Главная | Обратная связь

Характеристики біосфери та її становлення

Біосфера (грец. bіoV - життя, sjaіra - оболонка, куля) - оболонка Землі, в якій існує життя.

Біосфера - це цілісний комплекс усіх екосистем планети, відкрита термодинамічна система, яка зовні отримує енергію і речовини для синтезу органічних сполук і виділяє в природне середовище відходи, що забезпечує її стійкість. Об’єм біосфери становить 0,4% об’єму планети.

Видатний вітчизняний вчений В.І. Вернадський (1963-1945) визначив біосферу, як оболонку Землі, яка вміщує область розповсюдження живої речовини і саму живу речовину. Виникнувши близько 4 мільярдів років тому біосфера Землі являє собою “результат розвитку живої речовини, як планетарного явища, що виконує роль могутньої геологічної сили”. В біосфері жива речовина і нежива природа не просто співіснують, а пов’язані між собою “біогенною міграцією атомів”.

В.І.Вернадський вирізняв 6 типів речовин біосфери (табл.3.1):

Таблиця 3.1. Маса головних резервуарів біосфери

Резервуари біосфери	Маса, (г)×1021	Резервуари біосфери	Маса, (г)×1021
Морські води гідросфери		Мули океанів	0,1
Інші види гідросфери		Ґрунти континентів	0,05
Атмосфера	5,2	Жива речовина	0,0041

Атмосфера

 

Одним з головних джерел життя на Землі є її атмосфера (грец.: atmoz - пара, sjara - куля, оболонка), - повітряна оболонка Землі. Як приклад, - потреба людини в повітрі в залежності від його стану і умов праці складає від 15 до 150 тис. літрів на добу, і без повітря людина може прожити не більше 5 хвилин.

Земна атмосфера - це зовнішня газова оболонка, що є сумішшю газів [78,1% N₂, 20% O₂, 0,9% Ar , решта CO₂, H₂, Ge, Ne, H₂O (пара)], загальною масою 53×10¹⁵т (0,000001 частина маси Землі), і сягає від поверхні Землі в космос на висоту біля 3000км. Густина атмосфери зменшується з віддаленням від Землі. За цією та деякими іншими ознаками метеорологи виділяють 5 шарів атмосфери: тропосферу, стратосферу,мезосферу,термосферуіекзосферу. Найгустіший шар повітря, що прилягає до Землі - це тропосфера (8-10 км у полярних районах і 16-18 км поблизу екватора). Тут сконцентровано ~80% загальної маси атмосфери і вся її волога. Тропосфера характеризується коливанням температури, яка знижується чим далі від Землі. У цьому шарі відбуваються фізичні процеси, які визначають клімат Землі. Другий шар - стратосфера (від 11 до 51 км). Він більш розріджений і майже не містить вологи. На висоті 20-25 км - шар озону, який захищає живі організми на Землі від шкідливого короткохвильового випромінювання. Третій шар - мезосфера - (від 51 до 86 км), четвертий - термосфера або іоносфера (86-800 км), п’ятий - екзосфера (>800 км) з головним компонентом - гелієм. З віддаленням від Землі атмосфера поступово переходить у міжпланетний простір.

Атмосфера Землі виконує певні функції в глобальному масштабі:

1) Екологічна функція: - складові атмосфери активно визначають атмосферні процеси: - водяна пара через процеси випаровування, конденсації і горизонтальні перенесення впливає на створення туманів, хмар, атмосферних опадів; озоновий шар вбирає основну частину ультрафіолетового сонячного випромінювання і захищає життя на Землі.

2) Функції фотосинтезу і обміну енергії - головні процеси біосфери відбуваються через атмосферу, яка є життєдайним буфером між Космосом і земною поверхнею, носієм тепла і вологи.

3) Функції регулювання:газо- і теплообміну Землі з космічним простором;радіаційного та водного балансу. Взаємодія атмосфери з мировим океаном визначає її стан, а процеси газо- і теплообміну між атмосферою і океаном суттєво впливають на клімат Землі.

4) Функції впливу: атмосфера впливає на живі організми, і в першу чергу на людину (коливання атмосферного тиску, дія сонячної радіації, геомагнітного поля, окремих газів та забруднюючих домішок).

Вважається, що вже близько 50 млн. років склад і властивості атмосфери стабілізувалися, і є постійними, але до цього вони в процесі розвитку Землі змінювались.

Літосфера

 

Літосфера - зовнішня тверда оболонка Землі (земна кора з частиною верхньої мантії), яка складається з осадових, магматичних і метаморфічних порід. Земна кора - тонка верхня оболонка Землі товщиною на континентах - 40-80 км, під океанами - 5-10 км (що становить ~1% маси Землі), яку складають O₂, Si, H₂, Al, Fe, Mg, Ca, Na. Верхній шар земної кори на континентах і в океанах становлять осадові породи. Основну частина літосфери (95%) складають магматичні породи. Верхню частину континентальної земної кори становлять ґрунти, які мають принципове значення для життєдіяльності людини.

Ґрунт - самостійне природне органо-мінеральне тіло, яке складається з твердих мінеральних і органічних часток, виникло разом з живою речовиною і розвивалось під впливом рослин, тварин і мікроорганізмів, доки не стало цінним для людини родючим субстратом. Товщина грунтів в залежності від кліматичних, географічних і геологічних умов становить від 15-25 см до 2-3 м.

Гідросфера

 

Гідросфера - водна сфера планети, сукупність океанів, морів, вод континентів, льодовикових покриттів. ЇЇ маса - 16 млрд. куб. м, що становить 0,25% маси Землі. Близько 80% води перебуває в глибинних зонах мантії Землі (ґрунтові, міжпластові, тріщанні води і води карстових порожнин у легкорозчинних гірських породах - вапняках, гіпсах тощо).

Вода у біосфері була середовищем зародження і розвитку для великої кількості живих організмів, перебуває у безперервному русі, є основою існування життя на Землі, в тому числі і людської цивілізації.