Біосфера. Структура біосфери. Поняття про ноосферу. Вчення Вернадського.

Розвиток Землі, як і інших планет Сонячної системи, має тривалу геологічну історію. За цей час ви­никли її оболонки: літосфера, гідросфера та атмосфера.

Літосфера - зовнішня тверда оболонка завглибшки 50-200 км. Вона складається з повер­хневого шару осадових порід, які формуються за участю живих істот (вапняк, крейда, кремнезем тощо), а також з граніту та нижнього базальтового шару.

Сукупність усіх водойм (океанів, морів, річок, озер тощо) утворює водяну оболонку - гідросферу, яка займає майже 71% поверхні планети. Товщина цієї оболонки мін­лива та досягає в деяких місцях понад 11 000 м.

Газова оболонка, розміщена над поверхнею літосфери та гідро­сфери, називається атмосферою, її ниж­ня частина до 15—18 км заввишки (в помірних широтах—до 8—12 км) має назву тропосфера. Тут містить­ся зважена у повітрі водяна пара, здатна пересуватися на значні відстані внаслідок нерівномірного прогрівання поверхні Землі, фор­муються хмари, виникають опади (дощ, сніг тощо). Температура тро­посфери, особливо її нижніх шарів, непостійна.

Над тропосферою розташована стратосфера, яка досягає 80 км заввишки. Біля верхньої межі цього шару виникає північне сяйво (свічення газів, спричинене потоком елек­трично заряджених частинок, що випромінює Сонце).

У стратосфері на висотах між 7-8 км (над полюсами), 17-18 км (над екватором) та 50 км сформувався особливий озоновий екран (від грец. озон - пахучий). Він має підвищену концентрацію молекул озону (Од), який утворюється під дією сонячної радіації з кисню (0₂). Озоновий екран має виняткове значення для існування біогеоценозів суходолу і біосфери в цілому, відбиваючи короткохвильове ультрафіо­летове випромінення Сонця, яке згубно діє на живу матерію.

Поняття біосфера (від грец. біос - життя) запропонував у 1875 році австрійський геолог Е. Зюсс. Учення про біосферу як особливу частину Землі, населену живими організма­ми, створив український учений ВЛ.Вернадський, хоча на його думку, вперше до цієї ідеї в своїх працях наблизився французь­кий біолог Ж.-Б. Ламарк. Біосфера не утворює окремої оболонки Землі, а є частиною геоло­гічних оболонок земної кулі, заселених живими організмами, займа­ючи верхню частину літосфери, всю гідросферу та нижній шар ат­мосфери. Це - сукупність усіх біогеоценозів Землі, єдина глобальна екосистема вищого порядку.

У глиб літосфери організми можуть проникати на відносно не­значні глибини, наприклад, на глибинах 2-4 км мешкають лише деякі групи бактерій, переважно у нафтоносних пластах. Проникнення живих істот у глиб літосфери обмежене високою температурою (понад 100°С) гірських порід і підземних вод на глибинах 1,5—15 км. Натомість у гідросфері життя трапляється на будь-яких глибинах, навіть максимальних. Поширення організмів у атмосфері (переважно спор і цист у стані анабіозу) обмежене озоновим екраном, бо вище нього все живе гине під дією космічного випромінювання. Максимальна висота, на якій виявлено спори бактерій і грибів, становить близько 22 км. Найви­ща концентрація біомаси спостерігається там, де найсприятливіші і найрізноманітніші умови існування організмів — на межах окре­мих оболонок Землі: літосфери та атмосфери, атмосфери та гідро­сфери і гідросфери та літосфери.

В.І. Вернадський ще в першій половині XX сторіччя передбачав, що біосфера розвинеться у ноосферу. Спочатку В.І. Вернадський розглядав ноосферу як особливу «розумову» оболонку Землі, яка розвивається поза біосферою. Але згодом він дійшов висновку, що ноосфера - це но­вий стан біосфери, за якого розумова діяльність людини стає визна­чальним фактором її розвитку. Зокрема він зазначав, що біосфера переходить у новий стан - ноосферу - під впливом наукової думки і людської праці. Отже, ноосфера - це якісно нова форма організації біосфери, яка формується внаслідок її взаємодії із людським суспільством і перед­бачає гармонійне співіснування природи і людини.

Всю сукупність організмів на планеті Земля В.І.Вернадський називав живою речо­виною. Основними її характеристиками є сумарна біомаса, хіміч­ний склад та енергія. Однією з властивостей живої речовини є її постійний обмін із до­вкіллям,.Унаслідок цього через організми проходить значна кількість хімічних елементів. Хоча до складу живих істот входять ті самі хімічні елементи, що й до неживих об'єктів, однак, як вам відомо, в живих істо­тах і неживій природі вони знаходяться в різних співвідношеннях. Живим організмам для здійснення біохімічних процесів необхідні речовина та енергія, які вони дістають з навколишнього середо­вища, при цьому значно перетворюючи останнє. У результаті по­стійного і безперервного обміну з довкіллям, різні хімічні елементи надходять у живі істоти, можуть у них накопичуватись, виходячи з організму лише через певний час або зберігаючись у ньому протя­гом усього життя. Постійний колообіг речовин і потік енергії забезпечує функціонування біосфери як цілісної системи.