Что такое биосфера. ее границы, структура и функции

Влияние кислородного баланса на окружающую среду

Оксиды азота и серы, выбрасываемые при промышленной деятельности и сгорании топлива, оказывают негативное влияние на кислородный баланс. Они способны разрушать молекулы кислорода и влиять на состав атмосферы. Нарушение кислородного баланса может привести к разрушению озонового слоя, усилению парникового эффекта и изменению климатических условий на планете.

Однако, природа имеет свой способ обновления кислорода в атмосфере. Зеленые растения в процессе фотосинтеза выделяют кислород в атмосферу, поглощая углекислый газ. Леса и океаны также играют важную роль в процессе обновления кислородного баланса. Они выполняют функцию фильтра, улавливая вредные вещества и возвращая чистый кислород в атмосферу.

Зарождение сельского хозяйства

К какому периоду развития человеческого общества относится зарождение сельскохозяйственного производства?

Сельское хозяйство появилось после окончания оледенения в эпоху неолита (нового каменного века). Обычно этот период датируют 8–3 тысячелетиями до н. э. В это время человек одомашнил несколько видов животных (сначала собаку, затем копытных — свинью, овцу, козу, корову, лошадь) и начал возделывать первые культурные растения (пшеницу, ячмень, бобовые).

• Что такое эспрессо кратко

    

• Проект по здоровьесбережению в доу с родителями

    

• Какие признаки характерны для гетеротрофной ассимиляции кратко

    

• Какие существуют виды азимутов 8 класс география кратко

    

• Как ты думаешь почему бог повелел аврааму идти жить в другую землю кратко и четко

Понятие биосферы и ее сущность

Биосфера — оболочка Земли, заселённая живыми организмами, находящаяся под их воздействием и занятая продуктами их жизнедеятельности, а также совокупность её свойств как планеты, где создаются условия для развития биологических систем; глобальная экосистема Земли.

Биосфера отличается от других оболочек планеты тем, что не имеет конкретного ограничения. К примеру, возникновение других непрерывных слоев можно охарактеризовать следующим образом:

1. Литосфера в виде земной и океанической коры идет вначале.
2. Затем наблюдается гидросфера со всеми водными объектами.
3. Далее следует атмосфера, которая является воздушной оболочкой и переходит в космос.

Биосферу сложно представить в виде конкретного слоя из-за равномерного глобального распределения живых организмов по всей поверхности планеты в среде обитания, охватывающей все три стихии. Сущность биосферы можно понять по исследованиям самых древних фактов из истории Земли, однако данная оболочка является наиболее молодой из всех. Зарождение и поддержание жизни на Земле отмечено относительно недавно, около 3,8 миллиардов лет назад, что является несущественным сроком в масштабе возраста и динамического развития всей планеты. Имеется два определения биосферы:

Осторожно! Если преподаватель обнаружит плагиат в работе, не избежать крупных проблем (вплоть до отчисления). Если нет возможности написать самому, закажите тут

1. Биосфера в виде совокупности всей органики на планете. Данная формулировка является основой современного определения оболочки.
2. Согласно В.И. Вернадскому, биосфера является целостностью, неразрывным единством и взаимодействием живой и неживой природы в их широком смысле.

Примечание

Основной характеристикой биосферы является органическая составляющая. В этом заключается ее отличие от строения других оболочек планеты.

Происхождение термина 

Концепция живой оболочки была сформирована в XIX столетии. Краткая характеристика биосферы была дана Жан Батистом Ламарком. В это время еще не появился официальный термин.

Впервые понятие биосферы было введено в 1875 году австрийским палеонтологом и геологом Эдуардом Зюссом. Данное определение используют и в современной науке.

Большое значение в исследовании живой оболочки имеют научные труды советского философа и биогеохимика В.И. Вернадского. Ученый известен, как создатель целостного учения о биосфере, в которой роль мощнейшей силы, непрерывно преобразовывающей планету, играли живые организмы.

Какие функции выполняет

Ключевые функции биосферы:

1. Энергетическая. Данный функционал возложен на растения, которые существуют, благодаря фотосинтезу. Перерабатывая энергию солнца, растительные организмы распределяют ее между другими элементами биосферы, либо накапливают ее в отмершей органике. Таким образом, образуются залежи горючих полезных ископаемых в виде угля, торфа, нефти.
2. Газовая. Живые организмы являются участниками непрерывного газового обмена.
3. Концентрационная. Определенные формы жизни способны выборочно создавать запасы биогенных элементов из внешней среды. В дальнейшем они могут использоваться, как источник этих веществ.
4. Деструктивная. Окружающая среда постоянно подвергается воздействию живых организмов. Ее поверхность разлагается и перерабатывается. Таким образом, происходит формирование косного и биокосного вещества.
5. Средообразующая. Биосфера стабилизирует баланс между благоприятными и неблагоприятными условиями среды, благодаря которым поддерживается полноценная жизнедеятельность организмов.

Кислород и дыхание живых организмов

Кислород играет ключевую роль в дыхании многих живых организмов. Он необходим для осуществления клеточного дыхания – процесса, при котором молекулы органических веществ разлагаются в клетках с образованием энергии.

Живые организмы, как правило, получают кислород из внешней среды. У многих животных для этого существуют особые органы – легкие или жабры, которые позволяют им поглощать кислород из воздуха или воды. У растений кислород поглощается через специальные органы – устьица.

Когда живые организмы дышат, они вдыхают воздух, который содержит около 21% кислорода, а выдыхают воздух, в котором концентрация кислорода ниже – около 16-17%. Это связано с тем, что кислород из воздуха поступает в кровь и транспортируется к клеткам, где он используется в процессе клеточного дыхания. При этом кислород превращается в углекислый газ, который выделяется в окружающую среду при выдохе.

Таким образом, кислород – неотъемлемая часть жизненного процесса дыхания и необходим для поддержания жизни всех многоклеточных организмов на планете Земля.

Кислород: основной составляющий элемент атмосферы

Физические свойства кислорода

Кислород — безцветный, безвкусный газ, который обладает характерным запахом только в высоких концентрациях. При комнатной температуре и давлении, кислород существует в виде двухатомных молекул (O₂).

Роль кислорода в биосфере

Кислород является не только необходимым компонентом атмосферы, но и важной составляющей биосферы. Большая часть кислорода на Земле производится благодаря фотосинтезу зеленых растений и фитопланктона в океанах

В процессе фотосинтеза растения преобразуют углекислый газ и солнечную энергию в глюкозу и кислород.

Роль кислорода для живых организмов

Кислород является ключевым элементом для дыхания и окислительных процессов в клетках. Он играет важную роль в обеспечении энергией организма путем окисления органических веществ. Процесс дыхания заключается в превращении кислорода в воду и углекислый газ, что способствует обмену газов и поддержанию жизнедеятельности организмов.

Итак, кислород является основным составляющим элементом атмосферы Земли, играющим важную роль в биологических и физических процессах планеты и обеспечивающим жизненно важные функции для живых организмов.

Кислород и жизнь на Земле

Большинству живых существ требуется кислород для процесса дыхания. Он оказывает влияние на множество физиологических функций, таких как синтез энергии в клетках и регуляция работы различных органов.

Кислород также играет важную роль в биогеохимическом цикле. Он участвует в процессе фотосинтеза, при котором растения и некоторые бактерии поглощают углекислый газ и выделяют кислород. Благодаря этому процессу обновляется атмосферный кислород, обеспечивая его наличие для других организмов.

Отсутствие кислорода или его недостаточное количество может привести к серьезным последствиям для жизни на Земле. Например, водные экосистемы, в которых растворенного кислорода мало или его совсем нет, становятся непригодными для обитания большинства живых существ.

Таким образом, кислород играет центральную роль в жизни на Земле. Он является одним из ключевых элементов биосферы и его наличие в атмосфере поддерживает биологическую разнообразность и экологическую устойчивость планеты.

Значение абиотических факторов

Какие факторы, кроме деятельности живых организмов, влияют на состояние нашей планеты?

Кроме деятельности живых организмов на состояние нашей планеты влияют абиотические факторы: движение литосферных плит, вулканическая активность, реки и морской прибой, климатические явления, засухи, наводнения и другие природные процессы. Некоторые из них действуют очень медленно; другие же способны практически мгновенно изменить состояние большого количества экосистем (масштабное извержение вулкана; сильное землетрясение, сопровождаемое цунами; лесные пожары; падение крупного метеорита).

§ 51. Компоненты биосферы

Живое вещество

Живое вещество — совокупность живых организмов, населяющих планету Земля. Масса живого вещества сравнительно мала и составляет менее одной миллионной части всей биосферы. Несмотря на столь незначительную массу, живое вещество является «самой мощной геохимической силой нашей планеты», поскольку живые организмы не просто населяют Землю, но и преобразуют ее.

*При общем рассмотрении биосферы как планетарной экосистемы особое значение приобретает представление о ее живом веществе как о некой общей живой массе планеты. Под живым веществом В. И. Вернадский понимал все количество живых организмов планеты как единое целое. Его химический состав подтверждает единство природы — он состоит из тех же элементов, что и неживая природа, только соотношение этих элементов отличается и строение молекул иное.

Биомасса — это общая масса всех живых организмов, присутствующих в биосфере.Вы уже знаете, что живые организмы населяют земную поверхность неравномерно. Как вы думаете, почему процентное содержание растений, животных и микроорганизмов на суше и в океане отличается?

                                             Таблица. Масса живого вещества на планете Земля

Среда	Группа организмов	Биомасса, х1012 т	Содержание, %
Наземно-воздушная	Зеленые растения	1,84	99,2
Животные и микроорганизмы	0,02	0,8
Итого	1,86	100
Водная	Фотосинтезирующие организмы	0,0002	6,3
Животные и микроорганизмы	0,0030	93,7
Итого	0,0032	100
Почвенная	Животные и микроорганизмы	от 0,015 до 0,023	100
Итого	Общая биомасса	2, 4382	—

Исходя из данных таблицы, видно, что основная роль на планете Земля принадлежит автотрофным растениям суши.

Биомасса суши зависит от количества тепла, влаги и увеличивается от полюсов к экватору.Ежегодно в биосфере в процессе фотосинтеза образуется около 170 млрд т сухого органического вещества. Биомасса растений на суше значительно больше биомассы животных, однако видовое разнообразие животных в 5 раз больше видового разнообразия растений (1,5—1,7 млн видов животных и примерно 300 тыс. видов растений). Наибольшая биомасса живого вещества суши сконцентрирована в тропических и субтропических лесах. Они являются наиболее продуктивными сообществами материковой части биосферы.

Биомасса океанической частибиосферы распределена неравномерно и представлена преимущественно в верхней части фитопланктоном. Несмотря на то что биомасса океанических живых организмов в 1000 раз меньше биомассы наземных растений, 80 % первичной продукции образуется именно в океане. Это связано с высокой скоростью роста и размножения, короткой продолжительностью жизни представителей фито- и зоопланктона.

Биомасса почвыпредставлена совокупностью живых организмов, плотно заселяющих и играющих важную роль в ее формировании. В поверхностных слоях обитают  зеленые водоросли и цианобактерии, которые снабжают почву кислородом, образующимся в процессе фотосинтеза. Среди животных почвы многочисленны черви, муравьи, клещи, встречаются кроты. Биомасса только дождевых червей в суглинистых почвах достигает 1,2 т на 1 га. В почве также обитает большое количество бактерий, которое исчисляется сотнями миллионов в 1 г. Все живые организмы, обитающие в почве, ведут большую почвообразовательную работу. Особая роль отводится бактериям, которые разлагают отмершие остатки живых организмов до минеральных веществ, обеспечивая плодородие почвы.

Воздействие первобытного человека на природу

Как отражалась на окружающей среде деятельность первобытного человека?

Уже более 1 млн лет назад питекантропы добывали пищу путем охоты. Неандертальцы использовали для охоты разнообразные каменные орудия, загоняли добычу коллективно. Кроманьонцы создали силки, остроги, копьеметалки и другие приспособления. Однако все это не вносило серьезных изменений в структуру экосистем. Воздействие человека на природу усилилось в эпоху неолита, когда все большее значение стали приобретать скотоводство и земледелие. Человек начал разрушать естественные сообщества, не оказывая, однако, пока еще глобального воздействия на биосферу в целом. Тем не менее нерегулируемый выпас скота, а также сведение лесов ради топлива и под посевы уже в то время изменяли состояние многих природных экосистем.

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.

Учение В.И. Вернадского о биосфере

В.И. Вернадский – общепризнанный разработчик учение о биосфере. Он ввел понятие «живого вещества», как формирующего фактора биологической геосферы.

• Ученый выдвинул теорию о том, что границы биосферы обусловлены пространством существования живых организмов. В трудах В.И. Вернадского говорится о взаимосвязи живых организмов с неживой средой. Одним их этапов эволюции биосферы Вернадский считал её преобразование в стадию ноосферы, он доказал, что организмы являются определяющими в жизненной силе Земли. 
• Организмы и продукты их жизнедеятельности разрушали горные породы, способствовали вымыванию одних веществ и накоплению других.
• Постоянное образование живого вещества с дальнейшей его трансформацией — функция биосферы.

Функции живого вещества по учению Вернадского:

В.И. Вернадский смог выделить несколько основных функций биосферы. А именно:

Функции
Газовая функция	В результате фотосинтеза растения выделяют кислород. Данная функция осуществляется также благодаря животным, выделяющим углекислый газ в окружающую среду.
Концентрационная функция	Осуществляется в организмах различных животных, которые имеют способность накапливать в своих телах определенные химические элементы, такие как углерод и кальций.
Окислительно-восстановительная функция	Основывается на превращении веществ и энергии в процессе жизнедеятельности. В результате химических реакций получаются соли, окислы и разнообразные органические и неорганические соединения. Именно благодаря этой функции образовываются железные и марганцовые руды.
Функция образования среды	Подразумевает трансформацию  физических и химических характеристик среды обитания организмов, включая атмосферу, грунт, моря и океаны.
Функция накопления кальция	Преобразование химического элемента в углекислые, щавелевокислые, фосфорнокислые кальциевые соли.

Особенностью живого вещества является то, что компоненты, входящие в его состав проявляют устойчивость исключительно в живых организмах.

Структура биосферы

Согласно учению Вернадского биосфера являет собой организованную сферу планеты, которая находится в контакте с живыми организмами. 

В.И. Вернадский в составе биосферы выделял такие элементы:

• Живым веществом ученый считал всю совокупность организмов, живущих на Земле. В своих трудах ученый подчеркивал, что геохимическое состояние земной коры находится под влиянием живых организмов, определяется их деятельностью. Он выделял пять функций биологической сферы земли. По его учению, биосфера состоит из разнородных компонентов, важнейшим из которых есть живое вещество.
• К косному веществу ученый причислял химические соединения, в образовании которых живые организмы не принимали участия.
• Неживое биогенное вещество – это продукты жизнедеятельности организмов, которые разрушали горные породы, способствовали вымыванию одних веществ и накоплению других.
• Биокосное вещество являет собой продукт совместной работы живой и неживой природы, например грунт, глинозем. 

В.И. Вернадский подчеркивал, что история возникновения и эволюция биосферы — это история возникновения жизни на Земле. Длительное время эта концепция биосферы В. И. Вернадского замалчивалась. 

Кислород — биокосное вещество биосферы

Фотосинтез, процесс, при котором зеленые растения и некоторые микроорганизмы используют энергию солнца для превращения углекислого газа в кислород и органические вещества, является одним из главных источников кислорода в атмосфере. В процессе фотосинтеза растения выделяют кислород в окружающую среду, что позволяет живым организмам дышать им и использовать для сжигания органических веществ.

Кислород не только важен для дыхания, но и играет роль в окислительных процессах, необходимых для разложения органического материала. В результате окисления органических веществ в атмосферу выделяются углекислый газ и вода, и освобождается энергия, которую можно использовать в других процессах жизни.

Кислород также является важным компонентом для поддержания водного биологического равновесия. Он не только вступает в реакции окисления с органическими веществами в воде, но также обеспечивает жизнедеятельность рыб и других водных организмов, которые зависят от его содержания в воде.

Зависимость микроорганизмов, растений и животных от кислорода делает его биокосным веществом в биосфере. Без кислорода не возможно существование многих организмов на Земле, что делает его крайне важным фактором для поддержания жизни на планете.

Источники	Роль в биосфере
Фотосинтез	Выделение кислорода и производство органических веществ
Дыхание	Использование кислорода для сжигания органических веществ
Окисление	Разложение органического материала и выделение энергии
Водное биологическое равновесие	Поддержание жизнедеятельности водных организмов

Роль кислорода в биосфере

Без кислорода невозможно существование большинства жизненных форм. Он необходим для дыхания и окисления пищи в клетках организмов. Кислород позволяет производить энергию, которая необходима для выполнения основных функций жизнедеятельности организмов.

Кроме того, кислород играет важную роль в процессах фотосинтеза, который позволяет зеленым растениям и микроорганизмам с помощью солнечного света превращать углекислый газ и воду в органические вещества и кислород. Этот процесс является основным источником кислорода в атмосфере.

Кислород также играет роль в клеточном дыхании, где происходит обратный процесс фотосинтеза. Он помогает организмам разлагать органические вещества и освобождать энергию, которая необходима для их жизнедеятельности.

Благодаря кислороду, живые организмы могут выделять энергию и поддерживать свои жизненные функции. Он также влияет на состав атмосферы, поддерживая газовый баланс и создавая оптимальные условия для существования организмов.

Таким образом, роль кислорода в биосфере невозможно переоценить. Он необходим для поддержания жизни на Земле и осуществления всех основных процессов в биосфере.

Влияние живых организмов на биосферу

В чем заключается влияние живых организмов на биосферу?

Живые существа способствуют переносу и круговороту веществ в природе. Благодаря деятельности фотосинтетиков в атмосфере снизилось количество углекислого газа, появился кислород и сформировался защитный озоновый слой. Деятельность живых организмов определяет состав и структуру почвы (переработка редуцентами органических остатков), предохраняет ее от эрозии. В значительной мере животные и растения определяют также содержание различных веществ в гидросфере (особенно в небольших по размеру водоемах). Некоторые организмы способны избирательно поглощать и накапливать определенные химические элементы — кремний, кальций, йод, серу и т. д. Результатом активности живых существ являются отложения известняков, железных и марганцевых руд, запасов нефти, угля, газа.