Функции, състав и структура на биосферата

Всички живи същества на планетата Земя влизат в тясна връзка помежду си и с околната среда, като по този начин формират екосистеми. Тези общности на взаимодействащи организми не са изолирани един от друг. Те са свързани помежду си с различни връзки, предимно храна. Наборът от екосистеми образува единна планетарна екосистема, която се нарича биосфера. Тази статия ще разгледа структурата на биосферата, нейния състав и основни функции.

Тази концепция е въведена за първи път в науката от Дж. Б. Ламарк през 1803 г. и означава съвкупността от всички живи организми на планетата Земя. В края на деветнадесети век терминът „биосфера“ е използван от J. Suse, който включва неживата материя на седиментните скали в структурата на биосферата. Учението за биосферата се появява през 1926 г., когато В. И. Вернадски обобщава огромно количество научна информация, по един или друг начин илюстрираща връзката между живата и неживата материя. Ученият успя да покаже, че нашата планета е не само обитавана от живи организми, но и активно трансформирана от тях. Освен това, според Вернадски, човешката намеса в природните процеси е толкова значима, че е възможно да се говори за ноосферата - нова фаза в развитието на биосферата. Днес науката за биосферата съчетава данни от различни области на знанието. Сред тях са биология, химия, геология, климатология, океанология, почвознание и други.

Структурата на биосферата е такава, че живите организми могат самостоятелно да поддържат необходимия състав на почвата, атмосферата и хидросферата. Те играят ключова екологична роля. Въз основа на това учените излагат хипотеза, че почвата и въздухът са създадени от самите живи организми в продължение на стотици милиони години еволюция. След като е проучил сходството в структурата на геологичните скали, които се намират по-дълбоко от камбрийските, с по-късните скали, Вернадски предполага, че животът на планетата съществува под формата на най-простите организми почти от самото начало. По-късно геолозите доказаха заблудата на тази хипотеза.

Тъй като слънцето е енергийната основа за съществуването на целия живот на Земята, биосферата може да се разглежда като черупка, чиято структура и състав се образуват поради съвместната дейност на живите организми и се определят от притока на слънчева енергия . Сега нека се запознаем със структурата на биосферата на Земята.

Живи и неживи

Като се има предвид състава и структурата на биосферата, на първо място, заслужава да се отбележи, че тя се състои от жива и нежива материя (инертна материя). По-голямата част от живите организми са концентрирани в трите геоложки черупки на Земята: атмосферата (въздушен слой), хидросферата (океани, морета и т.н.) и литосферата (горния скален слой). Тези черупки обаче са разпределени неравномерно в най-голямата екосистема. По този начин хидросферата е напълно представена в структурата на биосферата, а литосферата и атмосферата са частично представени (съответно горни и долни слоеве).

Неживият компонент на биосферата се състои от:

Биогенно вещество, което е отпадъчен продукт от живите организми. Включва: въглища, нефт, торф, естествен варовик, газ и др.
Биоинертно вещество, което е съвместен резултат от жизнената дейност на организмите и небиологичните процеси. Това включва: почва, тиня, вода от резервоари и т.н.
Инертна материя, която влиза в биологичния цикъл, но не е продукт на жизнената дейност на живите организми. Тази група включва: вода, метални соли, атмосферен азот и др.

Границите на биосферата

Понятия като състав, структура и граници на биосферата са тясно свързани помежду си. Въпреки факта, че бактерии и спори са открити на височина до 85 километра, се смята, че горната граница на биосферата е 20-25 км. На голяма надморска височина концентрацията на жива материя е незначителна поради силния ефект на слънчевата радиация.

Животът е навсякъде в хидросферата. И дори в Марианската падина, чиято дълбочина е 11 км, ученият от Франция Ж. Пикард наблюдава не само безгръбначни животни, но и риби. Бактериите, водораслите, фораминиферите и ракообразните живеят под повече от 400 метра антарктически лед. Бактериите се намират под дълъг километров слой тиня и в подпочвените води. Независимо от това, най-голямата концентрация на живи същества се наблюдава на дълбочина до 3 км. По този начин границите и структурата на биосферата в различните части на планетата могат да бъдат различни.

Атмосфера, литосфера и хидросфера

Атмосферата се състои предимно от кислород и азот. Съдържа малки количества аргон, въглероден диоксид и озон. Животът както на сухоземните, така и на водните същества зависи от състоянието на атмосферата. Кислородът е от съществено значение за дишането на живите организми и минерализацията на умиращите органични вещества. Е, въглеродният диоксид се използва от растенията за фотосинтеза.

Литосферата има дебелина от 50 до 200 км; въпреки това основният брой видове живи организми е концентриран в горния си слой с дебелина няколко десетки сантиметра. Разпространението на живота дълбоко в литосферата е ограничено поради редица фактори, основните от които са: липса на светлина, висока плътност на околната среда и висока температура. По този начин долната граница на разпространението на живота в литосферата е дълбочина от 3 км, при която са открити някои видове бактерии. За справедливост трябва да се отбележи, че те не са живели в земята, а в подземни води и петролни хоризонти. Стойността на литосферата се крие във факта, че тя дава живот на растенията, подхранвайки ги с всички необходими вещества .

Очарователни числа

Съставът, структурата и функциите на биосферата са изненадващи по своя мащаб. Сега ще се запознаем с някои интересни факти. Водата съдържа 660 пъти повече въглероден диоксид от въздуха. Разнообразна флора преобладава на сушата, а животните в морето. 92 процента от цялата биомаса на сушата са зелени растения. В океана 94% са микроорганизми и животни.