Экология

Значение биосферы в природе

Значение биосферы как глобальной экосистемы планеты трудно переоценить. Исходя из функций оболочки всего живого, можно осознать ее значимость:

• Энергетическая. Растения являются посредниками между Солнцем и Землей, и, получая энергию, часть ее распространяется между всеми элементами биосферы, а часть используется для образования биогенного вещества.
• Газовая. Регулирует количество разных газов в биосфере, их распределение, превращение и миграцию.
• Концентрационная. Все существа выборочно извлекают биогенные компоненты, поэтому они могут быть как полезными, так и опасными.
• Деструктивная. Это разрушение минералов и горных пород, органических веществ, что способствует новому обороту элементов в природе, в ходе чего появляются новые живые и неживые вещества.
• Средообразующая. Влияет на условия окружающей среды, состав атмосферных газов, пород осадочного происхождения и земельного слоя, качество водной среды, а также на баланс веществ на планете.

Долгое время роль биосферы была недооцененной, так как в сравнении с иными сферами масса живого вещества на планете очень мала. Несмотря на это, живые существа являются могучей силой природы, без которой были бы невозможны многие процессы, а также сама жизнь. В процессе деятельности живых существ, их взаимосвязей между собой, влияния на неживую материю, формируется сам мир природы и облик планеты.

Гидросфера — водная оболочка Земли

Гидросфера — водная оболочка, включающая всю воду на нашей планете. К ней относится вода, которая находится на поверхности планеты, под землей и в воздухе. Гидросфера планеты может быть жидкостью, паром или льдом.

На Земле жидкая вода существует на поверхности в виде океанов, озер и рек. Под землей она встречается в колодцах и водоносных горизонтах, а также как грунтовые воды. Водяной пар наиболее заметен в виде облаков и тумана.

Замерзшая часть гидросферы Земли состоит из льда: ледников, ледяных вершин и айсбергов, и имеет свое название — криосфера.

Вода проходит через гидросферу благодаря циклическому перемещению. Она накапливается в облаках, затем падает на Землю в виде дождя или снега. Эта вода собирается в реках, озерах и океанах. Затем она испаряется в атмосферу, чтобы снова начать цикл. Этот процесс называется гидрологическим циклом.

По оценкам ученых, на нашей планете есть более 1386 млн. км³ воды.

Презентация на тему: » Биосфе́ра совокупность частей земной оболочки (лито-, гидро- и атмосфера), которая заселена живыми организмами, находится под их воздействием и занята.» — Транскрипт:

2

Биосфе́ра совокупность частей земной оболочки (лито-, гидро- и атмосфера), которая заселена живыми организмами, находится под их воздействием и занята продуктами их жизнедеятельности. Термин «биосфера» был предложен австрийским геологом Эдуардом Зюссом в 1875 году. Большой вклад в развитие учения о биосфере внёс Вернадский.

3

Состав биосферы Живое вещество Биогенное вещество Косное вещество Биокосное вещество Вещество, находящееся в радиоактивном распаде. Вещество космического происхождения

4

История биосферы Жизнь на Земле зародилась ещё в архее примерно 3,5 млрд лет назад. Такой возраст имеют найденные палеонтологами древнейшие органические остатки. Возраст Земли как самостоятельной планеты Солнечной системы оценивается в 4,5 млрд лет. Таким образом, можно считать, что жизнь зародилась ещё в юношескую стадию жизни планеты. В архее появляются первые эукариоты — одноклеточные водоросли и простейшие. Начался процесс почвообразования на суше. В конце архея появился половой процесс и многоклеточность у животных организмов.Жизньархеепалеонтологами

6

Биосфера, ее биохимическая деятельность обеспечивает планетарное равновесие на Земле — равновесное состояние газов, состава природных вод, круговорот вещества. Образование живого вещества и аккумуляция им энергии сопровождается одновременно и диаметрально противоположными процессами — распадом органических соединений и превращением их в простые минеральные соединения — СО2, воду, аммиак (NH4) с освобождением энергии; в этом и состоит сущность биологического круговорота вещества.

7

В учении о биосфере выделяют следующие основные подходы: энергетический (связь биосферных явлений с космическим излучением (прежде всего, излучением Солнца) и радиоактивными процессами в недрах Земли); биогеохимический (роль живого в распределении атомов в биосфере); информационный (принципы организации и управления в живой природе); пространственно-временной (формирование и эволюция различных структур биосферы); ноосферный (глобальные аспекты воздействия человека на окружающую среду).

8

Живое вещество Вся совокупность тел живых организмов, населяющих Землю, физико- химически едина, вне зависимости от их систематической принадлежности

9

Живая масса биосферы в пересчете на сухое вещество составляет около 1015 т. В целом на растения приходится 99% биомассы, а на животных и микроорганизмы — всего 1%. Таким образом, живая масса биосферы планеты преимущественно растительная.

10

Биогенное вещество вещество создаваемое и перерабатываемое жизнью (каменный уголь, битумы, известняк, нефть и т. д.)

11

Косное вещество в образовании которого жизнь не участвует; твердое, жидкое и газообразное.

12

Биокосное вещество которое создается одновременно живыми организмами и косными процессами, представляя динамически равновесные системы тех и других. Таковы почва, кора выветривания и т. д. Организмы в них играют ведущую роль.

13

Самостоятельная работа Составить презентацию о круговоротах: — углерода — азота -фосфора и серы -кислорода

Регуляция уровня грунтовых вод биосферой

Грунтовая вода является одним из ключевых компонентов гидросферы Земли и оказывает значительное влияние на биосферу. Биосфера, в свою очередь, играет важную роль в регуляции уровня грунтовых вод и поддержании их стабильности.

Одним из важных процессов, регулируемых биосферой, является испарение влаги с поверхности почвы и растений. Растения через свои листья испаряют влагу в атмосферу, создавая так называемый транспирационный поток. Этот процесс способствует снижению уровня грунтовых вод, особенно в периоды повышенной активности растений, таких как летне-осенний период.

С другой стороны, биосфера также способна влиять на уровень грунтовых вод через процесс инфильтрации. Корни растений служат своеобразным фильтром, позволяющим взять из почвы только необходимое количество влаги и оставить остальное для регуляции уровня грунтовых вод. В результате этого процесса происходит ограничение вертикального движения воды в почве и поглощение избыточной влаги, которая могла бы увеличить уровень грунтовых вод.

Разнообразие растительного покрова также оказывает влияние на уровень грунтовых вод и их распределение. Лесные массивы имеют способность удерживать большое количество влаги в почве благодаря множеству растений и слоев падающих листьев. Это позволяет снижать уровень грунтовых вод и уменьшать риск возникновения затоплений.

Таким образом, биосфера играет важную роль в регулировании уровня грунтовых вод. Растения через процесс транспирации и инфильтрации способствуют снижению уровня грунтовых вод и их стабилизации. Благодаря разнообразию растительного покрова, биосфера также способствует распределению и удержанию влаги, предотвращая возможные негативные последствия для окружающей среды и живых организмов.

Состав и структурное строение биосферы

Биосферу представляют многокомпонентной сложной системой. Она включает несколько отдельных элементов.

Биосфера состоит из:

1. Живого вещества.

Живое вещество определяют совокупностью живых организмов, которые населяют планету. Масса вещества составляет тонн сухого веса. Эта часть занимает менее одной миллионной части всей биосферы. При этом активно участвует в биогеохимических циклах, а также преобразует неживое вещество планеты.

В. И. Вернадский показал, что деятельность живых организмов является важным фактором геологических изменений на планете.

Функции живого вещества:

• энергетическая — организмы получают и преобразуют энергию;
• газовая — деятельность организмов обеспечивает постоянный газовый состав атмосферы:
• растения в процессе фотосинтеза поглощают углекислый газ, а выделяют кислород;
• животные поглощают кислород, а выделяют углекислый газ;
• бактерии выделяют газы, которые получают окислением сероводорода и азота;
• концентрационная — способность организмов разных животных накапливать в своих телах определенные химические элементы (например, кальций и углерод);
• окислительно-восстановительная — на превращении вещества и энергии в процессе жизнедеятельности. Так получаются соли, разнообразные органические и неорганические соединения. На них основан метаболизм живого существа;

• образования среды — происходит трансформация химических и физических характеристик среды обитания организмов;
• деструктивная — разрушение останков и высвобождение энергии, накопленной в связях химических соединений.

1. Биогенного вещества.

Биогенные вещества представляют собой осадочные породы, состоящие из продуктов жизнедеятельности живых организмов или представляют собой их остатки.

Остатками выступают известняки, ракушечные породы, сланцы, ископаемые угли, природный газ, торф и так далее.

1. Косного вещества.

Косное вещество образуется без участия живых организмов: базальт, песок, гранит. Часто относят к косному веществу горные породы магматического происхождения, образовавшиеся в результате извержения вулканов.

1. Биокосного вещества.

Биокосное вещество образуют живые организмы и косные процессы.

Три группы организмов, которые обеспечивают биотический круговорот:

1. Продуценты.

К продуцентам относят такие организмы, которые создают первичное органическое вещество.

Хемосинтезом называют способ автотрофного питания. Источник энергии для синтеза органических веществ — окисление неорганических соединений.

1. Консументы.

Консументами называют организмы, которые потребляют органическое вещество.

1. Редуценты.

К редуцентам относят организмы, которые разлагают мертвое органическое вещество до минерального.

Как биосфера связана с другими оболочками планеты

Биосфера включает в себя части:

• атмосферы;
• гидросферы;
• литосферы.

Часть биосферы между верхней границей гипобиосферы и нижней парабиосферы, где в настоящее время встречают живые организмы, называют эубиосферой.

Гипобиосфера — неблагоприятный слой для жизни в литосфере. Туда живые организмы попадают случайно, временно существуют и не могут размножаться.

Парабиосфера — верхний аналог гипобиосферы между 6-7 и 60-80 км над поверхностью Земли. Организмы не в состоянии нормально жить и размножаться.

Верхняя граница биосферы находится в атмосфере. Ее протяженность составляет от 15 до 20 км. Эту часть определяют озоновым слоем, где задерживаются коротковолновое ультрафиолетовое излучение.

«Середина» биосферы — граница между атмосферой и литосферой — находится в гидросфере и составляет 10-11 километров — Марианская впадина. Границу определяют дном Мирового океана с донными отложениями.

Нижняя граница биосферы находится в литосфере, и ее протяженность составляет от 3,5 до 7,5 км. Показатель — температура перехода воды в пар и температура денатурации белков.

Но живые организмы распространены вглубь только на несколько метров в почве и несколько сотен метров в подземных пещерах.

Атмосфера – воздушная оболочка Земли

Основные компоненты атмосферы – кислород (около 21%), азот (около 78%) и аргон (около 0,9%). В ней также присутствуют различные следовые газы, водяные пары и аэрозоли. Атмосфера состоит из нескольких слоев: тропосферы, стратосферы, мезосферы, термосферы и экзосферы. Каждый слой имеет свои особенности и функции.

Тропосфера – самый нижний слой атмосферы, где происходят все погодные явления и осаждается большая часть атмосферных осадков. Затем следует стратосфера, в которой находится озоновый слой, защищающий нас от вредного ультрафиолетового излучения. Мезосфера расположена выше стратосферы и характеризуется очень низкими температурами.

Термосфера находится еще выше мезосферы и отличается очень высокими температурами, несмотря на то, что в ней почти нет молекул газов. Экзосфера является самым верхним слоем атмосферы и переходит в космос.

Атмосфера играет ключевую роль в поддержании жизни на Земле. Она обеспечивает сохранение уровня кислорода, необходимого для дыхания живых организмов, а также выполняет протекторную функцию, поглощая и рассеивая вредные солнечные лучи. Благодаря атмосфере на Земле создаются различные климатические условия, атмосферное давление и циркуляция газов обеспечивают метеорологические явления, такие как ветер, дождь и снег.

Вывод: атмосфера – это воздушная оболочка Земли, которая состоит из нескольких слоев и играет ключевую роль в поддержании жизни на планете. Мы должны беречь атмосферу и бороться с загрязнением, чтобы сохранить ее чистоту и благоприятные условия для всех живых организмов.

Учение о биосфере

Понятие «биосфера» как планетарное явление ввёл в науку французский натуралист Ж. Ламарк в начале XIX столетия. Он первым представил биосферу как поверхностную оболочку Земли.

Современное представление о биосфере обобщил и сформулировал академик В. Вернадский в книгах «Живое вещество» (1922 г.) и «Биосфера» (1926 г.). Благодаря его трудам учение о биосфере сформировалось как новое научное направление.

Учёный считал, что в земной коре энергия космического излучения трансформируется в иные виды энергии – электрическую, механическую, химическую, тепловую и т.п. До этого считалось, что биология и геология – науки совершенно разные и практически не имеют точек соприкосновения.

Вернадский же показал, что жизнь – это явление планетарное, а живое вещество и геологические объекты взаимосвязаны.

Суть учения Вернадского состоит в признании главенствующей роли живых организмов в преобразовании земной оболочки, поскольку они в первую очередь влияют на формирование облика планеты.

В результате их жизнедеятельности происходит последовательное изменение почвенного покрова литосферы, концентрации солей в гидросфере, химического состава атмосферы и иные процессы, определяющие бесконечное многообразие окружающего нас мира.

Загрязнение атмосферы Земли

Взаимодействие литосферы, биосферы и атмосферы напрямую влияют на их структуру. Хозяйственная деятельность человечества по своим масштабам, конечно, не сравнима с деятельностью вулканов на протопланете. Однако и мы свою лепту вносим, добывая природные ископаемые и активно занимаясь промышленностью, неорганическим сельским хозяйством.

Экологи часто трубят тревогу по поводу изменения нашей воздушной оболочки. Людская деятельность и атмосфера влияют друг на друга. Например, если на Земле вырубить все леса и уничтожить биологические формы жизни, вырабатывающие и поглощающие газы, то и состав атмосферы кардинально изменится. Если воздух будет непригодным для дыхания человека, то наступит смерть.

Помимо выброса углекислого газа, пара и ядовитого дыма от сжигания мусора, человечество загрязняет свой воздушный океан обломками космических аппаратов, которые создают скопления мусора. Возможно, мы еще не готовы выходить за пределы Земли. Ведь даже в космосе мы будем устраивать мусорные свалки. Если же учесть, что владельцами материальных ценностей движут не космические открытия, а чисто практическая выгода от освоения космоса, то становится очевидным, что и там люди будут лишь разорять планеты, добывая полезные ископаемые.

Ученые утверждают, что толщина атмосферы уменьшается, а в озоновом слое образуются дыры. Причины этих явлений пока точно не установлены, но гипотез много, и самой популярной является неразумная хозяйственная деятельность человечества. Мы нарушаем естественный баланс природных процессов. Найдем ли мы решение, которое поможет не лишаться благ, которые мы приобрели с техническим прогрессом? Какой мы выберем путь?

Земля – наш дом, а атмосфера – его купол. Из прекрасного небесно-голубого он может превратиться в грязный и непроницаемый для солнечных лучей. Тогда жизнь и природа на планете начнет увядать. Современная фантастика изобилует историями, приведшими к апокалипсису, по причине изменений в земной атмосфере. Во многих из них есть крупицы истины. Поэтому мы должны заботиться о собственной среде обитания и защитной оболочке.

Роль биосферы в поддержании экологического равновесия

Биосфера — это область Земли, где происходят все жизненные процессы. Она представляет собой сложную экосистему, где взаимодействуют живые организмы, их среда обитания и все процессы, связанные с жизнью.

Роль биосферы в поддержании экологического равновесия на нашей планете невозможно переоценить. Биосфера выполняет множество функций, которые важны для сохранения природного баланса и обеспечения жизнедеятельности всех организмов на Земле.

Производство кислорода и поглощение углекислого газа

Важнейшей ролью биосферы является производство кислорода и поглощение углекислого газа в процессе фотосинтеза. Растения, населяющие биосферу, способны преобразовывать углекислый газ и солнечную энергию в органические вещества и кислород. Кислород, выделяемый растениями в процессе дыхания и фотосинтеза, является необходимым для жизни всех живых организмов, в то время как углекислый газ является главным газом, вызывающим парниковый эффект.

Функция поддержания климата

Биосфера также играет важную роль в поддержании климата на Земле. Различные виды растений и животных влияют на влажность, температуру и состав воздуха. Растения, например, уменьшают температуру поверхности посредством испарения воды и создания тени. Животные влияют на распределение семян и опыления растений, а также на процессы разложения органического материала.

Регулирование питания и круговорот веществ

Биосфера выполняет регулирующую функцию в питании и круговороте веществ. Организмы биосферы являются составной частью пищевых цепей и пищевых сетей, контролирующих распределение пищи и уровень популяции различных видов. Кроме того, биосфера активно участвует в круговороте веществ, включая углерод, воду, азот, фосфор и другие важные элементы.

Сохранение биоразнообразия

Одна из важнейших функций биосферы — сохранение биоразнообразия. Биоразнообразие представляет собой разнообразие видов живых организмов и экосистем. Сохранение биоразнообразия позволяет поддерживать устойчивость экосистем, повышает их устойчивость к изменениям и предотвращает появление экологических катастроф.

Значение для человечества

Биосфера играет непосредственную роль в жизни человечества. Она предоставляет людям пищу, воду, лекарства, материалы для строительства и другие ресурсы. Кроме того, биосфера способствует созданию благоприятных условий для обитания и осуществления деятельности человека.

Таким образом, роль биосферы в поддержании экологического равновесия является критически важной для сохранения природы и обеспечения устойчивого развития всей нашей планеты

Вещественный состав биосферы

Состав биосферы можно рассматривать с различных точек зрения. Если говорить о вещественном составе, то в нее входит семь различных частей:

• Живое вещество – совокупность живых существ, населяющих нашу планету. У них элементарный состав, а в сравнении с остальными оболочками они имеют малую массу, питаются солнечной энергией, распределяя ее в среде обитания. Все организмы составляют мощную геохимическую силу, распространившись по земной поверхности неравномерно.
• Биогенное вещество. Это те минерально-органические и чисто органические компоненты, которые были созданы живыми существами, а именно горючие полезные ископаемые.
• Косное вещество. Это неорганические ресурсы, которые образовываются без участи живых существ, сами по себе, то есть кварцевый песок, различные глины, а также водные ресурсы.
• Биокосное вещество, получаемое благодаря взаимодействию живых и косных компонентов. Это почва и породы осадочного происхождения, атмосфера, реки, озера и другие поверхностные акватории.
• Радиоактивные вещества, такие как элементы урана, радия, тория.
• Рассеянные атомы. Они образуются из веществ земного происхождения, когда на них влияет космическое излучение.
• Космическое вещество. На землю попадает тела и вещества, образованные в космическом пространстве. Это могут быть как метеориты, так и осколки с космической пылью

Основные понятия об уровнях неба

В астрономии и метеорологии существуют различные классификации уровней неба. Понятия об уровнях неба позволяют систематизировать его и изучать различные явления и процессы, происходящие в атмосфере и космосе.

Одной из распространенных классификаций уровней неба является деление на земную, атмосферную и космическую среды.

Уровень неба	Описание
Земная среда	Включает поверхность Земли и ее недра. На этом уровне находятся горы, леса, океаны и другие природные объекты.
Атмосферная среда	Область атмосферы Земли, которая простирается над поверхностью. Включает в себя тропосферу — нижний слой атмосферы, стратосферу, мезосферу, термосферу и экзосферу.
Космическая среда	Пространство за пределами атмосферы Земли. Включает в себя Солнечную систему, звезды, планеты, галактики и другие космические объекты.

Каждая из этих сред имеет свои особенности и связана с различными процессами. Например, в атмосферной среде происходит перемешивание воздушных масс, образование облачности и осадков, а в космической среде наблюдаются движение звезд и планет, солнечные вспышки и другие астрономические явления.

Изучение уровней неба является важным для понимания климатических процессов, погодных явлений, астрономии и космической науки в целом.

Водный и биологический круговорот в природе

Водный круговорот — это непрерывное движение воды по земной поверхности, в атмосфере и в глубинах земли. Водный круговорот включает в себя процессы испарения, конденсации, осадков и стока, которые обеспечивают циркуляцию воды.

Биологический круговорот в природе связан с обменом веществ в биосфере. Он представляет собой циклическое движение органических и неорганических веществ в природе, осуществляемое биологическими организмами.

Водный круговорот и биологический круговорот взаимодействуют друг с другом. Растения, осуществляющие процесс фотосинтеза, испаряют воду через свои листья в атмосферу. Это увлажняет воздух и вызывает формирование облачности. Затем вода в виде осадков возвращается на землю, попадает в реки и озёра, и снова поглощается растениями и другими живыми организмами. Благодаря этому происходит постоянное восполнение запасов воды в гидросфере.

Биологический круговорот также играет важную роль в регулировании концентрации веществ в природе. Например, растения поглощают углекислый газ из атмосферы и выделяют кислород при фотосинтезе. Таким образом, они помогают поддерживать баланс газообмена в атмосфере. Кроме того, организмы разлагают органические вещества, возвращая их обратно в неживую природу и обеспечивая разложение отмерших организмов.

Водный и биологический круговороты в природе важны для поддержания жизни на Земле. Они обеспечивают постоянное движение и обновление ресурсов и веществ, необходимых для существования всех живых организмов.