Характеристики и състав на биосферата
Биосферата (в съвременния смисъл) е вид обвивка на Земята, съдържаща целия набор от живи организми и онази част от материята на планетата, която е в непрекъснат обмен с тези организми.
Биосферата обхваща долната атмосфера, хидросферата и горната литосфера.
Атмосферата е най-леката обвивка на Земята, която граничи с космическото пространство; чрез атмосферата, обмена на материя и енергия с космоса.
Атмосферата има няколко слоя:
* тропосфера - долният слой, съседен на повърхността на Земята (височина 9 - 17 км). Съдържа около 80% от газовия състав на атмосферата и всички водни пари;
* ноносфера - там отсъства „жива материя”.
Преобладаващи елементи от химичния състав на атмосферата: (78%), (21%), (0,03%).
Хидросферата е водната обвивка на Земята. Поради високата си подвижност водата навсякъде прониква в различни природни образувания, дори най-чистите атмосферни води съдържат от 10 до 50 mg/l разтворими вещества.
Преобладаващите елементи от химичния състав на хидросферата:,. Концентрацията на един или друг елемент във водата все още не казва нищо колко е важна за растителните и животински организми, които живеят в нея. В това отношение водещата роля принадлежи на N, P, Si, които се усвояват от живите организми. Основната характеристика на океанската вода е, че основните йони се характеризират с постоянно съотношение в целия обем на световния океан.
Литосферата е външната твърда обвивка на Земята, състояща се от седиментни и магматични скали. В момента земната кора се счита за горния слой на твърдото тяло на планетата, разположен над сеизмичната граница на Мохорович. Повърхностният слой на литосферата, в който се осъществява взаимодействието на живата материя с минералната (неорганичната) материя, е почвата. Останките от организми след разлагането преминават в хумус (плодородната част на почвата). Съставните части на почвата са минерали, органични вещества, живи организми, вода, газове.
Преобладаващите елементи от химичния състав на литосферата: O, Si, Al, Fe, Ca, Mg, Na, K.
Водещата роля играе кислородът, който представлява половината от масата на земната кора и 92% от нейния обем, но кислородът е здраво свързан с други елементи в основните скалообразуващи минерали. Така количествено, земната кора е "царството" на кислорода, химически свързано по време на геоложкото развитие на земната кора.
Постепенно идеята за тясна връзка между живата и неживата природа, за обратния ефект на живите организми и техните системи върху околните физични, химични и геоложки фактори все по-настойчиво прониква в съзнанието на учените и намира приложение в тяхната специфична проучвания. Това беше улеснено и от промените, настъпили в общия подход на натуралистите към изучаването на природата. Те се убеждавали все повече и повече, че отделното изследване на явленията и процесите в природата от позицията на отделните научни дисциплини се оказва неадекватно. Следователно, в края на XIX - XX век. идеите за холистичен или холистичен подход към изучаването на природата, които в наше време са се оформили в систематичен метод за нейното изучаване, все повече проникват в науката.
Резултатите от този подход незабавно повлияха на изследването на общите проблеми на влиянието на биотични или живи фактори върху абиотични или физически условия. Така се оказа например, че съставът на морската вода се определя в голяма степен от активността на морските организми. Растенията, живеещи на пясъчна почва, значително променят нейната структура. Живите организми дори контролират състава на нашата атмосфера. Броят на такива примери е лесен за увеличаване и всички те показват наличието на обратна връзка между живата и неживата природа, в резултат на което живата материя значително променя лицето на нашата Земя. По този начин биосферата не може да се разглежда изолирано от неживата природа, от която тя, от една страна, зависи, а от друга страна, самата тя я засяга. Следователно натуралистите се сблъскват със задачата да изследват конкретно как и доколко живата материя влияе върху физикохимичните и геоложки процеси, протичащи на повърхността на Земята и в земната кора. Само такъв подход може да даде ясно и задълбочено разбиране на концепцията за биосферата. Такава задача си е поставил изключителният руски учен Владимир Иванович Вернадски (1863 - 1945).