженного воздуха. Парабионты — случайно попадают в самые высокие слои атмосферы. На такой высоте они теряют способность к размножению, а их жизненный цикл существенно сокращается.

  • Геобиосфера. Субстратом и средой обитания для геобионтов служит земная кора. Эта оболочка также включает в себя несколько уровней, на которых обитают специфические формы жизни. Террабионты — организмы которые обитают непосредственно на поверхности суши. В свою очередь, террабиосфера делится еще на несколько оболочек: фитосфера (зона от макушек деревьев до поверхности земли) и ипедосфера (почвенный слой и кора выветривания). Эоловая зона — высокогорные области, к которых невозможна жизнь даже высших растений. Типичными представителями этой зоны являются эолобионты. Литобиосфера — глубинные слои земной коры. Эта зона делится на гипотеррабиосферу (место, где могут обитать аэробные (нуждающиеся в кислороде) формы жизни) и теллуробиосфера (здесь возможно выживание лишь анаэробных (не нуждающихся в кислороде) организмов). Кроме того, в литобиосфере можно встретить литобионтов, которые обитают в подземных водах и порах горных пород.

  • Гидробиосфера. Эта область охватывает все водные объекты (кроме подземных вод и влаги атмосферы) нашей планеты, включая ледники. Жители морей и океанов именуются гидробионтами, которые в свою очередь делятся на: Аквабионты — обитатели континентальных вод. Маринобионты — живые организмы морей и океанов. В толще воды выделяется три уровня жизни, в зависимости от количества солнечных лучей, которые проникают внутрь: Фотосфера — самая освещенная зона. Дисфотосфера — всегда сумеречная область океана (не более 1% инсоляции). Афотосфера — зона абсолютной темноты.

Вывод

Подводя итоги, стоит отметить, что жизнь в биосфере размещается по-разному и неравномерно. Большое количество живых организмов обитает на земной поверхности, будь то водная среда или суша. Все существа соприкасаются с водой, минералами и атмосферой, находясь с ними в непрерывной связи. Именно это обеспечивает оптимальные условия для жизни (кислород, вода, свет, тепло, питательные вещества). Чем глубже в толщу воды океана или под землю, тем жизнь более однообразна. Живое вещество также распространяется и по площади, и стоит отметить разнообразие форм жизни по всей земной поверхности. Чтобы понять эту жизнь, нам понадобиться еще не один десяток лет, а то и сотен, но ценить биосферу и уберечь ее от нашего вредного, человеческого, влияния нужно уже сегодня.

От тундры до тропических лесов. Классификация биомов планеты

Характеристика биосферы неразрывно связана с понятием биом. Под этим термином понимаются крупные биологические системы, которые имеют некий преобладающий тип растительности или специфические особенности ландшафта. Всего их девять. Ниже представлена краткая характеристика основных биомов биосферы:

  • Тундра. Обширное безлесное пространство, которое занимает северные части Евразии и Северной Америки. Растительность этой зоны не богата, в основном это лишайники, сезонные травы и мхи. Животный мир более разнообразен, особенно в теплые месяцы года, когда начинается сезон миграции многих видов птиц и и животных.
  • Тайга. Основной вид растительности этой области — хвойные леса. Биом занимает около 11 % территории всей суши. Несмотря на суровые погодные условия, в тайге чрезвычайно разнообразный растительный и животный мир.

  • Листопадные леса. Располагаются в умеренной зоне. Сезонность климата и достаточное количество влаги позволили развиться определенному типу растительности этого биома. В основном это широколиственные породы деревьев. Кроме того, эти леса являются домом для множества млекопитающих, птиц и грибов, не говоря о насекомых и микроорганизмах.
  • Степи. Этот биом представлен азиатскими степями и классическими прериями Северной Америки. Чаще всего это безлесные открытые пространства, так как сказывается существенный дефицит влаги. Но животный мир все так же разнообразен.
  • Средиземноморская зона. Территория вокруг одноименного моря отличается жарким и довольно засушливым летом и весьма комфортной прохладной зимой. Типичная растительность представлена жестколистными лесами, колючими кустарниками и травами.
  • Пустыни. К сожалению, более 30 % суши занимают области совсем не благоприятные для обитания живых организмов. Пустынные зоны встречаются по всей Африке и Австралии, в Южной Америке, а также на Юге, Юго-Западе и в Центре Евразии. Растительность и животный мир этих регионов довольно скудные.
  • Саванны. Этот биом представляет собой открытые пространства, которые полностью покрыты травой и единичными деревьями. Несмотря на то, что это довольно бедные почвы, животный мир этой зоны поражает своим разнообразием. Саванны характерны для Африки, Южной Америки и Австралии.
  • Колючее (тропическое) редколесье. Эту зону отличают причудливые формы колючих кустарников и многовековые деревья — баобабы. Из-за неравномерного распределения осадков, растительность этого биома довольно редкая. Тропическое редколесье можно встретить на Юго-Западе Азии и в Африке.

  • Тропические леса. Это самая влажная зона нашей Планеты. Растительность этого биома поражает своей масштабностью и разнообразием. Широколиственные дождевые леса располагаются в бассейнах крупных полноводных рек, таких как Амазонка, Ориноко, Нигер, Замбези, Конго. А также покрывают территории полуостровов и архипелагов Юго-Восточной Азии.

Основные функции живой оболочки в природе

Самое время рассмотреть основные функции биосферы и их характеристику:

  • Энергетическая. Эту функцию осуществляют растения, которые участвуют в процессе фотосинтеза. Аккумулируя солнечную энергию, они либо распределяют ее между другими компонентами живой оболочки, либо накапливают в отмерших органических частицах. Так появляются горючие полезные ископаемые (уголь, торф, нефть).
  • Газовая. Живые организмы участвуют в непрекращающемся газовом обмене.
  • Концентрационная. Некоторые формы жизни имеют способность выборочно накапливать биогенные элементы из внешней среды. В последующем они могут служить источником этих веществ.
  • Деструктивная. Живые организмы постоянно воздействуют на окружающую среду, разлагая и перерабатывая ее поверхность. Именно так формируется косное и биокосное вещество.
  • Средообразующая. Биосфера сохраняет баланс благоприятных и неблагоприятных условий среды, которые необходимы для полноценной жизнедеятельности организмов.

Живой мир, созданный людьми


Живой мир, созданный людьми

Примером искусственной экосистемы является оранжерея. Это слово происходит от французского orange — «апельсин». Но здесь выращивают не только апельсины, но и другие теплолюбивые растения, и южные цветы, которые на севере в открытом грунте не растут. Сажают в оранжереях и местные растения, которым необходимо обеспечивать постоянный микроклимат. Внутри всегда тепло, потому что солнце нагревает стеклянную крышу оранжереи, кроме того, может использоваться и специальный подогрев. А еще там обитают насекомые-опылители.

Поделиться ссылкой

Свойства биосферы

Так как живая оболочка представляет собой очень сложную систему, то характеристика биосферы не может обойтись без основных свойств, которые определяют ее специфику:

  1. Централизованность. Все процессы в живой оболочке сосредоточены вокруг живых организмов, они занимают центральное место в учении о биосфере.
  2. Открытость. Биосфера может существовать только за счет поступления энергии извне, в данном случае это солнечная активность.
  3. Саморегулируемость. Биосфера представляет собой «целостный организм», который, подобно живому существу, обладает способностью к гомеостазу.
  4. Разнообразие. На земле обитает огромное количество животных, растений, микроорганизмов и грибов.
  5. Обеспечение круговорота веществ. Именно за счет живых организмов осуществляется фотосинтез и круговорот веществ. В характеристике биосферы эти два процесса занимают одно из главных мест.

Ответы | Тема 38. Понятие биосферы. Границы биосферы. Компоненты биосферы, функции живого вещества — Биология, 11 класс

1.

а) Оболочка Земли, созданная и заселенная живыми организмами: литосфера, почва, атмосфера, биосфера, среда обитания (нужное подчеркните).

б) Нижний слой атмосферы, в котором распространена жизнь: тропосфера, озоновый слой, стратосфера (нужное подчеркните).

2.

  • а) Биомасса и продуктивность […]
  • б) Наибольшая концентрация […]

3.

Биосфера и ее границы

Оболочка Земли Протяженность Границы жизни Ограничивающие факторы распространения живых организмов
Атмосфера:
а) тропосфера
б) стратосфера
8-10/18-20 вся тропосфера содержание CO2, h3O и t
20 до 20 км ультрафиолетовая радиация
Литосфера 10 км 4,5 км высокая температура
Гидросфера до 11 км глубины до 11 км плотность воды, освещённость

4.

Функции живого вещества в биосфере

Функция живого вещества Проявление
Энергетическая зелёные растения главные поставщики энергии в биосферу
Газовая газообмен кислорода и углекислого газа
Окис. -восст. многообразие химических реакций
Концентрационная избирательное накопление химических веществ

5.

Живое вещество накапливает лучистую энергию Солнца и преобразует её в энергию химических связей.

7.

На границе географических оболочек наибольшее разнообразие, поскольку там наибольшее разнообразие условий среды.

Присоединяйтесь к Telegram-группе @superresheba_11, делитесь своими решениями и пользуйтесь материалами, которые присылают другие участники группы!

биосфера | Национальное географическое общество

Биосфера состоит из частей Земли, где существует жизнь. Биосфера простирается от самых глубоких корневых систем деревьев до темной среды океанских впадин, пышных тропических лесов и высоких горных вершин.

Ученые описывают Землю в виде сфер. Твердый поверхностный слой Земли – литосфера. Атмосфера – это слой воздуха, который простирается над литосферой. Вода Земли — на поверхности, в земле и в воздухе — составляет гидросферу.

Поскольку жизнь существует на земле, в воздухе и в воде, биосфера перекрывает все эти сферы. Хотя размер биосферы составляет около 20 километров (12 миль) сверху донизу, почти вся жизнь существует на глубине от 500 метров (1640 футов) ниже поверхности океана до примерно 6 километров (3,75 мили) над уровнем моря.

Происхождение биосферы

Биосфера существует около 3,5 миллиардов лет. Самые ранние формы жизни в биосфере, называемые прокариотами, выживали без кислорода.Древние прокариоты включали одноклеточные организмы, такие как бактерии и археи.

Некоторые прокариоты разработали уникальный химический процесс. Они смогли использовать солнечный свет для получения простых сахаров и кислорода из воды и углекислого газа, процесс, называемый фотосинтезом. Эти фотосинтезирующие организмы были настолько многочисленны, что изменили биосферу. В течение длительного периода времени в атмосфере образовалась смесь кислорода и других газов, которая могла поддерживать новые формы жизни.

Добавление кислорода в биосферу позволило эволюционировать более сложным формам жизни.Развились миллионы различных растений и других фотосинтезирующих видов. Животные, которые потребляют растения (и других животных), эволюционировали. Бактерии и другие организмы эволюционировали, чтобы разлагать или разрушать мертвых животных и растения.

Биосфера получает пользу от этой пищевой сети. Останки мертвых растений и животных выделяют питательные вещества в почву и океан. Эти питательные вещества повторно поглощаются растущими растениями. Этот обмен пищей и энергией делает биосферу самоподдерживающейся и саморегулирующейся системой.

Биосферу иногда представляют как одну большую экосистему — сложное сообщество живых и неживых существ, функционирующих как единое целое. Однако чаще биосфера описывается как имеющая множество экосистем.


Биосферные заповедники

Люди играют важную роль в поддержании потока энергии в биосфере. Однако иногда люди нарушают этот поток. Например, в атмосфере уровень кислорода снижается, а уровень углекислого газа увеличивается, когда люди вырубают леса или сжигают ископаемое топливо, такое как уголь и нефть.Разливы нефти и промышленные отходы угрожают жизни в гидросфере. Будущее биосферы будет зависеть от того, как люди взаимодействуют с другими живыми существами в пределах зоны жизни.

В начале 1970-х годов Организация Объединенных Наций учредила проект под названием «Человек и биосфера» (MAB), который способствует устойчивому развитию. Сеть биосферных резерватов существует для установления рабочих, сбалансированных отношений между людьми и миром природы.

В настоящее время в мире насчитывается 563 биосферных заповедника.Первый биосферный заповедник был создан в Янгамби, Демократическая Республика Конго. Янгамби, в плодородном бассейне реки Конго, насчитывает 32 000 видов деревьев и такие эндемичные виды, как лесные слоны и красные речные свиньи. Биосферный заповедник в Янгамби поддерживает такие виды деятельности, как устойчивое сельское хозяйство, охота и добыча полезных ископаемых.

Один из новейших биосферных заповедников находится в Яю, Эфиопия. Район разработан для сельского хозяйства. Регулярно выращиваются такие культуры, как мед, древесина и фрукты.Однако самым прибыльным и ценным ресурсом Яю является местный вид растений, Coffea arabica . Этот кустарник является источником кофе. Яю имеет самый большой источник дикого Coffea arabica в мире.

Биосфера — Энциклопедия Нового Света

Совокупность изображений глобальной численности океанических и наземных фотоавтотрофов в искусственных цветах с сентября 1997 г. по август 2000 г. Предоставлено проектом SeaWiFS, Центром космических полетов имени Годдарда НАСА и ORBIMAGE.

Биосфера исторически и чаще всего определяется как часть Земли, в которой существуют живые организмы.Как таковая, она рассматривается как место или поддерживающий слой, перекрывающийся с внутренней частью атмосферы, верхней частью геосферы и почти всей гидросферой (Mayhew 2004; Margulis and Sagan 2002). Другая концепция биосферы — это просто «жизнь на земле», другими словами, совокупность всех живых существ на земле (Knight and Schlager 2002). Таким образом, биосфера является одной из четырех взаимоисключающих сфер, другими являются атмосфера, геосфера (или литосфера) и гидросфера.Тем не менее, другое определение биосферы включает как живые организмы, так и окружающую их среду (McGraw-Hill 2005).

Биосфера, рассматриваемая как место, занимает относительно небольшую часть земли, возможно, с общими размерами полой сферы шириной около двадцати трех километров, или около 0,0007 процента объема растения (радиус 6371 километр) (Маргулис и Саган, 2002). Если рассматривать биосферу как ограниченную только живыми организмами, она занимает около 0,00008% массы Земли (Knight and Schlager 2002).

Биосфера гармонично взаимодействует с другими крупными сферами Земли (литосферой, гидросферой и атмосферой), и, как бы мала ни была биосфера, живые организмы оказывают большое влияние на каждую из этих сфер, что проявляется в различных биогеохимических циклах (кислородный цикл , круговорот воды, круговорот углерода, круговорот азота и др. ). Взаимодействие живых организмов и окружающей их среды настолько целостно, что некоторые рассматривают всю Землю как живой организм. (См. Гипотезу Гайи.)

Происхождение и использование термина

Знакомая сцена на Земле, которая одновременно показывает литосферу, гидросферу и атмосферу.

Термин «биосфера» был введен геологом Эдуардом Зюссом в 1875 году. Он определил биосферу как (Seuss 1875):

Место на земной поверхности, где обитает жизнь.

Многие современные определения отражают эту историческую концепцию. Маргулис и Саган (2002) определяют биосферу как «место, где существует жизнь», а Мэйхью (2004) как «зону, где встречается жизнь». Как особый слой земли, он включает в себя часть атмосферы, большую часть гидросферы и часть геосферы или литосферы (твердой внешней оболочки Земли).

Хотя эта концепция имеет геологическое происхождение, она свидетельствует о влиянии Чарльза Дарвина (1809–1882 гг.) и американского океанографа и метеоролога Мэтью Мори (1806–1873 гг. ) на науки о Земле.

Биосфера — это междисциплинарная концепция, объединяющая астрономию, геофизику, метеорологию, биогеографию, эволюцию, геологию, геохимию, гидрологию и вообще все науки о жизни и Земле.

Другие концепции биосферы

Биосфера как жизнь на Земле определение .Некоторые ученые-биологи и ученые-геологи используют биосфера в смысле «жизнь на Земле»; то есть общая сумма живых организмов («биомасса» или «биота», как называют их биологи и экологи). В этом смысле биосфера является лишь одним из четырех отдельных компонентов общей земной системы, а остальные три — это геосфера (или литосфера) , гидросфера и атмосфера . Биосфера работает во взаимодействии с этими другими основными земными системами (Knight and Schlager 2002).

Биосфера как жизнь и окружающая ее среда . Более широкое значение биосферы — это все живые организмы и их среда обитания. Включены все среды, способные поддерживать жизнь, а также все живые организмы (McGraw Hill 2005). В этом смысле биосфера перекрывает почти всю гидросферу, а также части атмосферы и литосферы (McGraw Hill, 2005). Характерной чертой этого значения термина является взаимосвязь живых существ и их окружения (McGraw Hill 2005).Кто-то может предпочесть слово экосфера , придуманное в 1960-х годах, как включающее в себя как биологические, так и физические компоненты планеты. Экологический контекст биосферы восходит к 1920-м годам, до введения в 1935 году сэром Артуром Тэнсли термина «экосистема». Советский минералог и геохимик Владимир Вернадский (1863 — 1945) определял экологию как науку о биосфере. Он наиболее известен своей книгой 1926 года «Биосфера », в которой он непреднамеренно работал над популяризацией термина Эдуарда Зюсса «биосфера», выдвигая гипотезу о том, что жизнь — это геологическая сила, формирующая Землю.

Биосфера Гайи . Представление о том, что биосфера сама по себе является живым организмом, фактически или метафорически, известно как гипотеза Гайи. Джеймс Лавлок, атмосферный ученый из Соединенного Королевства, предложил гипотезу Геи, чтобы объяснить, как биотические и абиотические факторы взаимодействуют в биосфере. Эта гипотеза рассматривает саму Землю как некий живой организм. Его атмосфера, геосфера и гидросфера представляют собой взаимодействующие системы, образующие биосферу, полную жизни.В начале 1970-х годов Линн Маргулис, микробиолог из США, дополнила гипотезу, особо отметив связи между биосферой и другими системами Земли. Например, когда уровень углекислого газа в атмосфере увеличивается, растения растут быстрее. По мере своего роста они удаляют из атмосферы все больше и больше углекислого газа.

Протяженность биосферы Земли

Почти каждая часть гидросферы, верхняя часть литосферы и нижняя часть атмосферы поддерживают ту или иную жизнь, от полярных ледяных шапок до экватора.Недавние достижения в области микробиологии продемонстрировали, что микробы живут глубоко под земной поверхностью и что общая масса микробной жизни в так называемых «необитаемых зонах» может по биомассе превышать всю животную и растительную жизнь на поверхности.

Фактическую толщину биосферы на Земле трудно измерить. Птицы обычно летают на высоте от 650 до 2000 метров, а рыба, живущая глубоко под водой, может быть найдена на глубине до -8 372 метров в желобе Пуэрто-Рико.

На планете есть более экстремальные примеры жизни.Стервятник Рюппеля был найден на высоте 11 300 метров над уровнем моря. Горные гуси мигрируют на высоте не менее 8300 метров (над Эверестом). Яки живут на высоте от 3200 до 5400 метров над уровнем моря. Горные козлы живут до 3050 метров. Травоядные животные на этих высотах питаются лишайниками, травами и травами, но самое большое дерево — пальма Тайн или горный кокос, произрастающая на высоте 3400 метров над уровнем моря.

Микроскопические организмы живут в таких экстремальных условиях, что, принимая их во внимание, толщина биосферы становится намного больше.Культивируемые микробы были обнаружены в верхних слоях атмосферы Земли на высоте 41 км (Wainwright et al, 2003). Однако маловероятно, что микробы активны на таких высотах, где температура и атмосферное давление чрезвычайно низки, а ультрафиолетовое излучение очень велико. Скорее всего, эти микробы были занесены в верхние слои атмосферы ветрами или, возможно, извержениями вулканов. Барофильные морские микробы были обнаружены на глубине более десяти километров (10 897 метров) в Марианской впадине (Takamia et al, 1997).

Микробы обитают не только в воздухе, воде или на поверхности Земли. Культивируемые термофильные микробы были извлечены из кернов, пробуренных более чем на пять километров в земной коре в Швеции (Gold 1992; Szewzyk 1994) из горных пород при температуре от 65 до 75 градусов по Цельсию. Температура быстро увеличивается с увеличением глубины земной коры. Скорость повышения температуры зависит от многих факторов, включая тип земной коры (континентальная или океаническая), тип породы, географическое положение и т. д.Верхний известный предел для микробов составляет 121 градус по Цельсию (Кашефи и Лавли, 2003), и вполне вероятно, что предел жизни в «глубокой биосфере» определяется температурой, а не абсолютной глубиной.

Основываясь на меньших размерах жизни, встречающейся от четырнадцати километров ниже уровня моря в океане до восьми километров над уровнем моря в самых высоких горах и не менее чем на три километра в литосфере Земли, Маргулис и Саган (2002) подсчитали, что биосфера имеет общий размер полой сферы около двадцати трех километров в ширину. Это дает около 0,0007 процента объема планеты, которая имеет радиус 6371 км.

Найт и Шлагер (2002) подсчитали, что на литосферу (крайний верхний слой Земли, не включая нижнюю мантию и ядро) приходится около 82 процентов совокупной массы четырех систем, на гидросферу немногим более восьми процентов, а в атмосфере менее одного процента. Масса биосферы, которую они считают только живыми организмами, составляет всего 0.00008 процентов этих четырех систем. При этом на животный мир приходится менее двух процентов.

Сама биомасса составляет около 3,7 кг углерода на квадратный метр земной поверхности в среднем по суше и морю, что в сумме составляет около 1900 гигатонн углерода.

Наша биосфера разделена на несколько биомов, населенных во многом сходной флорой и фауной. На суше биомы разделены прежде всего по широте. Наземные биомы, лежащие в пределах полярного и антарктического кругов, относительно бедны растительной и животной жизнью, в то время как большинство наиболее густонаселенных биомов расположены вблизи экватора. Наземные организмы в умеренных и арктических биомах имеют относительно небольшое количество общей биомассы, меньшие энергетические запасы и демонстрируют заметную адаптацию к холоду, включая мировые миграции, социальную адаптацию, гомеотермию, эстивацию и несколько слоев изоляции.

Конкретные биосферы

Когда за словом Биосфера следует число, это обычно относится к конкретной системе. Таким образом:

  • Биосфера 1. Планета Земля
  • Биосфера 2.Лаборатория в Аризоне, которая содержит 3,15 акра (13 000 м²) закрытой экосистемы.
  • БИОС-3. Замкнутая экосистема, существовавшая в Институте биофизики в Красноярске, Сибирь, на территории тогдашнего Советского Союза.
  • Биосфера J (CEEF, Закрытые установки для экологических экспериментов). Эксперимент в Японии (Накано и др., 1998).

Ссылки

Ссылки ISBN поддерживают NWE за счет реферальных сборов

  • Gold, T. 1992. Глубокая, горячая биосфера PNAS 89(13): 6045-6049. Проверено 9 августа 2008 г.
  • .
  • Кашефи К. и Д. Р. Ловли. 2003. Расширение верхнего температурного предела на всю жизнь. Наука 301: 934.
  • Найт, Дж. и Н. Шлагер. 2002. Наука о повседневных вещах . Детройт: Гейл Групп. ISBN 0787656313.
  • Маргулис Л. и Д. Саган. 2002. Приобретение геномов: теория происхождения видов . Нью-Йорк: Основные книги. ISGN 0465043917.
  • Mayhew, S. 2004. Географический словарь: более 3000 статей .Оксфорд: Оксфордский ун-т. Нажимать. OCLC 163502775.
  • Краткая энциклопедия науки и техники McGraw-Hill . 2005. Нью-Йорк: Макгроу-Хилл. 0071429573.
  • Накано С., Т. Учида, И. Исигамури и др. 1998. Динамическое моделирование системы регулирования давления для закрытой установки экологического эксперимента Труды Японского общества инженеров-механиков 64: 107-114.
  • Сьюз, Э. 1875. Die Entstehung Der Alpen [ Происхождение Альп ] Вена: W.Браунмюллер.
  • Шевчик У., Р. Шевчик и Т. А. Стенстрём. 1994. Термофильные анаэробные бактерии, выделенные из глубокой скважины в граните в Швеции PNAS 91(5): 1810-1813. Проверено 9 августа 2008 г.
  • .
  • Такамиа, Х., А. Иноуэа, Ф. Фудзиа и К. Хорикошиа. 2006. Микробная флора в самом глубоком морском иле Марианской впадины FEMS Microbiology Letters 152(2): 279-285.
  • Уэйнрайт М., Н. К. Викрамасингхе, Дж. В. Нарликар и П. Раджаратнам.2003. Микроорганизмы, культивированные из проб стратосферного воздуха, полученных на высоте 41 км FEMS Micorbiology Letters 218: 161-165.

Кредиты

Энциклопедия Нового Света авторов и редакторов переписали и дополнили статью Википедии в соответствии со стандартами New World Encyclopedia . Эта статья соответствует условиям лицензии Creative Commons CC-by-sa 3.0 (CC-by-sa), которая может использоваться и распространяться с надлежащим указанием авторства.Упоминание должно осуществляться в соответствии с условиями этой лицензии, которая может ссылаться как на авторов New World Encyclopedia , так и на самоотверженных добровольных участников Фонда Викимедиа. Чтобы процитировать эту статью, щелкните здесь, чтобы просмотреть список допустимых форматов цитирования. История более ранних вкладов википедистов доступна исследователям здесь:

История этой статьи с момента ее импорта в New World Encyclopedia :

Примечание. На использование отдельных изображений, лицензированных отдельно, могут распространяться некоторые ограничения.

Строение и свойства биосферы. Биосфера Земли Рисунок и сообщения о проблеме биосферы

Если вы закончили бофак, то наверняка знаете, что такое биосфера. Для остальных, кто не знает, что называется биосферой, поясним, что биосфера – это оболочка земли, насыщенная растениями, животными, микроорганизмами, людьми и преобразованная ими. Это область существования живых организмов Земли.Такое определение верно, если верить аксиоме, что только наша планета имеет монополию на жизнь.

Принимая ту же гипотезу, что живые формы существуют вне ее, можно утверждать, что биосфера может располагаться не только на Земле. Если учесть, что, по мнению исследователей, ареал существования и жизнедеятельности живых организмов присутствует даже в скрытых полостях вроде заветных океанов, то такое предположение не покажется фантастикой. Например, вероятность присутствия живых существ на Европе, спутнике Юпитера.

Быстрая навигация по артикулу

История лица термина

Впервые в биологии термин «биосфера» ввел ученый из Австрии Эдуард Зюсс в 1875 году. Теперь вы знаете, в каком году появился этот термин. Но задолго до того, как термин «биосфера» был введен Зюсом, его принципы впервые применил и сформулировал французский исследователь Жан Батист Ламарк. Правда, название термина Ламарк было другим.

Биосфера, что в переводе с греческого означает «сфера жизни», рассматривалась как система живых организмов, существующих в тесном контакте с минеральными элементами и воздействующих на них.И только советский академик и философ Вернадский учитывал факторы, влияющие на формирование окружающего мира.

Благодаря этому считается, что этот ученый является автором и создателем функционального учения о сущности биосферы, признанного сегодня во всем мире. Он впервые ввел в науку многие определения, которыми пользуются ученые всего мира, в том числе представление об иерархическом строении биосферы.Вернадский писал, что живое оказывает заметное влияние на процесс преобразования планеты и ее строение. В нем подробно описаны состав и функции биосферы.

Где находится биосфера

Рассмотрим, что входит в состав биосферы. Пределы биосферы в глубине земной поверхности простираются на многие километры. Вся толща вод морей и океанов до самых глубоких впадин заполнена живыми организмами.Верхняя граница существования живых организмов находится примерно на высоте 45 километров от поверхности и ограничена озоновым слоем. Она играет важную роль в существовании биосферы, защищая земную поверхность от разрушительного космического излучения, убивающего все живое.

Наука считает, что биосфера состоит из трех оболочек:

  1. литосфера;
  2. гидросфера;
  3. атмосфера.

Литосфера как плотный компонент оболочки биосферы начинается у поверхности Земли и простирается на несколько километров вниз.Это геологическая оболочка в биосфере. Ареал обитания живых организмов под землей ограничен. С увеличением расстояния от поверхности температура увеличивается. На определенной глубине жизнь невозможна из-за слишком высоких температур и давления.

Гидросфера как среда, занимающая большую часть земной поверхности, состоит из воды. Вся водная масса, входящая в состав биосферы, неравномерно насыщена живыми организмами. Больше всего их на поверхности, возле суши и на дне.

Когда говорят об атмосфере, в основном подразумевают слои от верхушек деревьев до нижней кромки озонового слоя. Это оболочка, имеющая наименьшую плотность. Биосфера не включает атмосферные слои, расположенные выше озонового слоя.

Биосфера и ее компоненты

Биология считает, что биосфера включает в себя четыре типа вещества. Эти виды определяют состав и структуру биосферы:


Эти вещества составляют биосферу. Кроме них в состав биосферы входят:

  • вещества космического происхождения;
  • элементы радиоактивные;
  • рассеянные атомы, образующиеся при расщеплении веществ под действием внешнего излучения.

Под биосферой понимают сообщество всех живых организмов планеты. Сушу населяет около 3 миллионов видов самых разнообразных живых существ. Попробуйте, охарактеризуйте их! От такого разнообразия можно растеряться! Мы даже не представляем себе существование многих из них.Они живут в различных условиях, что делает их непохожими друг на друга. Организмы взаимодействуют друг с другом в границах отдельных биогеоценозов. Схема строения биосферы – это структура, организованная как совокупность биогеоценозов. Другими словами, биосфера включает биогеоценозы. Их состояние является необходимым условием существования и развития биосферы. Поэтому биогеоценозами называют кирпичики, из которых складывается биосфера планеты. Биосфера представляет собой совокупность всех биогеоценозов планеты. Все компоненты биосферы важны. Если один из них будет поврежден, то все здание станет менее устойчивым. Биосфера в целом влияет на состояние каждого биогеоценоза.

Происхождение и развитие жизни на Земле

Существует множество версий, откуда появилась живая оболочка Земли. Поскольку достоверной информации нет, называется великое множество версий. Некоторые полностью уверены в божественном происхождении. Другие считают, что это вообще было редчайшим совпадением, создавшим живой организм из набора неживых элементов.Третьи считают, что предки всех живущих на нашей планете прибыли из космоса.

Существует даже полуфантастическая версия, что исследователи из другой галактики прибыли на землю, выбирая место для основания новой колонии. Решили, что планета непригодна, и, дорогой, оставили помойку. Присутствующие в нем биологические остатки послужили основой для зарождения жизни на Земле.

Если у вас есть свой вариант, как протекал этот процесс, опишите и объясните его. Он имеет такое же право на существование, как и предыдущие.Это вопрос философии.

Кратко опишем, как развивалась жизнь на Земле.

В гидросфере начались глобальные процессы, вызвавшие появление и распространение живых организмов. Затем жизнь из этой оболочки биосферы перекинулась на сушу. Дальнейшая конверсия завершила процессы, происходящие в биосфере. Появившиеся наземные растения стали активно преобразовывать состав атмосферы и ее структуру, делая планету все более пригодной для жизни сложных организмов.Изменился химический состав биосферы. При фотосинтезе кислород выделяется для дыхания животных. В верхних слоях атмосферы часть кислорода превратилась в озон, служивший защитой от космического излучения.

В первичной атмосфере планеты при мощных электрических разрядах, а также под действием пурпурного излучения и высокой радиации могли образовываться органические соединения, которые накапливались в океане

Биосфера включает в себя человечество — венец природы. Важна роль биосферы для существования человека как биологического вида. Люди достаточно разумны, чтобы специально видоизменять окружающую среду, делая ее более подходящей для их среды обитания.

Система, созданная природой, совершенна, но стоит ли задуматься, вечна ли она?

Активное воздействие на элементы биосферы оказывают антропогенные факторы, далеко не всегда положительно влияющие на окружающую среду. Мы уничтожаем других представителей биосферы на Земле, загрязняем атмосферу и мировой океан, создаем электромагнитное излучение, меняем климат.Последствия техногенных катастроф, происходящих на планете со второй половины прошлого века, приходится преодолевать десятилетиями. Нарушена экология. Созданное людьми оружие массового поражения, если его пустить в ход, способно уничтожить жизнь на Земле.

В настоящий момент деятельность человека начинает угрожать существованию не только своего вида, но и всего живого. Если вы не будете действовать, то у человечества нет будущего. Каков выход из этой ситуации?

Освобождение впервые предложил все тот же В.И. Вернадский. Он предположил, что будущее биосферы определяет человек. Это создаст новую систему, удобную для проживания, развития и воспроизводства живых организмов. Для этой новой среды он использовал определение «ноосфера». Для формирования ноосферы необходим ряд условий:

  1. разумное расселение человека по всей планете и его доминирующее положение над другими биологическими видами;
  2. революция в развитии средств связи и возможность быстрой связи между любыми точками планеты;
  3. возможность возникновения и активного использования атомной энергии;
  4. в мировом сообществе господствуют демократические установки, дающие широким народным массам реальные рычаги управления;
  5. Внушительная часть населения Земли занимается научной деятельностью.

Возможно, некоторые пункты звучат наивно, но не будем забывать, что эти постулаты были выдвинуты много десятилетий назад человеком, изучавшим глобальные процессы развития человека и среды его обитания.

Еще одно направление, в котором движется человечество, — попытки самостоятельно создать биосферу. Известно, что биосфера – это открытая в экологии система, которая требует постоянного притока солнечной энергии и сама выделяет тепло. А биосфера, которая будет создана искусственно, предполагает автономное существование во враждебной среде.И его структура должна способствовать решению этой задачи.

Значение биосферы для человечества огромно. Мы не в состоянии выжить без него. К. Э. Циолковский ввел в научную литературу, посвященную освоению космоса, идею их создания. Такой системой является искусственная биосфера. Это понятие впервые использовал Циолковский. Если воссоздать его на другой планете, то толща биосферы обеспечит условия, позволяющие человеку выжить.Пока получить самостоятельную биосферу не удалось, но исследования в этом направлении продолжаются.

Искусственная биосфера

Каждый человек бережно относится к своему дому, машине, заботится о детях. Биосфера, которая нас окружает, также является нашим домом. Мы живем в нем и пользуемся им во благо. Но если он будет разрушен, нам негде будет жить, из чего делаем вывод, что этот дом следует сохранить, чтобы вы могли передать его своим потомкам.И он будет чистым и красивым.

Крупнейшим обобщением в Комплексе наук о Земле (геология, география, геохимия, биология) стало учение о биосфере, созданное русским ученым В. И. Вернадским. Начав свою научную деятельность (как геолога) с изучения осадочных пород земной коры, В. И. Вернадский выявил огромную роль живых организмов в сложных геохимических процессах нашей планеты. В 1926 году вышла его книга «Биосфера». В этой работе глубоко анализируются сложные взаимоотношения живых организмов и неживой природы Земли.Его работа имеет несколько вне времени. Лишь во второй половине ХХ века, на фоне обострения экологических проблем, получило распространение его учение о биосфере.

Важным элементом упражнения В. И. Вернадского о биосфере является представление о тесной зависимости биосферы от деятельности человека и ее сохранении в результате разумного отношения человека к природе. Ученый написал:

Человечество, взятое в целом, становится мощной геологической силой.Перед ним становится перед Его мыслью и трудностью вопрос переустройства биосферы в интересах свободомыслящего человечества в целом. Это новое состояние биосферы, к которому мы, сами того не замечая, приближаемся, и есть ноосфера. один

В настоящее время учение о биосфере является важнейшей частью экологии, непосредственно связанной с проблемами регулирования взаимодействия человека и природы.

Впервые термин «биосфера» употребил Дж.Б. Ламарком в начале XIX века. Позднее он упоминается в работе австрийского геолога Э. Цюсса в 1875 г. Однако это понятие не было подробно разработано этими учеными, а использовалось вскользь для обозначения ареала жизни на Земле. Только в работах В. И. Вернадского она подробно и тщательно анализируется и под ней находится «оболочка жизни» на нашей планете.

Биосфера называют совокупность всех живых организмов нашей планеты и участки геологических оболочек Земли, населенные живыми существами и подвергшиеся в течение геологической истории их воздействию.

Границы биосферы. Живые организмы распределены в геологических оболочках Земли неравномерно: литосфера, гидросфера и атмосфера (рис. 1). Поэтому биосфера теперь включает верхнюю часть литосферы, всю гидросферу и нижнюю часть атмосферы.

Рис. 1. Ареал распространения организмов в биосфере: 1 — уровень задерживающего жесткого озонового слоя ультрафиолетовое излучение; 2 — граница снега; 3 — грунт; 4 — животные, живущие в пещерах; 5 — бактерии в масле скважин

Литосфера – верхняя твердая оболочка Земли.Его мощность колеблется в пределах 50-200 км. Распространение жизни в нем ограничено и резко уменьшается с глубиной. Подавляющее число видов сосредоточено в верхнем слое, имеющем мощность в несколько десятков сантиметров. Некоторые виды проникают на глубину нескольких метров и десятков метров (перекатывающиеся животные — кроты, черви; бактерии; корни растений). Наибольшие глубины, на которых обнаружены некоторые виды бактерий, составляют 3-4 км (в грунтовых водах и нефтеносных горизонтах). Распространению жизни в недрах литосферы препятствуют различные факторы.Проникновение растений невозможно из-за недостатка света. Для всех форм жизни существенными препятствиями служат плотность и температура окружающей среды. В среднем повышение температуры составляет около 3 °С на каждые 100 м. Именно поэтому нижней границей распространения жизни в литосфере считается трехкилометровая глубина (где температура достигает около +100°С).

Гидросфера — Водная оболочка Земли представляет собой совокупность океанов, морей, озер и рек.В отличие от литосферы и атмосферы она полностью освоена живыми организмами. Еще в День Мирового океана на глубинах около 12 км были обнаружены разнообразные живые существа (животные, бактерии). Однако основная масса видов обитает в гидросфере в пределах 150-200 м от поверхности. Это связано с тем, что свет проникает на эту глубину. И, следовательно, в нижних горизонтах невозможно существование растений и многих видов, зависящих от растительного питания. Распространение организмов на большие глубины обеспечивается постоянным «дождем» экскрементов, падающими с верхних слоев остатками мертвых организмов, а также хищничеством.Гидробионты обитают как в пресной, так и в соленой воде и по среде обитания делятся на 3 группы:

1) Планктон — организмы, обитающие на поверхности водоемов и пассивно перемещающиеся за счет движения воды;

2) нектон — активно движущийся в толще воды;

3) Бентос — организмы, живущие на дне водоемов или сгоревшие в ил.

Атмосфера — Газовая оболочка суши, имеющая определенный химический состав: около 78% азота, 21 — кислорода, 1 — аргона и 0.03% углекислого газа. Биосфера включает только самые нижние слои атмосферы. Жизнь в них не может существовать без непосредственной связи с литосферой и гидросферой. Крупные древесные растения достигают нескольких десятков метров в высоту, имея приподнятые кроны. На сотни метров поднимаются летающие животные – насекомые, птицы, летучие мыши. Некоторые виды хищных птиц поднимаются на 3-5 км над поверхностью Земли в поисках своей добычи. Наконец, восходящие воздушные потоки пассивно фиксируют на десятки километров вверх бактерии, споры растений, грибы, семена.Однако все перечисленные летающие организмы или занесенные бактерии лишь временно находятся в атмосфере. Нет организмов, постоянно живущих в воздухе.

Верхней границей биосферы считается озоновый слой, расположенный на высоте от 30 до 50 км над поверхностью земли. Она защищает все живое на нашей планете от мощного ультрафиолетового солнечного излучения, в значительной степени поглощая эти лучи. Выше озонового слоя существование жизни невозможно.

Таким образом, основная часть видов живых организмов сосредоточена на границах атмосферы и литосферы, атмосферы и гидросферы, образуя относительно «тонкую пленку жизни» на поверхности нашей планеты.

Строение и функционирование биосферы. Биосфера это глобальная экологическая система состоящая из множества экосистем более низкого ранга, биогеоценозов, взаимодействие которых друг с другом и обусловлено его целостностью. Действительно, биогеоценозы существуют не изолированно — между ними существуют непосредственные связи и отношения. Например, в водных биогеоценозах ветром, дождями выносятся минеральные и органические вещества из наземных экосистем.Возможны перемещения организмов из одного биогеоценоза в другой (например, сезонные миграции животных). Наконец, все объединяет атмосфера Земли, которая служит общим резервуаром для живых существ. Он входит в состав кислорода (выделяется растениями при фотосинтезе) и углекислого газа (образуется в процессе дыхания аэробных организмов). Из атмосферы растения всех экосистем черпают углекислый газ, который необходим им в процессе фотосинтеза, а все дышащие организмы получают кислород.

Существование биосферы основано на непрерывно совершаемом круговороте веществ, энергетической основой которого является солнечный свет (рис. 2).

Рис. 2. Схема биогеохимической цикличности в биосфере. Справа на схеме разрез Дендро-подзолистой почвы под хвойным деревом лес

Круговорот веществ в природе между живой и неживой материей является одной из наиболее характерных черт биосферы. Биологический круговорот — это биогенная миграция атомов из среды в организмы и из организмов в окружающую среду. Биомасса выполняет другие функции:

1) Газ — постоянный газообмен с внешней средой за счет дыхания живых организмов и фотосинтеза растений;

2) концентрация — постоянная биогенная миграция атомов в живые организмы, а после их гибели — в неживую природу;

3) Окислительно-восстановительные — обмен веществ и энергии с внешней средой.При диссимуляции органические вещества окисляются, при ассимиляции используется энергия АТФ;

4) биохимические — химические превращения веществ, составляющих основу жизнедеятельности организма.

Под биосферой понимают совокупность всех живых организмов на планете. Они населяют любые уголки земли: от глубин океанов, недр планеты до воздушного пространства, так многие ученые называют эту оболочку сферы жизни. В нем также живет сам человеческий род.

Состав биосферы

Биосфера считается глобальной экосистемой нашей планеты. Он состоит из нескольких сфер. К ней относится, то есть ко всем водным ресурсам и водоемам Земли. Это мировой океан, подземные и поверхностные воды. Вода является жизненной средой многих живых существ и необходимым веществом для жизни. Он обеспечивает множество процессов.

В состав биосферы входит атмосфера. В ней есть различные организмы, и она сама насыщена различными газами.Особую ценность представляет кислород, необходимый для жизни всем организмам. Также атмосфера играет важнейшую роль в природе, влияет на погоду и климат.

Литосфера, а именно верхний слой земной коры, входит в состав биосферы. Населена живыми организмами. Так, в толще земли живут насекомые, грызуны и другие животные, растут растения, а на поверхности живут люди.

Мир самых важных обитателей биосферы. Они занимают огромное пространство не только на земле, но и небольшие глубины, населяют водоемы и встречаются в атмосфере.Формы растений различны: от мха, лишайника и травы до кустарников и деревьев. Что касается животных, то самыми мелкими представителями являются одноклеточные микробы и бактерии, а самыми крупными — наземные и морские существа (слоны, медведи, носороги, киты). Все они отличаются большим разнообразием, и каждый вид важен для нашей планеты.

Ценность биосферы

Биосфера изучалась разными учеными на протяжении всей исторической эпохи. Этой оболочке большое внимание уделял В.И. Вернадский. Он считал, что биосфера определяется границами, в которых обитает живое вещество.Стоит отметить, что все его составляющие взаимосвязаны, и изменения в одном поле приведут к изменениям во всех оболочках. Биосфера играет существенную роль в распределении энергетических потоков планеты.

Таким образом, биосфера – это жизненное пространство людей, животных и растений. Он содержит необходимые вещества и природные ресурсы, такие как вода, кислород, земля и другие. Большое влияние на него оказывают люди. В биосфере происходит круговорот элементов в природе, кипит жизнь и осуществляются важнейшие процессы.

Влияние человека на биосферу

Влияние человека на биосферу неоднозначно. С каждым веком антропогенная деятельность становится все более интенсивной, разрушительной и масштабной, поэтому люди способствуют возникновению не только локальных экологических проблем, но и глобальных.

Одним из результатов влияния человека на биосферу является сокращение численности флоры и фауны на планете, а также исчезновение многих видов суши. Например, в связи с сельскохозяйственной деятельностью и вырубкой лесов снижается роль растений.Многие деревья, кустарники, травы являются вторичными, то есть вместо первичного растительного покрова высажены новые виды. В свою очередь, популяции животных уничтожаются охотниками не только ради добычи в пищу, но и с целью продажи ценных шкур, костей, плавников акул, испытанных слонов, жуликов носорогов, различных частей тела в черный рынок.

Антропогенная деятельность в значительной степени влияет на процесс почвообразования. Так, разбрызгивание поля приводит к ветровой и водной эрозии. Изменение состава растительного покрова приводит к тому, что в процессе почвообразования участвуют другие виды, а значит, формируется иной тип почвы. В связи с применением различных удобрений изменяется физико-химический состав почвы при внесении различных удобрений, сбросе в землю твердых и жидких отходов.

Демографические процессы, оказывающие негативное влияние на биосферу:

  • увеличивается население планеты, которое все больше потребляет природные ресурсы;
  • увеличение масштабов промышленного производства;
  • есть больше отходов;
  • увеличивает площадь земель сельскохозяйственного назначения.

Стоит отметить, что человек способствует загрязнению всех слоев биосферы. Источников загрязнения на сегодняшний день существует огромное множество:

  • выхлопные газы транспортных средств;
  • частиц, которые выделяются при сгорании топлива;
  • радиоактивные вещества;
  • нефтепродукты;
  • выбросы химических соединений в воздушную среду;
  • твердые бытовые отходы;
  • пестициды, минеральные удобрения и агрохимия;
  • грязных помещений промышленного и коммунального назначения;
  • электромагнитные устройства;
  • ядерное топливо;
  • вирусов, бактерий и чужеродных микроорганизмов.

Все это приводит не только к изменению экосистем и сокращению биоразнообразия на Земле, но и к климатическим изменениям. Из-за влияния человечества на биосферу, таяния ледников и, изменения уровня океанов и морей, выпадения кислых осадков и др.

Со временем биосфера становится все более нестабильной, что приводит к разрушению экосистем многих планет. Многие ученые и общественные деятели выступают за уменьшение влияния человеческого сообщества на природу, чтобы сохранить биосферу Земли от разрушения.

Реальный состав биосферы

Состав биосферы можно рассматривать с разных точек зрения. Если говорить о реальном составе, то в него входят семь разных частей:

  • Живое вещество – совокупность живых существ, населяющих нашу планету. Они имеют элементарный состав, и по сравнению с остальными панцирями имеют небольшую массу, питаются солнечной энергией, распределяя ее по среде обитания. Все организмы составляют мощную геохимическую мощь, распространяющуюся по земной поверхности неравномерно.
  • Биогенное вещество. Это минеральные органические и чисто органические компоненты, созданные живыми существами, а именно горючие минералы.
  • Костное вещество. Это неорганические ресурсы, образующиеся без участия живых существ в себе, то есть кварцевый песок, различные глины, а также водные ресурсы.
  • Вещество Biocosal, полученное за счет взаимодействия живых и костных компонентов. Это почвы и породы осадочного происхождения, атмосфера, реки, озера и другие поверхностные водные пространства.
  • Радиоактивные вещества, такие как урановые элементы, радий, торий.
  • Рассеянные атомы. Они образуются из веществ земного происхождения при воздействии на них внешнего излучения.
  • Космос. Тела и вещества, образовавшиеся в космическом пространстве, падают на землю. Это могут быть как метеориты, так и осколки с космической пылью

Слои биосферы

Стоит отметить, что все оболочки биосферы находятся в постоянном взаимодействии, поэтому иногда бывает сложно выделить границы слоя. Одним из важнейших снарядов является шнековый. Он достигает уровня около 22 км над землей, где еще есть живые существа. В общем, это воздушное пространство, где обитают все живые организмы. В состав этой оболочки входит влага, энергия Солнца и атмосферных газов:

  • кислород;
  • озон;
  • аргон;
  • азот;
  • водяной пар.

Количество атмосферных газов и их состав зависят от влияния живых существ.

Геосфера является составной частью биосферы, к ней относится совокупность живых существ, населяющих земное тело. В эту сферу входят литосфера, мир флоры и фауны, подземные воды и газовая оболочка Земли.

Значительный слой биосферы – гидросфера, то есть все водоемы без грунтовых вод. В эту оболочку входят мировой океан, поверхностные воды, атмосферная влага и ледники. Вся водная сфера населена живыми существами – от микроорганизмов до водорослей, рыб и животных.

Если более подробно говорить о твердой оболочке Земли, то она состоит из почвы, горных пород и полезных ископаемых. В зависимости от природной среды расположения различают различные типы почв, которые различаются по химическому и органическому составу, зависят от факторов внешней среды (растительность, водоемы, животный мир, антропогенное воздействие). Литосфера состоит из огромного количества минералов и горных пород, которые в разном количестве представлены на Земле. В настоящее время открыто более 6 тысяч минералов, но наиболее распространены на планете только 100-150 видов:

  • кварц;
  • полевой шпат;
  • оливин;
  • апатиты;
  • гипс;
  • карналлит;
  • кальцит;
  • фосфоритов;
  • сильвинит и др.

В зависимости от количества горных пород и их хозяйственного использования, некоторые из них являются ценными, особенно горючие ископаемые, металлические руды и драгоценные камни.

Что касается мира, то флора и фауна представляют собой оболочку, включающую в себя по разным источникам от 7 до 10 миллионов видов. Предположительно около 2,2 млн видов обитают в водах Мирового океана, а около 6,5 млн — на суше. Представителей животного мира на планете живет примерно 7,8 млн, а растений около 1 млн из всех известных видов живых существ, описано не более 15%, поэтому человечеству потребуются сотни лет, чтобы изучить и описать все существующие взгляды на планета.

Связь биосферы с другими оболочками суши

Все компоненты биосферы находятся в тесной взаимосвязи с другими оболочками суши. Это проявление можно увидеть в биологическом круговороте, когда животные и люди выделяют углекислый газ, он поглощается растениями, выделяющими кислород при фотосинтезе. Таким образом, эти два газа постоянно регулируются в атмосфере за счет взаимоотношений различных сфер.

Одним из примеров является почва — результат взаимодействия биосферы с другими оболочками.В этом процессе участвуют живые существа (насекомые, грызуны, пресмыкающиеся, микроорганизмы), растения, вода (подземные воды, атмосферные осадки, водоемы), воздушные массы (ветер), почвенные породы, солнечная энергия, климат. Все эти компоненты медленно взаимодействуют друг с другом, что способствует формированию грунта в среднем со скоростью 2 миллиметра в год.

При взаимодействии компонентов биосферы с живыми оболочками образуются скальные образования. В результате воздействия живых существ на литосферу образуются залежи каменного угля, мела, торфа и известняка.При взаимном влиянии живых существ, гидроспор, солей и минералов, определенной температуры образуются кораллы, а из них, в свою очередь, возникают коралловые рифы и острова. Также он позволяет регулировать солевой состав вод мирового океана.

Различные типы рельефа являются прямым следствием связи биосферы с другими оболочками суши: атмосферой, гидросферой и литосферой. На ту или иную форму рельефа влияет водный режим местности и осадки, характер воздушных масс, солнечная радиация, температура воздуха, какие виды флоры здесь произрастают, какие животные населяют эту территорию.

Значение биосферы в природе

Значение биосферы как глобальной экосистемы планеты трудно переоценить. Исходя из функций оболочки всего живого можно осознать ее значение:

  • Энергия. Растения являются посредниками между Солнцем и Землей, и, обладая энергией, часть ее применяется между всеми элементами биосферы, а часть идет на образование биогенного вещества.
  • Газ. Регулирует количество различных газов в биосфере, их распределение, трансформацию и миграцию.
  • Концентрация. Все существа избирательно извлекают биогенные компоненты, поэтому могут быть как полезными, так и опасными.
  • Разрушительный. Это разрушение минералов и горных пород, органических веществ, что способствует новому круговороту элементов в природе, в ходе которого появляются новые живые и нежилые вещества.
  • Медиаформирование. Он влияет на условия окружающей среды, состав атмосферных газов, породы осадочного происхождения и наземного слоя, качество водной среды, а также на баланс веществ на планете.

Долгое время роль биосферы недооценивали, так как по сравнению с другими сферами масса живого агента на планете очень мала. Несмотря на это, живые существа являются могуществом природы, без которого были бы невозможны многие процессы, как и сама жизнь. В процессе деятельности живых существ формируются их взаимоотношения между собой, воздействия природы и внешний вид самой планеты.

Роль Вернадского в познании биосферы

Впервые учение о биосфере разработал Владимир Иванович Вернадский.Он сделал эту оболочку из других земных областей, актуализировал ее значение и представил, что это очень активная сфера, меняющая и влияющая на все экосистемы. Ученый стал основоположником новой дисциплины — биогеохимии, на основе которой было обосновано учение о биосфере.

Изучая живое существо, Вернадский сделал выводы, что все формы рельефа, климата, атмосферы, породы осадочного происхождения — это результат деятельности всех живых организмов.Одна из ключевых ролей в этом отводится людям, оказывающим колоссальное влияние на ход многих земных процессов, являясь некой стихией, владеющей некоторой силой, способной изменить лик планеты.

Теория всего живого Владимира Ивановича изложила в труде «Биосфера» (1926 г.), что способствовало возникновению новой научной отрасли. Академик в своей работе представил биосферу как целостную систему, показал ее составляющие и их взаимосвязи, а также роль человека.При взаимодействии живого агента с косой оказывается влияние на ход ряда процессов:

  • геохимическая;
  • биологический;
  • биогенный;
  • геологический;
  • миграционных атомов.

Вернадский обозначал, что границы биосферы есть поле жизни. На его развитие влияет и температура воздуха, вода и минеральные элементы, почва и энергия солнца. Также ученый выделил основные компоненты биосферы, рассмотренные выше, и выделил основной — живое вещество.Он также сформулировал все функции биосферы.

Среди основных положений учения Вернадского о жизненной среде можно выделить следующие тезисы:

  • биосфера охватывает всю водную среду до глубин океана, включает поверхностный слой Земли до 3 километров и воздушное пространство до границы тропосферы;
  • показал отличие биосферы от других оболочек ее динамичностью и постоянной деятельностью всех живых организмов;
  • специфика этой оболочки заключается в непрерывном круговороте элементов живой и неживой природы;
  • деятельность живого вещества привела к значительным изменениям на всей планете;
  • существование биосферы обусловлено астрономическим положением Земли (удаление от Солнца, наклон оси планеты), определяющим климат, протекание жизненных циклов на планете;
  • солнечная энергия является источником жизни всех пчел биосферы.

Пожалуй, это те ключевые понятия о жизненной среде, которые Вернадский заложил в свое учение, хотя его произведения глобальны и нуждаются в дальнейшем осмыслении, актуальные и по сей день. Они стали основой для исследований других ученых.

Выход

Подводя итоги, стоит отметить, что жизнь в биосфере расположена по-разному и неравномерно. На земной поверхности обитает большое количество живых организмов, будь то водная среда или суши.Все существа соприкасаются с водой, минералами и атмосферой, находясь с ними в непрерывной связи. Именно это обеспечивает оптимальные условия для жизни (кислород, вода, свет, тепло, питательные вещества). Чем глубже в толщу воды океана или под землю, тем более однообразен путь. Живое вещество также распространено на территории, и стоит отметить разнообразие форм жизни по всей земной поверхности. Чтобы понять эту жизнь, нам нужен еще не один десяток лет, и даже не сотни, а ценить биосферу и защищать ее от нашего пагубного, человеческого влияния уже сегодня.

Границы биосферы. Биосфера расположена на пересечении верхней части литосферы, нижней части атмосферы и занимает всю гидросферу. Верхняя граница (атмосфера): 15? 20 км. Нижняя граница (литосфера): 3,5? 7,5 км. Нижняя граница (гидросфера): 10-11 км. Атмосфера (от греч. ?????? — пар и ?????? — сфера) — газовая оболочка небесного тела, удерживаемая под действием силы тяжести. Литосфера (от греч. ?????? — камень и ?????? — сфера) — твердая оболочка Земли.Гидросфера (от греч. Y??? — Вода и ?????? — шар) — совокупность всех водных запасов Земли.

Рисунок 4 из презентации «Человек и биосфера» К урокам географии по теме «Биосфера»

Размеры: 960 х 720 пикселей, формат: jpg. Чтобы скачать бесплатно картинку к уроку географии, кликните по изображению правой кнопкой мыши и нажмите «Сохранить изображение как…». Для показа картинок на уроке вы также можете скачать внештатную презентацию «Человек и биосфера.ppt» со всеми картинками в zip архиве.Размер архива — 296 КБ.

Скачать презентацию

Биосфера

«Биосфера Земли» — нижняя граница проходит на глубине, где останавливаются организмы. В процессе эволюции на Земле сформировалась особая оболочка – биосфера. Границы и состав биосферы. Долгое время для ученых оставался загадкой вопрос о чистоте воды Байкала. Что такое биосфера? Некоторые формы жизни сохранились до наших дней.

«Урок биосферы» — валеологизация учебного процесса.Подведение итогов урока по теме. Развивать коммуникативные навыки в работе; воспитывать биологическую культуру. Слушай, добавь, что еще знаешь. Вместо точек подберите соответствующие слова. 5-й этап. 3 этап Таблица заполнения: Основные функции живого вещества биосферы.

«Человек и биосфера» — человечество интенсивно потребляет живые и минеральные природные ресурсы. Давайте беречь природу, а то она придет. Живое вещество – образовано совокупностью живых организмов, населяющих Землю.Предпринимаются первые попытки одомашнивания животных, селекции растений. Y ??? — Вода и ?????? — шар) представляет собой совокупность всех водных запасов Земли.

«Творчество веществ в биосфере» — участие в круговороте веществ. Образование горных пород. Вернадский В. И. Один из основоположников биогеохимии. Показать роль круговорота веществ в биосфере. Рис. 3. Океанические почвы под микроскопом. Неорганические вещества. В. В. Докучаев (1846 — 1903). Круговорот воды.Благодаря живым существам на Земле возникло множество горных пород.

«Учение Вернадского о биосфере» — 1. Солнце — источник энергии. Основные положения Теории В.И. Вернадский: Учение о биосфере было разработано русскими учеными, академиком В.И. Вернадский (1863 — 1945). Биогеоценоз — элементарная структурная единица биосферы, а сама биосфера — глобальная экологическая система — экосфера.

«Экосистемные понятия» — Мезоэкосистема: озеро, роща, болото, ферма, поле.В процессе питания организмы связаны друг с другом в определенной последовательности. Сообщество живых организмов и абиотическая среда влияют друг на друга. Экосистема — целостная самовоспроизводящаяся система. Пищевые сети внутри каждой экосистемы имеют хорошо выраженную структуру.

Всего по теме 12 презентаций

Биосфера (от греч. биос. — жизнь и сФАИРА. — Шар) — оболочка Земли, состав, строение и свойства которой в той или иной степени определяются настоящей или последней операцией живых организмов.

Термин «биосфера» впервые применил австрийский геолог Э. Зюсс (1875 г.), понимавший под ней тонкую пленку жизни на земной поверхности, в значительной степени определяющую «Лиз Земли». Однако заслуга создания целостного учения о биосфере принадлежит В.И. Вернадского, так как именно он разработал представление о живом веществе как об огромной геологической (биогеохимической) силе, преобразующей среду его обитания. Большое влияние на В.И. Вернадский предоставил работы В.В. Докучаев о почве как естественно-историческом теле. Основы учения о биосфере, изложенные В.И. Вернадского в 1926 г. в книге «Биосфера» и разработанные им до конца жизни, сохраняют свое значение в современной науке.

Биосфера имеет определенные границы. Занимает нижнюю часть атмосферы, верхние слои литосферы и всю гидросферу. Границы биосферы во многом условны.

Биосферу как место современного обитания организмов вместе с самими организмами можно разделить на три субферры (рис.46): геобиосфера — верхняя часть литосферы, населенная геофитами; гидробиосфера — гидросфера без грунтовых вод, населенная гидробионанами; аэробиосфера. — Нижняя часть атмосферы, населенная аэробионами.

Геобиосфера включает террабиосферу (с террабионатами) — суши поверхностные, и литобиосферу (с литобионатами) — глубинные слои земной коры. Террабиосфера делится на фитосферу, — пространство от поверхности Земли до верхушек деревьев (0-150 м) и педосферу. (с педобионатами) — почвенный покров (до 2-3 м), часто здесь

Рис. 46. В состав биосферы (по Н.Ф. Рейммерс, 1990, с изменениями) входит вся выветрелая кора. Литобиосфера (до 2-3, максимум до 6 км) включает гипотеррабиосферу (субтеррабиосферу) — слой, в котором возможна жизнь аэробов (до 1-1,5 км), его нижняя граница совпадает с нижней границей подземная тропосфера (почва и подземный воздух), теллуробиосфера и (ковертон) — слой, где обитают анаэробы (до 2-3, максимально до 6 км). Живые организмы в толще литобиосферы обитают преимущественно в порах горных пород, заполненных подземными водами.

Гидробиосфера Включает маринобиосферу, или океанобиосферу (с переработкой) — моря и океаны, и аквабиосферу (с аквабиосферой) — континентальные, преимущественно пресноводные, которые, в свою очередь, подразделяются на лиманоаквабиосферу — стоячие континентальные воды — и реофакиосфера — текущие материковые воды. Кроме того, гидробиосфера подразделяется на слои, связанные в основном с интенсивностью света: фото(био)сфера — относительно ярко освещенный слой (до 150-200 м), дисфото(био)сфера — всегда сумеречный слой — проникает до 1% солнечной инсоляции (от 200 м до 1.5-2 км), афото (био)сфера — слой абсолютной темноты, где фотосинтез невозможен (глубже 1,5-2 км).

Аэробиосфера. включает в себя тропобиосферу (с тропосферой) — слой вершин деревьев до высоты наиболее частого расположения кумулятивных облаков (до 5-6 км), постоянно населенный живыми организмами, более тонкими, чем атмосферная тропосфера, и стратобиосфера (со стратобионами), или альтобиосфера (со альтобионтами) — слой (от 5-6 до 6-7 км), где могут постоянно существовать микроорганизмы, преимущественно в виде спор.

Лимитирующим фактором развития жизни в аэробосфере является наличие капель воды и положительных температур, а также твердых аэрозолей, поднимающихся с поверхности Земли. На больших высотах в горах (около 6 км) располагается высотная часть террабиосферы — элаическая зона . Здесь уже невозможно жить жизнью высших растений и генеральных продуцентов, но ветры приносят сюда с нижними вертикальными поясами органику и при отрицательных температурах воздуха тепла от прямой солнечной инсоляции еще достаточно для существования жизни.Это царство членистоногих и некоторых микроорганизмов — этобиляций. Еще одним ограничивающим фактором проникновения жизни является жесткое внешнее излучение. На высоте 22-24 км от поверхности Земли наблюдается максимальная концентрация озона — озонового экрана. Озон образуется из кислорода воздуха под действием солнечной радиации (0 2 — «0 3). Озоновый экран отражает губительные для живых организмов космические излучения (гамма- и рентгеновские) и частично ультрафиолетовые лучи.

Над аэробосферой находится парабиосфера — Слой (от 6-7 до 60-80 км), куда жизнь проникает лишь случайно и нечасто, где организмы могут временно существовать, но не могут нормально жить и размножаться. Еще выше расположена апобиосфера или «Заброшенная» (выше 60-80 км), куда никогда не поднимается хаотично беспорядочно живые организмы, а в незначительных количествах поступают биогенные вещества (верхняя ее граница сложности).

Жизнь в океанах достигает дна.Живые организмы есть даже на глубине более 11 км, где температура воды около 200°С, но вода не кипит из-за высокого давления. Ниже, в базальтах, жизнь вряд ли возможна.

Проникновение жизни в литосферу ограничено высокими температурами земных недр и наличием жидкой влаги. В недрах литосферы существуют два теоретических предела распространения жизни — изотерма 100°С, ниже которой при нормальном атмосферном давлении вода закипает, а белки коагулируют, и изотерма 460°С, где при любом давлении вода превращается на пары и жизнь принципиально невозможна (глубина 25 км). Перегретая жидкая вода обнаруживается в литосфере до глубины 10,5 км. Нижняя граница жизни в литосфере фактически не глубже 3-4, максимальная — 6-7 км на суше и не более 1-2 км ниже дна океана.

Ниже геофиосферы расположена гидробиосфера («Пубиосфера» — аналог парабиосферы в атмосфере) — слой, куда жизнь проникает лишь случайно и может здесь временно существовать, но не жить и размножаться. Еще ниже залегает метабиосфера — слой биогенных (преобразованных жизнью) пород, в которых отсутствуют живые организмы (до 10-15 км).Образно выражаясь, это «следы прежней биосферы». В его нижней части процесс метаморфизма пород стирает признаки жизни. Под метабиосферой располагается абиосфера («небиосфера») — слои литосферы, не испытывающие сейчас и никогда ранее не подвергавшиеся воздействию живых организмов (глубже 10—15 км).

Кроме того, существуют такие понятия, как эубиосфера, мегабосфера и панбиосфера. Эубиосфера (собственно биосфера) — Слой между верхней границей гобиосферы и нижней границей парабиосферы. Это район наиболее активной современной жизни. Мегабиосфера — Эубиосфера вместе с Гидобиосферой и Метабиосферой в пределах и до озонового экрана, то есть область настоящего и прошлого воздействия жизни. Пубиосфера — Мегабиосфера C. артабиосфера

(Космос человеческой экспансии в околоземное пространство). Это земная оболочка, преобразованная текущей и прошлой жизнью и деятельностью человека. Вертикальная мощность эубиосферы в океанической области Земли достигает более 17 км, в наземной — 12 км.Мощность мегабиосферы — 33-35 км.

Оболочек Земли

  1. 1. Сферы Земли
  2. 2. Что такое Земля? Земля является 3-й планетой от Солнца между Венера и Марс. Земля состоит из нескольких уникальные свойства, характеристики, состав и все они влияют на процессы земли по-другому. Каждое из этих свойств и элементов в системы в значительной степени относятся к одному из f основные подсистемы, включая воду, живые существа, земля, воздух. Они считаются четырьмя взаимосвязанные «чудеса», которые создают земную разнообразие. В совокупности они в основном сгруппированы на биологические (живые существа) и физические (не живые существа).
  3. 3.  Эти четыре «чудеса» земли зависимы друг от друга и были используется для изучения биологических и физические компоненты Земли.  Их по-научному называют биофизическими элементы, какие имена: 1. гидросфера 2. биосфера 3.литосфера а также 4. Атмосфера.  Эти сферы далее делятся на различные субсферы.
  4. 4. Землю можно разделить на сферы, которые определяются в зависимости от их расположения и функции. земной шар • Твердое тело = литосфера • Жидкость = гидросфера • Газ = Атмосфера
  5. 5. То Атмосфера Земля окружена воздушная оболочка, которую мы называем атмосфера. • Атмосфера достигает 560 километров (348 миль) вверх с поверхности Земли.• Атмосфера прежде всего состоит из азота (около 78%) и кислород (около 21%). Другие компоненты существуют в небольшом количестве.
  6. 6.  Атмосфера состоит из четырех уникальных слои (тропосфера, стратосфера, мезосфера и термосфера).  Эти атмосферные слои имеют различные химические состава и температуры, а также температуры и химические составы сильно различаются в разных слои.  В тропосфере происходит большая часть погоды. и с высотой становится холоднее.Воздух находится в постоянном движение вокруг планеты и обычно отвечает за некоторые природные явления на планете, такие как местный бриз, ветры, торнадо и тропические циклоны.  Атмосфера всегда находится в постоянном взаимодействии с гидросфера, обуславливающая погодные условия планеты.
  7. 7. Отрицательное воздействие Люди. -аэрозоли разрушают озоновый слой — вождение автомобиля добавляет лишнюю теплицу газы в атмосферу — заводы (то же, что и автомобили) — сжигание шин/мусора добавляет вредных газы в атмосферу Положительное влияние человека. -гибридные автомобили уменьшает количество выбросов парниковых газов — альтернативная энергия (ветер/солнечная энергия) (такая же как гибридные автомобили) — посадка деревьев поглощает CO2 из атмосферу и добавляет O2
  8. 8. Биосфера Биосфера является «жизненной зоной» Земли и включает в себя все живые организмы (включая человека) и все органические вещества, еще не разложился. • Биосфера структурирована в виде иерархии, известной как пищевая цепочка (вся жизнь зависит от первого яруса – в основном основного продуценты, способные к фотосинтезу).• Энергия и масса передаются с одного уровня еды цепь к следующему.
  9. 9.  Все экологические сообщества (живые организмы) в физическое окружение Земли находится в пределах зонтик живых существ (биосфера). Эти экологические сообщества взаимодействуют вместе с физическими аспектами Земли, включая гидросферу, литосферу и атмосфера.  В совокупности эти экологические сообщества созданы ссылка на биомы.  Пустыни, леса, луга, акватория, тундра и чапараль – шесть основных биомы, которые присутствуют в биосфера.
  10. 10. Гидросфера В гидросфере содержится вся вода встречаются на нашей планете. • Вода обнаружена на поверхности нашей планеты включает в себя океан, а также воду из озера и реки, ручьи и ручьи. • Вода, обнаруженная под поверхностью нашего планета включает воду, захваченную в почве и грунтовые воды. • Вода, обнаруженная в нашей атмосфере, включает водяной пар.• Замерзшая вода на нашей планете включает лед шапки и ледники. • Только около 3% воды на Земле «пресная» вода, и около 70% пресной вода замерзает в виде ледникового льда.
  11. 11. Вся вода в гидросфере всегда находится в движении, как и атмосферные газы. На температуру Земли большое влияние оказывает гидросфера. Очень низкие температуры связаны с айсбергами, ледники или ледяные шапки; низкие и умеренные температуры связаны с обычными типами осадков, такими как снег, дождь, изморось, мокрый снег или град; и высокие температуры связаны с сухими и жаркими условиями и испарением. ледники, айсберги и ледяные шапки также категорически называют криосфера.
  12. 12. Негативные Воздействия Человека. сбрасывание мусора в океан загрязняет воду — вождение лодок добавляет в воду бензин, который загрязняет Это — разливы нефти загрязняют воду и могут убить организмы в вода — строительство на береговой линии может загрязнить воду или убить растительность в воде — чрезмерный вылов может уменьшить количество организмов в воды, тем самым снижая содержание питательных веществ в целом — строительство дамб изменяет уровень воды, что может разрушить среду обитания и уменьшить количество диких животных Положительное влияние человека.очистные сооружения вода, возвращающаяся в озера и океаны содержат меньше загрязняющих веществ — рыбные заповедники обеспечивают безопасную среду обитания для рыб, что помогает они выживают и вносят свой вклад в питательные вещества в озере
  13. 13. Литосфера (Земля) Литосфера состоит из всех твердых и твердых на поверхности земли полутвердые горные породы (расплавленные материалы) под земной корой и жидкие породы во внутренней ядро земли. Поверхность литосферы неровная, так как характеризуется по различным особенностям рельефа.Некоторые формы рельефа включают горы, такие как гора Фудзи в Японии и гора Везувий в Италия, глубокие долины в горных хребтах, огромные равнины, похожие на те, что в Техасе и Бразилии, обширные плато, подобные Боливийскому плато в Южной Америке и плато Колорадо Соединенные Штаты и холмы, похожие на черные холмы.
  14. 14. Жидкая, полутвердая и твердая земля компоненты литосферы образуют слои, химически и физически различны.Это почему литосфера далее делится на суб- сферы, а именно земная кора, мантия, внешняя ядро и внутреннее ядро. Кора состоит из рыхлый грунт и камни. Мантия сделана из плотная порода, состоящая из никеля и железа в силикатных пород, а его нижняя часть полу- твердые (частично расплавленные) горные породы.
  15. 15.  Внешнее ядро ​​состоит из жидкости (чисто расплавленные) горные породы.  Внутреннее ядро ​​– это центр Земли, чисто из очень горячего и жидкого железа и никель.  Горные породы делятся на три основных категории в зависимости от того, как они формируются а именно  магматические породы,  осадочные породы,  и  метаморфические породы.
  16. 16. Негативные Воздействия Человека. — добыча полезных ископаемых лишает землю питательных веществ — мусор/использование неперерабатываемых материалов попадает на свалки и загрязняет землю — строительство разрушает природную среду, снижает дренаж — пестициды добавляют в почву неестественные химические вещества — обезлесение увеличивает эрозию почвы, потому что корни деревьев дольше помогают удерживать почву на месте Положительное влияние человека.- компостирование может уменьшить количество мусора на свалках — аэрация позволяет воздуху проникать в почву — заповедники и провинциальные парки сохранять/защищать земля — посадка деревьев предотвращение эрозии почвы — садоводство/озеленение крыш озеленяет городской пейзаж области
  17. 17. Земная система Наука Наука о Земле представляет собой изучение того, как четыре сферы Земная система взаимодействует постоянно, каждый воздействуя на других. Давайте рассмотрим пару примеров того, как изменение в одной системе (или сфере) воздействует на другую Землю системы.
  18. 18. Системные взаимодействия Вулканы (литосфера) извергаются выбрасывая пепел и газы в воздух (атмосфера) и посылая лаву и пепел вниз на окружающие леса (биосфера) и жилища человека (биосфера). литосфера Атмосфера Биосфера
  19. 19. Системные взаимодействия Землетрясения (геосфера) могут повредить здания, которые могут убить человек (биосфера), а также вызвать возгорание с выделением газов в воздух (атмосфера).Землетрясения в океане может вызвать цунами (гидросфера), которая в конечном итоге может ударить по земле и убить как животных, так и человек (биосфера). литосфера Биосфера Атмосфера Гидросфера
  20. 20. Системные взаимодействия Ураганы (атмосфера) пронестись через океан (гидросфера) и на земля (литосфера), разрушающая жилища людей (биосфера), которые живут вдоль побережье. Атмосфера Гидросфера литосфера Биосфера
  21. 21.Т ЧАС А Н К Д О U

  • Изображение взято со следующего веб-сайта: http://apod.nasa.gov/apod/ap980129.html
  • Изображения со следующего веб-сайта: http://liftoff.msfc.nasa.gov/academy/space/atmosphere.html
    Атмо означает «пар», так что это сфера (водяного) пара.
  • Изображение взято со следующего веб-сайта: http://www.geology.ufl.edu/Biosphere.html
    Био означает «жизнь», так что это сфера жизни.
  • Изображение с веб-сайта: http://water.tamu.edu/watercycle.html
    Hydro означает «вода», так что это сфера воды.
  • Система Земля относится к тому факту, что мы используем модели для изучения частей Земли, помогая нам описать то, что произошло в прошлом, что происходит в настоящее время и что может произойти в будущем.
  • Изображение с веб-сайта: http://www.ecuador-travel.net/information.volcano.pichincha.извержение.htm
  • Изображение с веб-сайта: http://www.seismo.unr.edu/ep/nvguide/ep6.html
  • Изображение с веб-сайта: http://www.itvs.org/risingwaters/
  • Биосфера, ее структура и границы

    Крупнейшим обобщением в комплексе наук о Земле (геология, география, геохимия, биология) явилось учение о биосфере, созданное русским ученым В. И. Вернадским. Начав свою научную деятельность (как геолога) с изучения осадочных пород земной коры, В.И. Вернадский раскрыл огромную роль живых организмов в сложных геохимических процессах нашей планеты. В 1926 году вышла его книга «Биосфера». Эта работа глубоко анализирует сложные отношения между живыми организмами и неживой природой Земли. Его работа несколько опередила свое время. Только во второй половине 20 века, на фоне обострения экологических проблем, его теория биосферы получила широкое распространение.

    Важный элемент V.Учение И. Вернадского о биосфере представляет собой представление о тесной зависимости биосферы от деятельности человека и ее сохранении в результате разумного отношения человека к природе. Ученый написал:

    Человечество в целом становится мощной геологической силой. Перед ним, перед его мыслью и работой стоит вопрос о перестройке биосферы в интересах свободомыслящего человечества в целом. Это новое состояние биосферы, к которому мы, сами того не замечая, приближаемся, и есть ноосфера.один

    В настоящее время учение о биосфере является важнейшей частью экологии, непосредственно связанной с проблемами регулирования взаимодействия человека и природы.

    Впервые термин «биосфера» употребил Ж. Б. Ламарк в начале XIX века. Позже оно упоминается в работе австрийского геолога Э. Зюсса в 1875 г. Однако это понятие не было подробно разработано этими учеными, а использовалось вскользь для обозначения ареала жизни на Земле.Только в работах В. И. Вернадского она подробно и тщательно анализируется и понимается как «оболочка жизни» на нашей планете.

    Биосфера называют совокупность всех живых организмов нашей планеты и те области геологических оболочек Земли, которые населены живыми существами и подвергались их влиянию в течение геологической истории.

    Границы биосферы. Живые организмы неравномерно распределены в геологических оболочках Земли: литосфера, гидросфера и атмосфера (рис.1). Поэтому биосфера теперь включает в себя верхнюю часть литосферы, всю гидросферу и нижнюю часть атмосферы.

    Рис. один. Ареал распространения организмов в биосфере: 1 — уровень озонового слоя, жестко задерживающий ультрафиолетовое излучение; 2 — снежный бордюр; 3 — грунт; 4 — животные, обитающие в пещерах; 5 — бактерии в масле скважин

    Литосфера — самая внешняя твердая оболочка Земли.Его мощность колеблется в пределах 50–200 км. Распространение жизни в нем ограничено и резко уменьшается с глубиной. Подавляющее большинство видов сосредоточено в верхнем слое толщиной в несколько десятков сантиметров. Некоторые виды проникают на глубину нескольких метров и десятков метров (роющие животные — кроты, черви; бактерии; корни растений). Наибольшая глубина, на которой обнаружены некоторые виды бактерий, составляет 3–4 км (в грунтовых водах и нефтеносных горизонтах). Распространению жизни в недра литосферы препятствуют различные факторы.Проникновение растений невозможно из-за недостатка света. Для всех форм жизни существенными препятствиями служат также плотность среды и температура, возрастающие с глубиной. В среднем повышение температуры составляет около 3 °С на каждые 100 м. Вот почему трехкилометровая глубина считается нижним пределом распространения жизни в литосфере (где температура достигает около +100°С).

    Гидросфера — водная оболочка Земли, представляет собой совокупность океанов, морей, озер и рек.В отличие от литосферы и атмосферы она полностью освоена живыми организмами. Еще на дне Мирового океана, на глубинах около 12 км, были обнаружены различные виды живых существ (животные, бактерии). Однако большинство видов обитает в гидросфере в пределах 150–200 м от поверхности. Это связано с тем, что свет проникает на такую ​​глубину. И, следовательно, в нижних горизонтах невозможно существование растений и многих видов, зависящих от растений в питании.Распространение организмов на большие глубины обеспечивается постоянным «дождем» экскрементов, падающими с верхних слоев остатками погибших организмов, а также хищничеством. Гидробионты обитают как в пресной, так и в соленой воде и по среде обитания делятся на 3 группы:

    1) планктон — организмы, живущие на поверхности водоемов и пассивно перемещающиеся за счет движения воды;

    2) нектон — активно движущийся в толще воды;

    3) бентос — организмы, обитающие на дне водоемов или зарывающиеся в ил.

    Атмосфера — газовая оболочка Земли, имеющая определенный химический состав: около 78 % азота, 21 % кислорода, 1 — аргона и 0,03 % углекислого газа. Биосфера включает только самые нижние слои атмосферы. Жизнь в них не может существовать без непосредственной связи с литосферой и гидросферой. Крупные древесные растения достигают нескольких десятков метров в высоту, располагая кроны вверх. Летающие животные поднимаются на сотни метров – насекомые, птицы, летучие мыши. Некоторые виды хищных птиц поднимаются на 3-5 км над поверхностью Земли, высматривая свою добычу.Наконец, восходящие воздушные потоки пассивно уносят бактерии, споры растений, грибы и семена на десятки километров вверх. Однако все перечисленные летающие организмы или интродуцированные бактерии лишь временно находятся в атмосфере. Постоянно живущих в воздухе организмов нет.

    Верхней границей биосферы считается озоновый слой, расположенный на высоте от 30 до 50 км над поверхностью Земли. Он защищает все живое на нашей планете от мощного ультрафиолетового солнечного излучения, в значительной степени поглощая эти лучи.Выше озонового слоя существование жизни невозможно.

    Таким образом, основная часть видов живых организмов сосредоточена на границах атмосферы и литосферы, атмосферы и гидросферы, образуя относительно «тонкую пленку жизни» на поверхности нашей планеты.

    Строение и функционирование биосферы. Биосфера это глобальная экологическая система , состоящая из множества экосистем более низкого ранга, биогеоценозов, взаимодействие которых друг с другом определяет ее целостность.Ведь биогеоценозы не существуют обособленно — между ними существуют непосредственные связи и отношения. Например, в водных биогеоценозах минеральные и органические вещества выносятся из наземных экосистем ветром, дождем и талыми водами. Возможны перемещения организмов из одного биогеоценоза в другой (например, сезонные миграции животных). И, наконец, всех объединяет атмосфера Земли, которая служит общим резервуаром для живых существ. Он получает кислород (выделяется растениями при фотосинтезе) и углекислый газ (образуется при дыхании аэробных организмов).Растения всех экосистем вытягивают из атмосферы углекислый газ, необходимый им в процессе фотосинтеза, а все дышащие организмы получают кислород.

    Существование биосферы основано на непрерывном круговороте веществ, энергетической основой которого является солнечный свет (рис. 2).

    Рис. 2. Схема биогеохимической цикличности в биосфере. Справа на схеме участок дерново-подзолистой почвы под хвойным лес

    Круговорот веществ в природе между живой и неживой материей является одной из наиболее характерных особенностей биосферы.Биологический круговорот – это биогенная миграция атомов из окружающей среды в организмы и из организмов в окружающую среду. Биомасса также выполняет другие функции:

    1) газ — постоянный газообмен с внешней средой за счет дыхания живых организмов и фотосинтеза растений;

    2) концентрация — постоянная биогенная миграция атомов в живые организмы, а после их гибели — в неживую природу;

    3) окислительно-восстановительный — обмен веществом и энергией с внешней средой.При диссимиляции органические вещества окисляются; при усвоении используется энергия АТФ;

    4) биохимические — химические превращения веществ, составляющих основу жизнедеятельности организма.

    Экосфера, Биосфера или Гайя? Как назвать глобальную экосистему на JSTOR

    Абстрактный

    Термины биосфера, экосфера и Гайя используются для обозначения глобальной экосистемы. Однако каждый из них имеет более одного значения. Биосфера может означать совокупность живых существ, обитающих на Земле, пространство, занимаемое живыми существами, жизнь и системы жизнеобеспечения (атмосфера, гидросферы, литосфера, педосфера).Экосфера используется как синоним биосферы и как термин для зон во вселенной, где жизнь, как мы ее знаем, должна быть устойчивой. Гея подобна биосфере (в смысле жизни и систем жизнеобеспечения) и экосфере (в смысле биосферы как жизни и систем жизнеобеспечения), но в самой крайней форме относится ко всей планете как к живой организация. Приводятся аргументы в пользу того, чтобы избежать термина «Гея» (по крайней мере, в качестве названия планетарной экосистемы), ограничить биосферу совокупностью живых существ и принять экосферу как наиболее подходящее название для глобальной экосистемы.

    Информация о журнале

    Global Ecology and Biogeography публикует краткие научные материалы по исторической, пространственной, экологической и прикладной биогеографии для быстрой публикации и, в частности, публикует статьи о: макроэкология экологические и биогеографические реакции на глобальные изменения окружающей среды сравнительная экология и биогеография экология сообщества биогеография острова экологические и биогеографические основы сохранения экологические приложения дистанционного зондирования и ГИС «Глобальная экология и биогеография» публикуется как часть единого пакет с дочерними журналами Journal of Biogeography и Diversity и Распространение (ранее «Письма о биоразнообразии»).Вместе эти журналы обеспечивают всесторонний охват областей биогеографии, экология и биоразнообразие. JSTOR предоставляет цифровой архив печатной версии Global Ecology. и биогеография. Электронная версия журнала Global Ecology and Биогеография доступна на http://www.interscience.wiley.com. Авторизованные пользователи могут иметь доступ к полным текстам статей на этом сайте.

    Информация об издателе

    Wiley — глобальный поставщик контента и решений для рабочих процессов на основе контента в областях научных, технических, медицинских и научных исследований; профессиональное развитие; и образование.Наши основные виды деятельности выпускают научные, технические, медицинские и научные журналы, справочники, книги, услуги баз данных и рекламу; профессиональные книги, продукты по подписке, услуги по сертификации и обучению, а также онлайн-приложения; а также образовательный контент и услуги, включая интегрированные онлайн-ресурсы для преподавания и обучения для студентов, аспирантов и учащихся на протяжении всей жизни. Компания John Wiley & Sons, Inc., основанная в 1807 году, уже более 200 лет является ценным источником информации и понимания, помогая людям во всем мире удовлетворять свои потребности и воплощать в жизнь свои стремления.Wiley опубликовал работы более 450 нобелевских лауреатов во всех категориях: литература, экономика, физиология и медицина, физика, химия и мир. Wiley сотрудничает со многими ведущими мировыми обществами и ежегодно публикует более 1500 рецензируемых журналов и более 1500 новых книг в печатном и онлайн-формате, а также базы данных, основные справочные работы и лабораторные протоколы по предметам STMS. С растущим предложением открытого доступа Wiley стремится к максимально широкому распространению и доступу к контенту, который мы публикуем, и поддерживает все устойчивые модели доступа.Наша онлайн-платформа Wiley Online Library (wileyonlinelibrary.com) — одна из самых обширных в мире многопрофильных коллекций онлайн-ресурсов, охватывающих жизнь, здоровье, социальные и физические науки, а также гуманитарные науки.

    План урока | Плакат Carbon Cycle

    Carbon Cycle

    Углерод является чрезвычайно распространенным элементом на Земле и встречается во всех четырех основных сферах планеты: биосфере, атмосфере, гидросфере и литосфере.Углерод входит в состав как живых, так и неживых частей планеты, как компонент организмов, атмосферных газов, воды и горных пород. Углерод, содержащийся в любой из сфер планеты, не остается там навсегда. Вместо этого он перемещается из одной сферы в другую в непрерывном процессе, известном как углеродный цикл. Круговорот углерода чрезвычайно важен на Земле, поскольку он влияет на важнейшие жизненные процессы, такие как фотосинтез и дыхание, способствует образованию ископаемого топлива и влияет на климат Земли.

    Помимо относительно небольших примесей углерода из метеоритов, количество углерода на планете стабильно. Но количество углерода в той или иной сфере планеты может увеличиваться или уменьшаться в зависимости от колебаний углеродного цикла. Цикл можно рассматривать с точки зрения резервуаров (мест, где хранится углерод) и потоков (движения между резервуарами). Атмосфера, биосфера, гидросфера и литосфера являются резервуарами, а процессы, посредством которых углерод перемещается из одного резервуара в другой, являются потоками.Хотя углерод чрезвычайно распространен на Земле, чистый углерод встречается нечасто. Скорее, углерод обычно связан с другими элементами в соединениях. Таким образом, когда углерод движется или совершает круговорот, он обычно делает это внутри соединений, таких как двуокись углерода и метан.

    Многие процессы, которые перемещают углерод из одного места в другое, происходят в разных временных масштабах. Некоторые из них происходят в короткие промежутки времени, например, фотосинтез, при котором углерод перемещается из атмосферы в биосферу, поскольку растения извлекают углекислый газ из атмосферы.Некоторые процессы углеродного цикла происходят в гораздо более длительных масштабах времени. Например, в океане погибают организмы со скелетами и панцирями из карбоната кальция, а часть их остатков, не разлагающихся, опускается на дно океана. Достигнув дна океана, углерод, который хранился в их телах, становится частью богатых углеродом отложений и в конечном итоге переносится в результате тектонического движения плит в зоны субдукции, где он превращается в метаморфическую породу. Эти два примера показывают чрезвычайное разнообразие процессов, происходящих в круговороте углерода.

    В целом краткосрочный углеродный цикл включает фотосинтез и дыхание. На суше существует поток углерода из атмосферы к растениям с фотосинтезом, а затем поток обратно в атмосферу с дыханием и разложением растений и животных. Для водных растений фотосинтез включает в себя поглощение углекислого газа, растворенного в окружающей их воде, а дыхание и разложение возвращают углекислый газ обратно в воду. Помимо перемещения между растениями и атмосферой или водой, углекислый газ также постоянно перемещается между атмосферой и водой путем диффузии.Долгосрочный углеродный цикл охватывает больше литосферных процессов. Он включает в себя выветривание и эрозию углеродосодержащих пород, накопление богатого углеродом растительного и животного материала в отложениях и медленное движение этих отложений в цикле горных пород.

    Весь углеродный цикл состоит из еще более специфических потоков между атмосферой, биосферой, гидросферой и литосферой, чем рассмотренные здесь. Несмотря на то, что сложный углеродный цикл Земли содержит более конкретные детали, эта версия выделяет некоторые из наиболее важных компонентов и знакомит учащихся с общей идеей о том, что углерод ограничен и перемещается по различным сферам планеты.Для получения более подробной информации об углеродном цикле изучите ресурсы и ссылки, перечисленные в конце плана урока.

    Изменения человека

    В углеродном цикле происходят естественные колебания, но люди изменяют потоки углерода на Земле с неестественной скоростью. Основные антропогенные изменения в углеродном цикле приводят к увеличению содержания углекислого газа (CO 2 ) и метана (CH 4 ) в атмосфере. Крупнейшим источником этого изменения является сжигание ископаемого топлива, но другие действия, такие как вырубка лесов, производство цемента, животноводство и выращивание риса, также вносят свой вклад в это изменение в углеродном цикле.

    Люди используют ископаемые виды топлива, такие как нефть, уголь и природный газ, для различных целей, включая питание наших автомобилей, производство электроэнергии, отопление и охлаждение наших зданий и производство таких товаров, как пластмассы. Ископаемое топливо формируется в течение миллионов лет из погребенного растительного и животного материала, который претерпевает резкие изменения из-за температуры и давления на глубине. Как правило, уголь получают из наземного растительного материала, тогда как нефть и природный газ получают главным образом из микроскопических морских растений и животных.Когда мы сжигаем эти ископаемые виды топлива, мы берем углерод, который очень долго хранился под землей, и выбрасываем его в атмосферу.

    Вырубка лесов приводит к выбросу углерода в атмосферу по ряду причин. Во-первых, срубленные деревья часто сжигают, что немедленно выбрасывает углерод, хранящийся в деревьях, в атмосферу. Во-вторых, обезлесение влияет как на температуру, так и на стабильность почвы. Поскольку почвы содержат значительное количество углерода, изменения, влияющие на почву, могут повлиять на накопленный в почве углерод.Вырубка лесов приводит к большей эрозии почвы, потому что деревья больше не стабилизируют почву. Эродированная почва и содержащийся в ней углерод часто попадают в реки и ручьи и, в конечном итоге, в океаны, перенося углерод с суши в гидросферу. Почвы на обезлесенных территориях не только подвергаются эрозии из-за отсутствия деревьев, но и часто распахиваются для нужд сельского хозяйства. Обработка почвы переворачивает почву, выделяя углекислый газ, содержащийся в почве, в атмосферу. После обезлесения температура почвы повышается, потому что почва больше не покрыта листвой.Повышение температуры почвы вызывает увеличение скорости бактериального разложения, что приводит к увеличению выброса углерода в атмосферу.

    В процессе производства цемента в атмосферу выделяется углекислый газ. Чтобы сделать цемент, карбонат кальция нагревают в печи для получения извести и углекислого газа. Известь смешивают с другими материалами для изготовления цемента, но углекислый газ выбрасывается в атмосферу. В Соединенных Штатах в результате этого процесса выделяется примерно от 7 до 10 миллионов метрических тонн углерода в год.Хотя производство цемента не является одним из самых главных источников выбросов углекислого газа, оно по-прежнему является значительным и растущим источником выбросов углерода во всем мире.

    Выращивание крупного рогатого скота и выращивание риса выбрасывает метан в атмосферу. Затопленные рисовые поля считаются одним из самых мощных источников выброса метана. Когда рисовые поля затапливаются, подводное органическое вещество подвергается разложению и выделяется метан. Это также происходит в естественных водно-болотных угодьях. Скотоводство также вносит значительный вклад в выбросы метана.Отрыжка крупного рогатого скота и метеоризм выделяют метан, потому что бактерии в кишечнике животных расщепляют пищу и превращают часть ее в газообразный метан. Как скотоводство, так и рисоводство во всем мире развиваются, и поэтому эти источники парниковых газов вызывают все большую озабоченность. Выбросы метана также вызывают особое беспокойство, потому что метан является гораздо более сильным парниковым газом, чем углекислый газ, а это означает, что каждая молекула метана нагревает землю значительно больше, чем каждая молекула углекислого газа.

    Изменение климата

    Поскольку двуокись углерода (CO 2 ) и метан (CH 4 ) являются парниковыми газами, помогающими контролировать температуру планеты, вызванное деятельностью человека повышение уровня углерода в атмосфере приводит к целому ряду климатических изменений на нашей планете. . Эти изменения включают повышение температуры, повышение уровня моря, изменения в характере осадков, усиление штормов и вымирание организмов. Понимание углеродного цикла особенно важно в этот период человеческой истории из-за драматических и последовательных изменений, которые мы вносим в цикл.

    В настоящее время люди предпринимают множество различных действий, пытаясь замедлить изменение климата. Они пытаются как уменьшить количество углерода, выбрасываемого в атмосферу, так и брать углерод из атмосферы и хранить его в другом месте. Некоторые из способов уменьшить количество углерода, выбрасываемого в атмосферу, включают меньшее вождение автомобиля, использование энергоэффективных приборов, переход на солнечную и ветровую энергию, а также улавливание углерода на электростанциях и других стационарных источниках и закачивание его под землю для хранения.Это называется улавливанием и хранением углерода или связыванием углерода, и люди уже давно используют этот метод на нефтяных месторождениях. Ученые в настоящее время исследуют методы улавливания и хранения углерода, чтобы попытаться определить, можно ли использовать этот метод в больших масштабах, чтобы помочь замедлить изменение климата. Смягчить последствия изменения климата за счет удаления углерода из атмосферы можно несколькими способами. Простая посадка большего количества деревьев забирает углерод из атмосферы, потому что растения берут углерод из атмосферы для осуществления фотосинтеза.Другие методы удаления углекислого газа из атмосферы включают улавливание углекислого газа и его преобразование обратно в пригодное для использования топливо. Это постоянная тема исследований, и хотя в настоящее время существует много жизнеспособных вариантов уменьшения количества углерода в атмосфере, в будущем могут быть и другие возможности.

    .

    Author: alexxlab

    Добавить комментарий

    Ваш адрес email не будет опубликован.