Понятие биосферы: определение, границы, свойства и основные функции

Что собой представляет биосфера, и какие функции биосферы можно выделить?

Понятие биосферы

Для начала пройдемся кратко по биосфере и ее появлении.

Формирование Земли происходило около 5-7 млрд лет назад. Изначально она представляла собой безжизненный объект, который появился из газопылевой туманности. Вещество Земли разогрелось и расплавилось в результате воздействия на него распада радиоактивных элементов. Постепенно остывая, «смесь» разделилась на отдельные оболочки. Так появились:

• литосфера;
• гидросфера;
• атмосфера.

Химический их состав отличался от того, что мы имеем сейчас.

Возникновение жизни на нашей планете приблизительно произошло 3,5 млрд лет назад. Как происходило это возникновение ученые спорят и сегодня. За период с момента возникновения и до сегодня Землю стали населять разнообразные формы и виды живых организмов. Аналогично с указанными выше оболочками, новое образование стали называть биосферой.

Определение биосферы

Прежде чем перейти к свойствам биосферы, функциям и границам биосферы, приведем определение биосферы.

В 1875 году Э. Зюсс первым использовал термин «биосфера». После него В. И. Вернадский сформулировал учение о биосфере как особой части Земли и области, в которой распространяются живые организмы.

Границы биосферы

Вернадский считал, что ближе всего к пониманию биосферы был близок французский ученый Ж.-Б. Ламарк.

Биосфера не создает отдельной сплошной оболочки, чем отличается от других оболочек планеты Земля: литосферы, атмосферы и гидросферы. Под биосферой понимают совокупность всех биогеоценозов Земли, единую экосистему, принадлежащую к высшему порядку.

Неудивительно, что многие считают, что биосфера распространяется почти на всю гидросферу, верхние слои литосферы и нижние слои атмосферы.

Очевидно, что четкие границы определить довольно сложно. К примеру, отдельные группы бактерий можно обнаружить в толще литосферы — на глубине около 4 км. Проникнуть глубже живые организмы не могут: этому мешает высокая температура (свыше 100 градусов по Цельсию) горных пород и подземных вод на большой глубине.

Живые организмы не могут беспрепятственно распространяться: в этом они ограничены озоновым экраном. Именно он является защитой всего живого от воздействия космического излучения, в частности — ультрафиолетовых лучей.

Споры бактерий и грибов были найдены на высоте в 22 км. При этом бактерии, обнаруженные на остатках метеоритов, подтверждают гипотезы ученых о том, что споры отдельных живых организмов на протяжении определенного времени могут выдерживать воздействие открытого космического пространства. По этой причине можно говорить лишь про условные границы биосферы.

Свойства биосферы

Живые организмы в совокупности были названы академиком Вернадским живым веществом. К свойствам этого вещества он причислил:

• химический состав;
• энергию. Энергия живого вещества — это способность любого живого организма размножаться и распространяться. Чтобы осуществлять реакции жизнедеятельности, живые организмы нуждаются в веществе и энергии. По этой причине главное свойство биосферы — непрерывный обмен, происходящий между организмами и окружающей средой, которая поставляет живым организмам необходимые вещества. В саму окружающую среду поступают продукты обмена веществ. Биосфера как целостная система функционирует благодаря этим процессам;
• суммарную биомассу. Продуценты накапливают солнечную световую энергию в процессе жизнедеятельности. После этого они превращают ее в энергию химических связей. Суммарная первичная продукция автотрофов лежит в основе определения суммарной биомассы биосферы в целом.

Основные функции биосферы

В чем заключается главная функция биосферы?

Живое вещество биосферы характеризуется как минимум тремя важными функциями:

1. Газовой. Живые организмы влияют на газовый состав атмосферы, почвы и Мирового океана. В процессе дыхания аэробные организмы поглощают кислород, а выделяют углекислый газ. Растения и некоторые бактерии в процессе фотосинтеза наоборот: поглощают углекислый газ и выделяют кислород;
2. Окислительно-восстановительной. Живые организмы участвуют в окислительно-восстановительных реакциях в воде, воздухе и почве;
3. Концентрационной. Из окружающей среды живые организмы поглощают определенные вещества и со временем накапливают их в себе.

Таким образом, биосфера, ее структура и функции играют важную роль в существовании живых организмов.