Ihminen kutsuu ympäröivää tilaa tavallisesti luonnoksi tai elinympäristöksi. Useimmat meistä saivat perustiedot tästä käsitteestä koulutunneilla: luonnonhistoria (luokka 3), maantiede ja biologia (4), anatomia ja kemia (6). Mutta harvat ymmärtävät, kuinka nämä tieteet yhdistetään, paitsi että ne kaikki kuuluvat luonnontieteen alaan. Yhteenvetona kaiken ihmisen tietämyksen ympäröivästä maailmasta on luotu yksi tilava nimi - biosfääri. Monien vuosien tutkimuksesta ja huolellisesta tutkimuksesta huolimatta maapallo antaa edelleen tutkijoille aihetta pohtia sillä tapahtuvia prosesseja.
Määritelmä
Mitä kutsutaan biosfääriksi? Tästä termistä on kirjallisuudessa melko paljon tulkintoja, ja ne kaikki eroavat sisällöltään, mutta ovat merkitykseltään lähes identtisiä. Useimmiten biosfääriä kutsutaan planeetan globaaliksi ekosysteemiksi, johon ihminen sisältyy yhtenä harvoista lajeista. Jos käännämme nimen "biosfääri" kirjaimellisesti antiikin kreikan kielestä, sillä on kaksi juurta. "Sphere" tarkoittaa "aluetta, palloa, palloa", ja juuri "bios" on käännetty "elämäksi". Siitä tulee melko tilava ja tarkka nimi, joka itse asiassa määrittelee monimutkaisen ja monitahoisen tieteen. VI Vernadsky antaa laajennetun vastauksen kysymykseen, mitä kutsutaan biosfääriksi. Hän määrittelee tämän käsitteen maapalloa koskevan tieteellisen tiedon kompleksiksi, joka sisältää maantieteen, geokemian, biologian ja geologian. Biosfääri on kokoelma maan kuoria, jotka on yhdistetty elävien olentojen ja niiden elinympäristön läsnäolon periaatteen mukaisesti. Kaikki sfäärit ovat koostumukseltaan, toiminn altaan ja ominaisuuksiltaan erilaisia, mutta jokaisella niistä on merkittävä rooli ympärillämme olevan maailman olemassaolossa ja kehityksessä.
Opetusta biosfääristä
Filosofi, tiedemies, geologi ja biokemisti V. I. Vernadsky loi yhtenäisen tietojärjestelmän. 1900-luvun alkuun asti Maan ja siinä tapahtuvien prosessien tutkimuksessa tehtiin paljon tutkimustyötä, mutta suuri venäläinen tiedemies onnistui syventämään ja yleistämään tätä materiaalia. 1800-luvun alussa ranskalainen luonnontieteilijä Lamarck määritteli tulevaisuuden tieteen alkuperäisen käsitteen, mutta ei antanut sille nimeä. Itäv altalainen paleontologi ja geologi Eduard Suess loi termin "biosfääri" vuonna 1875, jota käytetään edelleen. Hän määrittelee tämän tieteen tiedoksi kaikesta planeettamme elämästä. Vasta 50 vuoden kuluttua Vernadsky todistaa elävien organismien ja epäorgaanisten aineiden välisen suhteen, niiden kierron. Mitä kutsutaanbiosfääri tässä vaiheessa? Tämä on yksi planeetan kuorista, jossa eri alkuperää olevat luonnolliset elementit ovat vuorovaikutuksessa, juuri niiden yhdistelmä luo ainutlaatuisen, tasapainoisen järjestelmän.
Tunnelma
Maaplaneetan ulkoilmakuori. Suurin osa sen massasta on keskittynyt aivan pintaan, ja korkeudessa se ulottuu kolmetuhatta kilometriä. Ilmakehä on kaikista kuorista kevyin, se ei poistu pinn alta vain planeetan painovoiman vuoksi, mutta korkeuden kasvaessa sen kerrokset purkautuvat vähitellen. Otsonikerros suojaa radioaktiiviselta auringolta vähentämällä maapallon ultraviolettisäteilyä. Ilmakehän koostumus sisältää kaasuja: hiilidioksidia, typpeä, happea, argonia, jotka varmistavat elävien organismien olemassaolon.
Hydrosfääri
Maan biosfääri sisältää osan planeetan vesikuoresta. Sen koostumus vaihtelee aineen aggregaatiotilan mukaan. Hydrosfääri yhdistää kaikki planeetan vesivarat, jotka voivat olla nestemäisessä, kaasumaisessa ja kiinteässä muodossa. Maailmanmeren pintakerrokset jakavat Auringosta tulevan lämmön uudelleen ilmakehän läpi. Vesi on erityisen tärkeä aineiden kiertoprosessissa luonnossa, koska se on liikkuvin jae. Biosfäärin organismit ovat täysin hallitseneet vesielementin, niitä löytyy Maailman v altameren syvimmistä pohja- altaista ja arktisista jäätiköistä. Hydrosfäärin kemiallinen koostumus sisältää seuraavat pääelementit: magnesium, natrium, kloori,rikki, hiili, kalsium jne.
Litosfääri
Aurinkokunnassamme kaikilla planeetoilla ei ole kiinteää kuorta, maapallo on tässä tapauksessa poikkeus. Litosfääri on v altava kivimassa (kovia) kiviä, jotka muodostavat osan maasta ja toimivat v altamerten pohjana. Tämän Maan kuoren paksuus on 70-250 kilometriä, sen koostumus on monipuolisin kemiallisten alkuaineiden (pii, alumiini, rauta, happi, magnesium, kalium, natrium jne.) lukumäärän suhteen. välttämätön kaikkien elävien organismien olemassaololle. Tälle geosfäärille on ominaista elämän jakautumiskerroksen pienin leveys. Kehittynein on litosfäärin ylempi kerros, joka on useita metrejä. Syvyyden kasvaessa kovan kuoren lämpötila ja tiheys kasvavat, mikä yhdessä valon puuttumisen kanssa tekee elävien organismien olemassaolon mahdottomaksi.
Biosfääri
Tämä geosfääri yhdistää kaikki Maan kuoret (hydrosfäärin, ilmakehän ja litosfäärin) elävän aineen läsnäolon ansiosta. Biosfäärin merkitystä koko ihmiskunnalle on vaikea yliarvioida, se on ympäristö ja alkuperän lähde. Tämä on monimutkainen vuorovaikutusjärjestelmä, joka määrittää minkä tahansa organismin olemassaolon mahdollisuuden aineen ja energian vaihdon vuoksi. Yli 40 kemiallista alkuainetta on mukana kiertoprosessissa, joka tapahtuu jatkuvasti orgaanisten ja epäorgaanisten yhdisteiden välillä. Pääasiallinen energianlähde on aurinko. Maa sijaitsee optimaalisella etäisyydellä tähdestä ja on varustettu suojallailmakehän este. Siksi aurinkoenergia on elävän aineen ohella tärkein biokemiallinen tekijä biosfäärin olemassaolossa. Meneillään olevat prosessit ovat useiden tekijöiden vaikutuksesta täysin syklisessä muodossa, ne varmistavat aineen kierron ilmakehän, litosfäärin, hydrosfäärin ja elävien organismien välillä.
Biosfäärin rajat
Biosfäärin kuoren pituutta analysoitaessa voidaan nähdä sen epätasainen jakautuminen. Alaraja sijaitsee litosfäärin kerroksissa, se ei laske alle 4 km:n. Maankuoren ylempi kerros - maaperä - on elävän aineen tiheyden suhteen biosfäärin kyllästetyin kerros. Hydrosfääri, joka sisältää maailman v altameren avaruuden, joet, järvet, suot, jäätiköt, on täysin osa "elävää kuorta". Korkeimmat organismipitoisuudet havaitaan vesistöjen pinta- ja rannikkokerroksissa, mutta elämää on myös syvänmeren altaissa yli 11 km:n maksimisyvyydessä ja pohjasedimentissä. Biosfäärin yläraja sijaitsee 20 km:n etäisyydellä pinnasta. Ilmakehä rajoittaa "elävän kerroksen" otsonikilpeen, jonka yläpuolella lyhyta altoinen ultraviolettisäteily tuhoaa eliöt. Siten elävän aineen maksimipitoisuus sijaitsee litosfäärin ja ilmakehän rajoilla.
Koostumus
VI Vernadsky loi biosfääriopin, hän määritti myös organismien keskeisen roolin Maan "elävän kuoren" muodostumisessa ja toiminnassa. Aiemmin muut tutkijat tulivat samanlaisiin johtopäätöksiin, mutta venäläisetluonnontieteilijä pystyi osoittamaan tarpeen epäorgaanisten yhdisteiden läsnäololle rakenteessa, jotka myös osallistuvat yleiseen kiertokulkuun. Hänen mielestään biosfäärillä on seuraava koostumus:
- Elävät organismit (biologinen massa, kaikkien lajien kokonaisuus).
- Biogeeninen aine (syntynyt elävien organismien elinaikana, on niiden jalostuksen tuote).
- Inertti aine (epäorgaaniset yhdisteet, jotka syntyvät ilman elävien organismien osallistumista).
- Bio-inertti aine (muodostuvat yhdessä elävien organismien ja inertin aineen kanssa).
- Kosmista alkuperää oleva aine.
- Hajallaan olevat atomit.
Esiintymishistoria
Miljardeja vuosia sitten muodostui Maan kiinteä kuori, litosfääri. Seuraava vaihe biosfääriksi kutsutussa muodostumisessa johtui geologisista prosesseista, jotka liikuttivat tektonisia levyjä, aiheuttivat tulivuorenpurkauksia, maanjäristyksiä jne. Vakaiden geologisten muotojen muodostumisen jälkeen oli elävien organismien synty vuoro. He saivat mahdollisuuden kehittyä litosfäärin muodostumisen aikana tapahtuneiden erilaisten biokemiallisten alkuaineiden aktiivisten päästöjen ansiosta. Elävä aine on luonut elämälle hyväksyttäviä olosuhteita useiden miljoonien vuosien ajan. Sen vaiheittaisen kehityksen ansiosta ilmakehän kaasukoostumus muodostui. Orgaanisten ja epäorgaanisten yhdisteiden jatkuva vuorovaikutus auringon energian vaikutuksesta mahdollisti elävän aineen leviämisen koko planeetalle jamuuttaa merkittävästi hänen ulkonäköään.
Evoluutio
Ensimmäiset elävät organismit maapallolla ilmestyivät hydrosfääriin, ja niiden asteittainen poistuminen maahan kesti melko pitkän ajanjakson. Biosfäärin toisen kuoren - litosfäärin - kehittyminen aiheutti otsonikerroksen muodostumisen. Fotosynteesiprosessin ansiosta v altava biologinen massa absorboi hiilidioksidia ilmakehästä ja vapautui happea. Tässä tapauksessa elävä aine käyttää lähes ehtymätöntä energialähdettä - aurinkoa. Aerobiset organismit, joilta puuttui orgaanista ainesta hydrosfäärin paksuudessa, saapuivat maan pinnalle ja kiihdyttävät merkittävästi evoluutioprosessia energiakierron vuoksi. Tällä hetkellä Maan "elävä kuori" on vakaassa tasapainotilassa, mutta ihmiskunta kohdistaa siihen yhä enemmän negatiivista vaikutusta. Luodaan uusi maapallo - noosfääri, se merkitsee ihmisen ja luonnon harmonisempaa apua, mutta tämä on erillinen ja erittäin mielenkiintoinen tutkimusaihe. Biosfääri jatkaa toimintaansa huolimatta merkittävästä biomassan vähenemisestä, "elävä kuori" pyrkii kompensoimaan ihmisen toiminnan aiheuttamia vahinkoja. Kuten historia osoittaa, tämä prosessi voi viedä huomattavasti aikaa.
Biokemialliset toiminnot
Biosfäärin rakenteen pääkomponentti on biomassa. Se suorittaa kaikki "elävän kuoren" biokemialliset toiminnot, säilyttää koostumuksensa tasapainotilassa ja varmistaa aineiden ja energian kiertoprosessin. Kaasutoiminto ylläpitää ilmakehän optimaalista koostumusta. Hän onSe tapahtuu kasvien fotosynteesillä, jotka vapauttavat happea ja absorboivat hiilidioksidia. Elävät organismit vapauttavat CO2 uloshengityksen ja hajoamisen aikana. Kaasunvaihtoa tapahtuu jatkuvasti, epäorgaaniset yhdisteet osallistuvat siihen kemiallisten reaktioiden aikana. Energiatoiminto koostuu ulkoisen lähteen - auringonvalon - biomassan (kasvin) assimilaatiosta ja muuntamisesta. Konsentraatiotoiminto varmistaa ravinteiden kertymisen. Kaikki elämänprosessissa olevat organismit keräävät tarvittavan tason biokemiallisia alkuaineita, jotka kuolemansa jälkeen palaavat biosfääriin orgaanisten ja epäorgaanisten yhdisteiden muodossa. Redox-toiminto on biokemiallinen reaktio. Sitä esiintyy elävän organismin elinaikana ja se on välttämätön linkki aineiden kierrossa.
Biomassa
Kaikki elävät organismit ovat jakautuneet epätasaisesti maan sfääreille. Suurin biomassapitoisuus havaitaan planeetan geosfäärien risteyksissä. Tämä johtuu optimaalisten elinolojen muodostumisesta (lämpötila, kosteus, paine, biokemiallisten yhdisteiden läsnäolo). Myöskään biomassan koostumus ei ole samaa tyyppiä. Maalla kasveilla on etu, hydrosfäärissä eläimet muodostavat elävän aineen perustan. Biomassan tiheys riippuu maantieteellisestä sijainnista, litosfäärin asutuksen syvyydestä ja ilmakehän korkeudesta. Kasvi- ja eläinlajien määrä on erittäin suuri, mutta kaikkien organismien elinympäristö on biosfääri. Biologia erillisenä tieteenä on suurelta osinselittää kaikki siinä tapahtuvat prosessit. Tämä on kaikentyyppisen biomassan alkuperä, lisääntyminen ja kulkeutuminen.
Biosfäärin piirteet
Maan "elävän kuoren" merkitys ja laajuus takaavat sen jatkuvan tutkimuksen uusien luonnontieteilijöiden sukupolvien toimesta. Järjestelmä on ainutlaatuinen eheydeltään, dynaamiselta kehitykseltään ja tasapainoltaan. Sen tärkeimpänä ja yllättävimpänä ominaisuutena voidaan mainita joustavuus ja kyky palautua. Katastrofien määrä biosfäärin olemassaolon aikana planeetan elävänä kalvona on v altava. Ne johtivat suurimman osan biomassasta sukupuuttoon, muuttivat merkittävästi planeetan ulkonäköä, korjasivat sen pinnalla ja ytimessä tapahtuvia prosesseja. Mutta jokaisen iskun jälkeen biosfääri palautettiin muuttuneeseen muotoon, sopeutuen negatiiviseen vaikutukseen tai tukahduttamaan sen. Siksi maapallon biosfääri on elävä organismi, joka voi itsenäisesti säädellä kaikkia luonnossa tapahtuvia prosesseja.
Kehitysnäkymät
Jokainen nykypäivän lapsi alakoulussa opiskelee sellaista ainetta kuin luonnonhistoria (luokka 3). Näillä tunneilla he selittävät pienelle ihmiselle, mitä maailma ympärillä on ja minkä sääntöjen mukaan se on olemassa. Ehkä kannattaa muuttaa ohjelmaa hieman ja opettaa lapsia kunnioittamaan ja rakastamaan luontoa, niin ihmiskunta pystyy luomaan uuden geosfäärin. Kaikkia vuosisatojen aikana kertynyttä tietoa biosfääristä on hyödynnettävä sen edelleen kehittämisessä, mikä merkitsee luonnon ja ihmisen liittoa. Ennen kuin on liian myöhäistä korjata, mitä on tehtyympäristöhaittoja, ihmisten tulisi ajatella sitä tosiasiaa, että Maan "elävä kuori" voi toipua itsestään, mutta samalla se voi poistaa esineen, joka aiheuttaa pysyvää vahinkoa sen eheydelle ja harmonialle.
