Границы биосферы

Живые организмы неравномерно распространены в геологических оболочках Земли: литосфере, гидросфере и атмосфере Поэтому биосфера сейчас включает верхнюю часть литосферы, всю гидросферу и нижнюю часть атмосферы.

Литосфера - это верхняя твердая оболочка Земли. Ее толщина колеблется в пределах 50–200 км. Распространение жизни в ней ограниченно и резко уменьшается с глубиной. Подавляющее количество видов сосредоточено в верхнем слое, имеющем толщину в несколько десятков сантиметров. Некоторые виды проникают в глубину на несколько метров или десятков метров (роющие животные — кроты, черви; бактерии; корни растений). Наибольшая глубина, на которой были обнаружены некоторые виды бактерий, составляет 3–4 км (в подземных водах и нефтеносных горизонтах). Распространению жизни вглубь литосферы препятствуют различные факторы. Проникновение растений невозможно из-за отсутствия света. Для всех форм жизни существенными препонами служат и возрастающие с глубиной плотность среды и температура. В среднем температурный прирост составляет около 3 °С на каждые 100 м. Именно поэтому нижней границей распространения жизни в литосфере считают трехкилометровую глубину, (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. Даже на дне Мирового океана, на глубинах около 12 км, были обнаружены разнообразные виды живых существ (животные, бактерии). Однако основная масса видов обитает в гидросфере в пределах 150–200 м от поверхности. Это связано с тем, что до такой глубины проникает свет. А следовательно, в более низких горизонтах невозможно существование растений и многих видов, зависящих в питании от растений. Распространение организмов на больших глубинах обеспечивается за счет постоянного «дождя» экскрементов, остатков мертвых организмов, падающих из верхних слоев, а также хищничества. Гидробионты обитают как в пресной, так и в соленой воде и по месту обитания делятся на 3 группы:

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

2) нектон — активно передвигающиеся 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. В биосферу входят лишь 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 вверх свои кроны. На сотни метров поднимаются летающие животные — насекомые, птицы, летучие мыши. Некоторые виды хищных птиц поднимаются на 3–5 км над поверхностью Земли, высматривая свою добычу. Наконец, восходящими воздушными потоками пассивно заносятся на десятки километров вверх бактерии, споры растений, грибов, семена. Однако все перечисленные летающие организмы или занесенные бактерии лишь временно находятся в атмосфере. Нет организмов, постоянно живущих в воздухе.

Верхней границей биосферы принято считать озоновый слой, располагающийся на высоте от 30 до 50 км над поверхностью Земли. Он защищает все живое на нашей планете от мощного ультрафиолетового солнечного излучения, в значительной мере 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.

 

 

9. Концепция акад. В.И.Вернадского о биосфере.

 

В связи с усилившимися негативными последствиями воздействия научно-технического прогресса на природную среду, обострением планетарной экологической ситуации, что ставит под угрозу дальнейшее существование всего живого на земле, обостряется научный и общественный интерес к учению В.И. Вернадского о биосфере, к его фундаментальным трудам.

Как определял Вернадский, биосфера – это область существования на земле «живого вещества», т.е. совокупности всех живых организмов. Она включает в себя нижнюю (тропосферную) часть атмосферы, всю гидросферу и верхнюю часть литосферы.

В.И. Вернадский доказал, что как бы слаб ни был каждый организм в отдельности, все они, вместе взятые, на протяжении длительного отрезка времени выступают как мощный геологический фактор, играющий существенную роль в жизни планеты. Геологическая деятельность живых организмов проявляется как следствие следующих их особенностей: они теснейшим образом связаны с окружающей средой и взаимодействуют с ней в процессе обмена веществом и энергией; обмен веществ организмов со средой осуществляется в процессе биологического круговорота; суммарный эффект результатов деятельности организмов проявляется на протяжении очень длительных (сотен миллионов лет) отрезков времени.

Биосфера – это очень сложно устроенная внешняя оболочка Земли, населенная живыми организмами. Она качественно отличается от других ее оболочек.

В пределах биосферы проявляется тесная взаимосвязь и геологическая деятельность всех живых существ: растений, животных, микроорганизмов, а на последнем историческом этапе становления Земли – и человека.

Научно-философские изыскания В.И. Вернадского также были направлены на выявление механизмов взаимодействия «живого вещества» с окружающей неживой природой, биогеохимическим и геохимическими циклами элементов в биосфере, выявление геохимических полей «устойчивости жизни» или «пределов жизни».

Нарушение «пределов жизни», которые могут повлечь за собой гибель живых организмов, вызываются как естественными природными (избыток или недостаток химических элементов, геомагнитные поля, радиоактивные излучения, вулканические извержения и др.) так и искусственными антропогенными воздействиями (вредные газовые выбросы, пестициды, удобрения, тяжелые металлы, сточные воды предприятий, твердые отходы, мусор и др.). Так, недостаток некоторых элементов питания в почве, особенно микроэлементов, приводит к резкому снижению продуктивности сельскохозяйственных культур и устойчивости к неблагоприятным абиотическим и биотическим факторам.

К естественным факторам глобальных воздействий на биосферу следует отнести геофизические и космические факторы (геомагнитные поля, космические излучения).

Периодически возникающие вспышки на Солнце возмущают геомагнитное поле Земли, приводят к магнитным бурям, которые отрицательно влияют на состояние человека. В периоды магнитных бурь или так называемых «неблагоприятных дней» ухудшается состояние больных людей, страдающих сердечно-сосудистыми заболеваниями, гипертонией, возрастает число сосудистых кризов.

Естественные ионизирующие факторы среды также оказывают сильное влияние на биосферу. По мнению ряда исследователей, на планете существуют так называемые радиоактивные провинции, которые характеризуются повышенным содержанием радиоактивных веществ во внешней среде. Такие провинции известны в США, Франции, Индии, России. Максимальной радиоактивностью характеризуются торфяники болотистой Хибинской тундры, и почти в 3 раза ниже активность пустынного серозема.