Взаимосвязь между земной корой и живыми организмами: понимаем важность литосферы и биосферы

Связь биосферы с другими оболочками Земли

Все составляющие части биосферы находятся в тесной взаимосвязи с другими оболочками Земли. Это проявление можно увидеть в биологическом круговороте, когда животные и люди выделяют углекислый газ, он поглощается растениями, которые во время фотосинтеза выделяют кислород. Таким образом, эти два газа постоянно регулируются в атмосфере благодаря взаимосвязям различных сфер.

Одним из примеров является почва – результат взаимодействия биосферы с другими оболочками. В этом процессе принимают участие живые существа (насекомые, грызуны, пресмыкающиеся, микроорганизмы), растения, вода (подземные воды, атмосферные осадки, водоемы), воздушная масса (ветер), почвообразующие породы, солнечная энергия, климат. Все эти компоненты медленно взаимодействуют между собой, что способствует образованию почвы в среднем со скоростью 2 миллиметра в год.

Когда компоненты биосферы взаимодействуют с живыми оболочками, образуются горные породы. В результате влияния живых существ на литосферу образовываются залежи каменного угля, мел, торф и известняки. В ходе взаимовлияния живых существ, гидросферы, солей и минералов, определенной температуры образуются кораллы, а из них, в свою очередь, появляются коралловые рифы и острова. Также это позволяет регулировать солевой состав вод Мирового океана.

Различные виды рельефа являются прямым результатом связи биосферы с другими оболочками земли: атмосферой, гидросферой и литосферой. На ту или иную форму рельефа влияет водный режим местности и осадки, характер воздушных масс, солнечное излучение, температура воздуха, какие виды флоры здесь произрастают, какие животные населяют эту территорию.

Слои биосферы

Стоит отметить, что все оболочки биосферы находятся в постоянном взаимодействии, поэтому порой бывает трудно выделить границы того или иного слоя. Одной из важнейших оболочек является аэросфера. Она достигает уровня примерно 22 км над землей, где еще есть живые существа. В целом это воздушное пространство, где обитают все живые организмы. В составе этой оболочки есть влага, энергия Солнца и атмосферные газы:

Численность атмосферных газов и их состав зависит от влияния живых существ.

Геосфера – это составляющая часть биосферы, к ней относится совокупность живых существ, которые населяют земную твердь. Эта сфера включает литосферу, мир флоры и фауны, грунтовые воды и газовую оболочку земли.

Значительным слоем биосферы является гидросфера, то есть все водоемы без подземных вод. В эту оболочку входит Мировой океан, поверхностные воды, атмосферная влага и ледники. Вся водная сфера населена живыми существами – от микроорганизмов до водорослей, рыб и животных.

Если детальнее говорить о твердой оболочке Земли, то она состоит из почвы, горных пород и минералов. В зависимости от среды расположения, бывают различные типы грунта, которые отличаются по химическому и органическому составу, зависят от факторов окружающей среды (растительности, водоемов, животного мира, антропогенного влияния). Литосфера состоит из огромного количества минералов и пород, которые в неодинаковом количестве представлены на земле. В данный момент открыто более 6 тысяч минералов, но лишь 100-150 видов больше всего распространены по планете:

• кварц;
• полевой шпат;
• оливин;
• апатиты;
• гипс;
• карналлит;
• кальцит;
• фосфориты;
• сильвинит и др.

В зависимости от количества горных пород и их хозяйственного использования, некоторые из них являются ценными, особенно топливные ископаемые, руды металлов и драгоценные камни.

Что касается мира флоры и фауны – то это оболочка, которая включает в себя по различным источникам от 7 до 10 миллионов видов. Предположительно около 2,2 млн. видов обитает в водах Мирового океана, а около 6,5 млн. – на суше. Представителей животного мира на планете обитает приблизительно 7,8 млн., а растений – около 1 млн. Из всех известных видов живых существ описано не более 15%, поэтому человечеству потребуются сотни лет, чтобы исследовать и описать все существующие виды на планете.

Разрушение биосферы и его негативные последствия

Биосфера играет важную роль в поддержании экологического баланса на Земле. Однако, в результате деятельности человека, биосфера подвергается разрушению, что имеет негативные последствия для атмосферы, литосферы и гидросферы.

Возникновение потери биоразнообразия Одним из главных последствий разрушения биосферы является потеря биоразнообразия. Загрязнение, вырубка лесов, разграбление природных ресурсов и другие формы антропогенного воздействия приводят к исчезновению различных видов животных и растений. Потеря биоразнообразия приводит к нарушению экосистем, что может вызывать цепную реакцию на все остальные компоненты биосферы.	Ухудшение качества воздуха Разрушение биосферы приводит к высвобождению больших объемов загрязняющих веществ в атмосферу. Вырубка лесов и сжигание растительного материала ведет к повышению содержания углекислого газа в воздухе. Загрязнение атмосферы приводит к изменению климата, а также увеличению числа аллергических заболеваний и респираторных проблем у людей.
Деградация почв Разрушение биосферы приводит к деградации почв. Вырубка лесов и неправильное использование сельскохозяйственных угодий приводят к эрозии почвы и утрате ее плодородия. Данный процесс влияет на качество пищевых ресурсов и способствует ухудшению условий для сельского хозяйства.	Загрязнение водных ресурсов Деятельность человека, такая как неадекватное использование химических удобрений и пестицидов, промышленные выбросы и незаконные сбросы отходов, приводит к загрязнению водных ресурсов. Загрязнение воды не только угрожает жизни и здоровью многих видов растений и животных, но также оказывает влияние на здоровье и качество жизни людей, которые пользуются этими водными ресурсами.
Антропогенные катастрофы Разрушение биосферы также может привести к возникновению антропогенных катастроф. Нарушение экологического равновесия может способствовать возникновению стихийных бедствий, таких как наводнения, засухи, лесные пожары и другие природные катастрофы. Возникновение катастроф имеет серьезные последствия для окружающей среды и человека.	Угроза для человеческого здоровья Все вышеперечисленные последствия разрушения биосферы оказывают прямое и косвенное влияние на здоровье человека. Изменение климата, загрязнение воздуха и воды, потеря биоразнообразия и деградация почв – все эти факторы способствуют появлению заболеваний у людей, а также снижению их общего качества жизни.

Чтобы предотвратить разрушение биосферы и минимизировать его негативные последствия, необходимо принять соответствующие меры по охране окружающей среды и устойчивому развитию, сохранению биоразнообразия и привлечению человеческого внимания к этой проблеме.

Биосфера – живая оболочка Земли

Биосфера состоит из частей Земли, где существует жизнь. Она простирается от самых глубоких корневых систем деревьев, до глубоководных океанических желобов, от пышных тропических лесов до высоких горных вершин.

Поскольку жизнь существует на суше, в воздухе и в воде, биосфера перекрывает все эти сферы. Хотя биосфера имеет высоту около 20 километров, почти вся жизнь сосредоточена примерно от 500 м ниже поверхности океана до 6 км над уровнем моря.

Биосфера существует около 3,5 миллиардов лет. Самые ранние жизненные формы биосферы, называемые прокариотами, выживали без кислорода. Древние прокариоты включали одноклеточные организмы, такие как бактерии и археи.

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.

Связь биосферы с другими оболочками Земли

Биосфера тесно связана с геосферами: гидросферой, атмосферой и литосферой.

Литосфера — это твердая оболочка, в ее составе земная кора и часть мантии.

Гидросфера — это вода, снег, льды.

Атмосфера — это воздушная оболочка планеты, в ее составе азот, кислород, двуокись углерода.

Все три оболочки взаимодействуют между собой. Вместе они образуют целостную систему. Вода находится в атмосфере в виде пара и облаков. От рельефа местности зависит скорость движения рек. От ветра зависит рельеф местности.

Взаимодействие с литосферой происходит в земной коре, в ее верхней части. Здесь накапливаются остатки растений, животных. В верхних слоях почвы живут микроорганизмы: бактерии, водоросли. Благодаря им происходят биохимические процессы, в результате которых остатки перерабатываются естественным образом. Растения получают из почвы питание, затем удобряют ее своими остатками.

Взаимодействие с гидросферой очень тесное. Без воды невозможно существование живых организмов. Наглядно это видно на составе воды океанов, степени ее солености, которая поддерживается биосферой, так как соль используют организмы, обитающие в океанах.

Взаимодействие с атмосферой проявляется в процессе фотосинтеза, выделения кислорода. Растения обогащают воздух кислородом, поглощая углекислый газ.

Живые организмы создали на планете оболочку, которая связывает воедино всю систему. Они живут и взаимодействуют в этом пространстве.

Сочинение

Литосфера состоит из коры, которая может достигать глубины от одного метра до 100 километров. В этом слое элементы, составляющие его, в основном представляют собой каменные или базальтовые породы большой толщины и очень жесткие.

Так называемая континентальная литосфера в основном состоит из кислых минералов, таких как гранит или магматические породы, которые образуют кварц и полевой шпат.

Этот слой плотных горных пород в основном состоит из железа, кремния, кальция, калия, фосфора, титана, магния и водорода. В меньшем количестве присутствуют углерод, цирконий, сера, хлор, барий, фтор, никель и стронций.

В свою очередь кора океанической литосферы относится к мафическому типу; то есть на основе силикатного минерала, богатого железом, пироксеном, магнием и оливином. Эти породы также состоят из базальта и габбро.

В верхней мантии преобладает силикат железа и магния, а в нижней — смесь оксидов магния, железа и кремния. Породы получают как в твердом, так и в полурасплавленном состоянии, что обусловлено изменениями температуры, которые могут происходить в определенных областях.

Ядро литосферы является самым глубоким слоем и в основном состоит из железа и никеля. Есть верхнее и нижнее ядро; в последнем температура достигает более 3000 ° C.

Функции живого вещества в биосфере

Остановимся подробнее на функциях живого вещества в биосфере:

1. Энергетическая функция выражается в улавливании живым веществом энергии, а также передача ее внутри пищевой цепи.Примером этой функции живого вещества в биосфере может служить фотосинтетическая деятельность растений. Результатом является первичная продукция, составляющая 98%, которая потребляется животными.

2. Осуществление предыдущей функции живого вещества сопровождается трансформацией газов. В процессе деятельности организмов происходит выделение и поглощение кислорода, углекислого газа и некоторых других соединений. Благодаря газовой функции живого вещества сформировался современный состав атмосферы, сильно отличающийся от добиосферного периода.
3. Концентрационная функция проявляется в извлечении и избирательном накоплении организмами химических элементов окружающей среды. Примером этой функции живого вещества в биосфере могут служить накопления соединений кальция в раковинах моллюсков, минеральных включений в тканях растений, кремнезема в панцирях диатомовых одноклеточных существ.

Раковины моллюсков Источник

В результате трансформации органических веществ произошло накопление залежей полезных ископаемых. К примеру, известняк, торф, каменный уголь представляют собой концентрацию различных соединений в телах отмерших организмов. Доказательством этому служат находки окаменелостей в осадочных породах.

Окаменелости в известняке Источник

4. Окислительно-восстановительная функция тесно связана с биологическим круговоротом веществ. Многие вещества в природе крайне устойчивы и не подвергаются окислению при обычных условиях.Например, молекулярный азот – один из важнейших биогенных элементов. Усваивается он живыми организмами в виде различных соединений. В клетках расщепление соединений происходит очень быстро под влиянием ферментов, и молекулярный азот используется для процессов жизнедеятельности. В природе же образование свободного азота происходит очень медленно.

Если бы живые организмы не могли осуществлять данные процессы, то они ощутили бы нехватку многих элементов.

5. Одной из важнейших функций является средообразующая. Деятельность живых существ преобразует среду обитания. Живое вещество в биосфере способствовало формированию современного состава атмосферы, благодаря организмам создается почва и поддерживается ее плодородие.

Растительный покров определяет водный баланс, распределение влаги и климатические особенности территории. Благодаря трансформации веществ и энергии происходит поддержание на постоянном уровне основных параметров окружающей среды, например, содержание газов в атмосфере.

6. Деструкционная функция обусловливает процессы разложения организмов после их смерти. Редуценты разрушают отмершее органическое вещество до минеральных соединений. Далее эти вещества вновь включаются в биологический круговорот.

Выполняя все эти функции, живые организмы являются важной составной частью в биологическом круговороте веществ

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.

Значение биосферы

Биосферу изучали разные ученые во все исторические эпохи. Этой оболочке много внимания уделял В.И. Вернадский. Он считал, что биосфера определяется границами, в которых обитает живое вещество. Стоит отметить, что все ее компоненты связаны между собой, и изменения в одной сфере приведет к изменениям во всех оболочках. Биосфера играет важнейшую роль в распределении энергетических потоков планеты.

Таким образом, биосфера – это жизненное пространство людей, животных и растений. В ней содержатся важнейшие вещества и природные ресурсы, такие как вода, кислород, земля и другие. На нее значительное влияние оказывают люди. В биосфере происходит круговорот элементов природе, кипит жизнь и осуществляются важнейшие процессы.

Шаблон:ЯкорьСлои биосферы[3][]

Весь слой воздействия жизни на неживую природу называется мегабиосферой, а вместе с артебиосферой — пространством человекообразной экспансии в околоземном пространстве — панбиосферой.

Аэробиосфера

Субстратом для жизни в атмосфере микроорганизмов (аэробионтов) служат водные капельки — атмосферная влага, источником энергии — солнечная энергия и аэрозоли. Примерно от верхушек деревьев до высоты наиболее частого расположения кучевых облаков простирается тропобиосфера (с тропобионтами; это пространство — более тонкий слой, чем тропосфера). Выше ростирается слой крайне разреженной микробиоты — альтобиосфера (с альтобионтами). Выше простирается пространство, куда организмы проникают случайно и не часто и не размножаются — парабиосфера. Выше расположена апобиосфера.

Геобиосфера

Геобиосферу населяют геобионты, субстратом, а отчасти и средой жизни для которых служит земная твердь. Геобиосфера состоит из области жизни на поверхности суши — террабиосфера (с террабионтами), разделяемую на фитосферу (от поверхности земли до верхушек деревьев) и педосферу (почвы и подпочвы; иногда сюда включают всю кору выветривания) и жизнь в глубинах Земли — литобиосфера (с литобионтами, живущими в порах горных пород, главным образом в подземных водах). На больших высотах в горах, где уже невозможна жизнь высших растений, расположена высотная часть террабиосферы — эоловая зона (с эолобионтами). Литобиосфера распадается на слой, где возможна жизнь аэробов — гипотеррабиосфера и слой, где возможно лишь обитание анаэробов — теллуробиосфера. Жизнь в неактивной форме может проникать глубже — в гипобиосферу. Метабиосфера — все биогенные и биокосные породы. Глубже расположена абиосфера.

В глубинах литосферы есть 2 теоретических уровня распространения жизни — изотерма 100 °C, ниже которой вода при нормальном атмосферном давлении вода кипит, и изотерма 460 °C, где при любом давлении вода превращается в пар, т. е. в жидком состоянии быть не может.

Гидробиосфера

Гидробиосфера — весь глобальный слой воды (без подземных вод), населённый гидробионтами — распадается на слой континентальных вод — аквабиосфера (с аквабионтами) и область морей и океанов — маринобиосфера (с маринобионтами). Выделяют 3 слоя — относительно ярко освещённую фотосферу, всегда очень сумеречную дисфотосферу (до 1 % солнечной инсоляции) и слой абсолютной темноты — афотосфера.

Между верхней границей гипобиосферы и нижней парабиосферы лежит собственно биосфера — эубиосфера.

Что такое литосфера биосфера: различия и взаимосвязи

В свою очередь, биосфера — это тонкий слой Земли, в котором сосуществуют живые организмы, включая растения, животных и микроорганизмы. Биосфера простирается от верхних слоев атмосферы до глубин океанов. Она представляет собой сложную систему взаимодействия и зависимости между живыми существами и их окружением.

Основное различие между литосферой и биосферой заключается в их составе и функциях. Литосфера состоит из минералов и горных пород, в то время как биосфера состоит из живых организмов. Литосфера обеспечивает основу и физическую среду для живых организмов. Биосфера, в свою очередь, поддерживает жизнь и развитие на Земле путем проведения фотосинтеза, питания и круговорота веществ.

Таким образом, литосфера и биосфера являются взаимосвязанными и взаимозависимыми компонентами экосистемы планеты. Литосфера обеспечивает физическую среду и ресурсы для биосферы, а биосфера поддерживает и связывает все живые организмы на Земле. Понимание различий и взаимосвязей между этими понятиями помогает нам лучше понять и защищать нашу планету и ее живые системы.

Перед полуночью

Давайте отодвинемся назад. Если представить всю историю Земли в виде циферблата, то люди появляются в районе половины пятого, а смерть всех высших организмов наступает, самое позднее, в 5:35, причем люди не смогут жить на разогретой планете уже задолго до этого. Вся история растений и животных — это яркие, но сравнительно недолгие два часа, и мы, Homo sapiens, живем почти в середине этой эпохи, самой интересной в истории Земли.

Как уже упоминалось, Земля — сложная система, и ее трудно смоделировать без упрощений. Конкретные сроки для указанных этапов гибели биосферы в разных работах достаточно сильно варьируются в зависимости от принятых авторами моделей коры, атмосферы, биосферы и цикла углерода в них. Самая интересная возможность, которую допускают используемые учеными модели, заключается в резком замедлении фиксации углерода из атмосферы уже после гибели высших растений, которые играют в этом процессе огромную роль. В условиях продолжающейся дегазации вулканов содержание СО₂ в атмосфере может резко повыситься, и фотосинтез вновь будет возможен. Эволюция опять сможет, пусть на мгновение, породить сложные организмы, на иной основе, со странными адаптациями, вроде органов, защищающих от жесткого излучения, а быть может, и использующих его (представьте себе, например, «черепаху» с металлическим и при этом фотосинтезирующим панцирем!).

Важным моментом также является влияние Луны. Как известно, она медленно удаляется от Земли. Примерно через 1 млрд лет от н. м., когда расстояние между ними превысит 67 земных радиусов, Луна перестанет регулировать угол наклона земной оси. Земля войдет в режим, когда для нее не будут странными колебания в пределах угла наклона от 20 до 60 и даже до 90 градусов. Высшим организмам это не поможет, а, скорее, добьет постоянно меняющимся климатом. Но пещеры в определенных регионах смогут охлаждаться до температур, которые, возможно, продлят в них существование «поверхностных» водоемов (и микробной жизни) до 2,8 млрд лет от н. м. Конечно, это лишь отложит печальный финал, по существу не повлияв на него.

Но, как это ни фантастично звучит, на него можем повлиять мы. Человечество уже занимается геоинженерией, хотя в этом мы пока похожи на ребенка, беззаботно играющего с газовой плитой. В будущем наши технические возможности могут возрасти многократно. Вдруг мы сможем, к примеру, запустить гигантское зеркало в точку Лагранжа между Землей и Солнцем, которое будет отражать лишнюю светимость? А пока это зеркало дает нам отсрочку, переселить земные организмы и нас самих на Марс — а затем и дальше, и еще дальше, позволив нашей биосфере не только избежать «неминуемого» космического конца, но и колонизировать Вселенную. Более высокое предназначение трудно себе вообразить. Давайте постараемся.

Каково значение атмосферы для земли

Атмосфера имеет большое значение как и для Земли (планеты) так и для всех живых организмов населяющих ее. Можно поделить на прямое и косвенное влияние атмосферы. К основным относят:

• Атмосферы защищает от метеоритов которые летят прямиком на Землю. Многие сгорают в верхних слоях атмосферы так и не долетая до Земли
• Озоновый экран защищает всех живых организмов от переизбытка ультрафиолетовых излучений, большая доза которого очень губительна для живого организма
• В атмосфере содержится кислород, который нужен для существования живых организмов
• Атмосфера — газовая оболочка Земли, которая не дает сильно нагреваться Земле днем, и сильно охлаждаться ночью. Также на это влияет времена года

Опишем косвенное значение выходящее из основного. Кислород

нужен всем живых организмам. Среднестатистический человек не может продержаться без воздуха больше 1 минуты. Без длительного насыщения кислородом организма начнут отмирать клетки.

Баланс температуры на планете Земля реализуется с помощью атмосферы. Нижний слой атмосферы нагревается от поверхностей земли и воды тем самым охлаждая их. При нагревании воды солнечными лучами, возникает водяная пара которая при нагревании расширяется и поднимается в верх, тем самым образуя облака. Также вся атмосфера создает определенное атмосферное давление на каждую поверхность. Благодаря этому в процессе эволюции в живых организмах образовалось внутреннее давление.

Атмосфера создает климат, который на разных территориях разный из-за разного воздействия солнечными лучами и ветрами, а также поверхностями. Одним из сильных климатических явищ можно назвать многолетняя мерзлота.

Однако с прогрессом человечества, мы все больше влияем напрямую на состав атмосферы. Человеческая деятельность загрязняет атмосферу, тем самым влияя на весь климат Земли. Такое явление дает следствие глобальному потеплению.

Можно сделать вывод, что значение атмосферы можно сказать приуменьшено. Человечество еще не понимает, как сильно оно зависит от сбалансированной атмосферы. Мы загрязняем ее не задумываясь о последствиях. А они могут быть печальными. Глобальное потепление — одно из звеней цепи, которое повергнет планету в шок.

• Размер атмосферы Земли
• Строение и состав атмосферы — кислород, углекислый газ, азот
• Магматические, метаморфические и осадочные горные породы
• озера — бессточные, сточные, пресные
• экологические последствия биологического и природного загрязнение гидросферы
• Роль гидросферы в жизни земли и человека
• Как и почему меняются времена года
• Внутреннее строение слоев Земли — кора, мантия, ядро