Der Hauptunterschied zwischen der Biosphäre und anderen Muscheln. Was ist die Biosphäre und wie unterscheidet sie sich von anderen Erdschichten? Verbindung der Biosphäre mit anderen Erdhüllen

Unter der Biosphäre versteht man die Gesamtheit aller lebenden Organismen auf dem Planeten. Sie bewohnen jeden Winkel der Erde: von den Tiefen der Ozeane über die Eingeweide des Planeten bis zum Luftraum, weshalb viele Wissenschaftler diese Hülle als Sphäre des Lebens bezeichnen. Die Menschheit selbst lebt darin.

Zusammensetzung der Biosphäre

Die Biosphäre gilt als das globalste Ökosystem auf unserem Planeten. Es besteht aus mehreren Sphären. Es umfasst also alle Wasserressourcen und -reservoirs der Erde. Dies sind die Weltmeere, Grund- und Oberflächengewässer. Wasser ist Lebensraum vieler Lebewesen und lebensnotwendiger Stoff. Es stellt den Ablauf vieler Prozesse sicher.

Die Biosphäre enthält eine Atmosphäre. In ihm leben verschiedene Organismen und er selbst ist mit verschiedenen Gasen gesättigt. Von besonderem Wert ist Sauerstoff, der für das Leben aller Organismen notwendig ist. Auch in der Natur spielt die Atmosphäre eine wichtige Rolle und beeinflusst Wetter und Klima.

Die Lithosphäre, also die obere Schicht der Erdkruste, ist Teil der Biosphäre. Es wird von lebenden Organismen bewohnt. So leben Insekten, Nagetiere und andere Tiere in den Tiefen der Erde, Pflanzen wachsen und Menschen leben an der Oberfläche.

Die Welt und sind die wichtigsten Bewohner der Biosphäre. Sie nehmen nicht nur am Boden, sondern auch flach im Untergrund große Flächen ein, bewohnen Gewässer und kommen in der Atmosphäre vor. Pflanzenformen variieren: von Moosen, Flechten und Kräutern bis hin zu Sträuchern und Bäumen. Bei den Tieren sind die kleinsten Vertreter einzellige Mikroben und Bakterien, die größten sind Land- und Meeresbewohner (Elefanten, Bären, Nashörner, Wale). Sie alle weisen eine große Vielfalt auf und jede Art ist wichtig für unseren Planeten.

Die Bedeutung der Biosphäre

Die Biosphäre wurde in allen historischen Epochen von verschiedenen Wissenschaftlern untersucht. V. I. hat dieser Muschel große Aufmerksamkeit geschenkt. Wernadski. Er glaubte, dass die Biosphäre durch die Grenzen definiert wird, innerhalb derer lebende Materie lebt. Es ist erwähnenswert, dass alle seine Komponenten miteinander verbunden sind und Änderungen in einem Bereich zu Änderungen in allen Shells führen. Die Biosphäre spielt eine entscheidende Rolle bei der Verteilung der Energieflüsse auf dem Planeten.

Somit ist die Biosphäre der Lebensraum von Menschen, Tieren und Pflanzen. Es enthält lebenswichtige Stoffe und natürliche Ressourcen wie Wasser, Sauerstoff, Erde und andere. Menschen haben einen erheblichen Einfluss auf sie. In der Biosphäre herrscht ein Kreislauf der Elemente der Natur, das Leben ist in vollem Gange und die wichtigsten Prozesse laufen ab.

Menschlicher Einfluss auf die Biosphäre

Der Einfluss des Menschen auf die Biosphäre ist nicht eindeutig. Mit jedem Jahrhundert wird die anthropogene Aktivität intensiver, zerstörerischer und großflächiger, sodass die Menschen nicht nur zur Entstehung lokaler, sondern auch globaler Umweltprobleme beitragen.

Eine der Folgen des menschlichen Einflusses auf die Biosphäre ist eine Verringerung der Zahl der Flora und Fauna auf dem Planeten sowie das Verschwinden vieler Arten vom Erdboden. Beispielsweise schrumpfen die Pflanzenvorkommen aufgrund landwirtschaftlicher Aktivitäten und Abholzung. Viele Bäume, Sträucher und Gräser sind sekundär, das heißt, es wurden neue Arten anstelle der primären Vegetationsdecke gepflanzt. Im Gegenzug werden Tierbestände von Jägern nicht nur zur Nahrungssuche vernichtet, sondern auch mit dem Ziel, wertvolle Häute, Knochen, Haifischflossen, Elefantenstoßzähne, Nashornhörner und verschiedene Körperteile auf dem Schwarzmarkt zu verkaufen.

Die anthropogene Aktivität hat einen recht starken Einfluss auf den Prozess der Bodenbildung. Daher führt das Pflügen von Feldern zu Wind- und Wassererosion. Eine Veränderung der Zusammensetzung der Vegetationsdecke führt dazu, dass andere Arten am Prozess der Bodenbildung beteiligt sind und somit ein anderer Bodentyp entsteht. Durch den Einsatz verschiedener Düngemittel in der Landwirtschaft und die Einleitung fester und flüssiger Abfälle in den Boden verändert sich die physikalische und chemische Zusammensetzung des Bodens.

Demografische Prozesse wirken sich negativ auf die Biosphäre aus:

• Die Weltbevölkerung wächst und verbraucht immer mehr natürliche Ressourcen.
• der Umfang der industriellen Produktion nimmt zu;
• es gibt mehr Abfall;
• Die landwirtschaftlich genutzte Fläche nimmt zu.

Es ist erwähnenswert, dass der Mensch zur Verschmutzung aller Schichten der Biosphäre beiträgt. Heutzutage gibt es eine Vielzahl von Verschmutzungsquellen:

• Fahrzeugabgase;
• Partikel, die bei der Kraftstoffverbrennung freigesetzt werden;
• radioaktive Substanzen;
• Erdölprodukte;
• Freisetzung chemischer Verbindungen in die Luft;
• Siedlungsabfälle;
• Pestizide, Mineraldünger und Agrochemikalien;
• schmutziges Abwasser sowohl aus Industrie- als auch aus kommunalen Unternehmen;
• elektromagnetische Geräte;
• Kernbrennstoff;
• Viren, Bakterien und fremde Mikroorganismen.

All dies führt nicht nur zu Veränderungen der Ökosysteme und einem Rückgang der Artenvielfalt auf der Erde, sondern auch zum Klimawandel. Aufgrund des Einflusses der Menschheit auf die Biosphäre kommt es zum Abschmelzen von Gletschern und zu Veränderungen des Meeresspiegels und der Meere, zu sauren Niederschlägen usw.

Mit der Zeit wird die Biosphäre immer instabiler, was zur Zerstörung vieler Ökosysteme auf dem Planeten führt. Viele Wissenschaftler und Persönlichkeiten des öffentlichen Lebens plädieren dafür, den Einfluss der menschlichen Gemeinschaft auf die Natur zu verringern, um die Biosphäre der Erde vor der Zerstörung zu bewahren.

Materielle Zusammensetzung der Biosphäre

Die Zusammensetzung der Biosphäre kann aus verschiedenen Blickwinkeln betrachtet werden. Wenn wir über die Materialzusammensetzung sprechen, dann umfasst sie sieben verschiedene Teile:

• Unter lebender Materie versteht man die Gesamtheit der Lebewesen, die unseren Planeten bewohnen. Sie haben eine elementare Zusammensetzung und im Vergleich zu anderen Muscheln eine geringe Masse. Sie ernähren sich von Sonnenenergie und verteilen diese in ihrer Umgebung. Alle Organismen stellen eine starke geochemische Kraft dar, die ungleichmäßig über die Erdoberfläche verteilt ist.
• Biogene Substanz. Dabei handelt es sich um jene mineralisch-organischen und rein organischen Bestandteile, die von Lebewesen geschaffen wurden, nämlich fossile Brennstoffe.
• Inerte Substanz. Hierbei handelt es sich um anorganische Ressourcen, die ohne Beteiligung von Lebewesen aus eigener Kraft entstehen, also Quarzsand, verschiedene Tone sowie Wasserressourcen.
• Bioinerte Substanz, die durch die Wechselwirkung lebender und inerter Komponenten entsteht. Dabei handelt es sich um Böden und Gesteine ​​sedimentären Ursprungs, die Atmosphäre, Flüsse, Seen und andere Oberflächengewässer.
• Radioaktive Stoffe wie die Elemente Uran, Radium, Thorium.
• Verstreute Atome. Sie entstehen aus Stoffen terrestrischen Ursprungs unter dem Einfluss kosmischer Strahlung.
• Kosmische Materie. Im Weltraum gebildete Körper und Substanzen fallen auf die Erde. Dies können entweder Meteoriten oder Fragmente kosmischen Staubes sein.

Schichten der Biosphäre

Es ist erwähnenswert, dass alle Hüllen der Biosphäre in ständiger Wechselwirkung stehen, sodass es manchmal schwierig ist, die Grenzen einer bestimmten Schicht zu unterscheiden. Eine der wichtigsten Hüllen ist die Aerosphäre. Es erreicht eine Höhe von etwa 22 km über dem Boden, wo sich noch Lebewesen befinden. Im Allgemeinen ist dies der Luftraum, in dem alle lebenden Organismen leben. Diese Hülle enthält Feuchtigkeit, Sonnenenergie und atmosphärische Gase:

• Sauerstoff;
• Ozon;
• Argon;
• Stickstoff;
• Wasserdampf

Die Anzahl der atmosphärischen Gase und ihre Zusammensetzung hängen vom Einfluss der Lebewesen ab.

Die Geosphäre ist ein integraler Bestandteil der Biosphäre; sie umfasst die Gesamtheit der Lebewesen, die die Erdoberfläche bewohnen. Dieser Bereich umfasst die Lithosphäre, die Welt der Flora und Fauna, das Grundwasser und die Gashülle der Erde.

Eine bedeutende Schicht der Biosphäre ist die Hydrosphäre, also alle Gewässer ohne Grundwasser. Diese Hülle umfasst den Weltozean, Oberflächengewässer, Luftfeuchtigkeit und Gletscher. Der gesamte Wasserraum wird von Lebewesen bewohnt – von Mikroorganismen über Algen bis hin zu Fischen und Tieren.

Wenn wir genauer über die feste Hülle der Erde sprechen, besteht sie aus Erde, Gesteinen und Mineralien. Abhängig von der Standortumgebung gibt es unterschiedliche Bodentypen, die sich in ihrer chemischen und organischen Zusammensetzung unterscheiden und von Umweltfaktoren (Vegetation, Gewässer, Tierwelt, anthropogener Einfluss) abhängen. Die Lithosphäre besteht aus einer Vielzahl von Mineralien und Gesteinen, die auf der Erde in ungleichen Mengen vorkommen. Derzeit wurden mehr als 6.000 Mineralien entdeckt, aber nur 100-150 Arten sind auf dem Planeten am häufigsten:

• Quarz;
• Feldspat;
• Olivin;
• Apatite;
• Gips;
• Carnallit;
• Calcit;
• Phosphorite;
• Sylvinit usw.

Abhängig von der Menge der Gesteine ​​und ihrer wirtschaftlichen Nutzung sind einige von ihnen wertvoll, insbesondere fossile Brennstoffe, Metallerze und Edelsteine.

Was die Welt der Flora und Fauna betrifft, so handelt es sich um eine Hülle, die verschiedenen Quellen zufolge 7 bis 10 Millionen Arten umfasst. Vermutlich leben etwa 2,2 Millionen Arten in den Gewässern des Weltozeans und etwa 6,5 ​​Millionen an Land. Auf dem Planeten gibt es etwa 7,8 Millionen Vertreter der Tierwelt und etwa 1 Million Pflanzen. Von allen bekannten Lebewesenarten sind nicht mehr als 15 % beschrieben, sodass die Menschheit Hunderte von Jahren brauchen wird, um alles zu erforschen und zu beschreiben existierende Arten auf dem Planeten.

Verbindung der Biosphäre mit anderen Erdhüllen

Alle Bestandteile der Biosphäre stehen in enger Beziehung zu anderen Erdhüllen. Diese Erscheinung lässt sich im biologischen Kreislauf beobachten: Wenn Tiere und Menschen Kohlendioxid freisetzen, wird es von Pflanzen aufgenommen, die bei der Photosynthese Sauerstoff freisetzen. Somit unterliegen diese beiden Gase aufgrund der Wechselbeziehungen verschiedener Sphären einer ständigen Regulierung in der Atmosphäre.

Ein Beispiel ist der Boden – das Ergebnis der Interaktion der Biosphäre mit anderen Hüllen. An diesem Prozess sind Lebewesen (Insekten, Nagetiere, Reptilien, Mikroorganismen), Pflanzen, Wasser (Grundwasser, Niederschlag, Stauseen), Luftmasse (Wind), bodenbildende Gesteine, Sonnenenergie, Klima beteiligt. Alle diese Komponenten interagieren langsam miteinander, was zur Bodenbildung mit einer durchschnittlichen Rate von 2 Millimetern pro Jahr beiträgt.

Wenn Bestandteile der Biosphäre mit lebenden Schalen interagieren, entstehen Gesteine. Durch den Einfluss von Lebewesen auf die Lithosphäre entstehen Ablagerungen aus Kohle, Kreide, Torf und Kalkstein. Durch die gegenseitige Beeinflussung von Lebewesen, der Hydrosphäre, Salzen und Mineralien sowie einer bestimmten Temperatur entstehen Korallen, aus denen wiederum Korallenriffe und Inseln entstehen. Dadurch ist es auch möglich, die Salzzusammensetzung der Gewässer des Weltozeans zu regulieren.

Verschiedene Arten von Reliefs sind eine direkte Folge der Verbindung der Biosphäre mit anderen Erdschichten: Atmosphäre, Hydrosphäre und Lithosphäre. Diese oder jene Form der Erleichterung wird durch den Wasserhaushalt des Gebiets und die Niederschläge, die Art der Luftmassen, die Sonneneinstrahlung, die Lufttemperatur, die hier wachsenden Pflanzenarten und die in diesem Gebiet lebenden Tiere beeinflusst.

Die Bedeutung der Biosphäre in der Natur

Die Bedeutung der Biosphäre als globales Ökosystem des Planeten kann nicht hoch genug eingeschätzt werden. Anhand der Funktionen der Hülle aller Lebewesen kann man ihre Bedeutung verstehen:

• Energie. Pflanzen sind Vermittler zwischen Sonne und Erde, und wenn sie Energie aufnehmen, wird ein Teil davon auf alle Elemente der Biosphäre verteilt und ein Teil zur Bildung von Nährstoffen verwendet.
• Gas. Reguliert die Menge verschiedener Gase in der Biosphäre, deren Verteilung, Umwandlung und Migration.
• Konzentration. Alle Lebewesen extrahieren selektiv biogene Bestandteile, sodass diese sowohl nützlich als auch gefährlich sein können.
• Destruktiv. Dies ist die Zerstörung von Mineralien und Gesteinen, organischen Substanzen, die zu einem neuen Elementwechsel in der Natur beiträgt, bei dem neue lebende und nicht lebende Substanzen entstehen.
• Umweltbildend. Es beeinflusst die Umweltbedingungen, die Zusammensetzung atmosphärischer Gase, Sedimentgesteine ​​und die Bodenschicht, die Qualität der aquatischen Umwelt sowie das Stoffgleichgewicht auf dem Planeten.

Lange Zeit wurde die Rolle der Biosphäre unterschätzt, da die Masse der lebenden Materie auf dem Planeten im Vergleich zu anderen Sphären sehr gering ist. Dennoch sind Lebewesen eine mächtige Naturgewalt, ohne die viele Prozesse und auch das Leben selbst unmöglich wären. Im Prozess der Aktivität der Lebewesen, ihrer Interaktionen untereinander und ihres Einflusses auf die unbelebte Materie entstehen die natürliche Welt selbst und das Erscheinungsbild des Planeten.

Die Rolle von Wernadski bei der Erforschung der Biosphäre

Die Theorie der Biosphäre wurde erstmals von Wladimir Iwanowitsch Wernadski entwickelt. Er isolierte diese Hülle von anderen irdischen Sphären, aktualisierte ihre Bedeutung und stellte dar, dass es sich um eine sehr aktive Sphäre handelt, die alle Ökosysteme verändert und beeinflusst. Der Wissenschaftler wurde zum Begründer einer neuen Disziplin – der Biogeochemie, auf deren Grundlage die Lehre von der Biosphäre begründet wurde.

Wernadskij untersuchte lebende Materie und kam zu dem Schluss, dass alle Formen von Relief, Klima, Atmosphäre und Gesteinen sedimentären Ursprungs das Ergebnis der Aktivität aller lebenden Organismen sind. Eine Schlüsselrolle kommt dabei den Menschen zu, die einen großen Einfluss auf den Verlauf vieler irdischer Prozesse haben und ein bestimmtes Element mit einer bestimmten Kraft sind, die das Gesicht des Planeten verändern kann.

Wladimir Iwanowitsch stellte in seinem Werk „Biosphäre“ (1926) die Theorie aller Lebewesen vor, die zur Entstehung eines neuen wissenschaftlichen Zweigs beitrug. In seiner Arbeit stellte der Akademiker die Biosphäre als integrales System dar, zeigte ihre Bestandteile und ihre Beziehungen sowie die Rolle des Menschen auf. Wenn lebende Materie mit inerter Materie interagiert, sind mehrere Prozesse betroffen:

• geochemisch;
• biologisch;
• biogen;
• geologisch;
• Wanderung von Atomen.

Wernadskij skizzierte, dass die Grenzen der Biosphäre den Existenzbereich des Lebens bilden. Seine Entwicklung wird durch Sauerstoff und Lufttemperatur, Wasser und Mineralstoffe, Boden und Sonnenenergie beeinflusst. Der Wissenschaftler identifizierte auch die oben diskutierten Hauptbestandteile der Biosphäre und identifizierte den wichtigsten – lebende Materie. Er formulierte auch alle Funktionen der Biosphäre.

Unter den Hauptbestimmungen von Wernadskijs Lehre über die Lebensumwelt lassen sich folgende Thesen unterscheiden:

• Die Biosphäre umfasst die gesamte aquatische Umwelt bis in die Tiefen des Ozeans, umfasst die Oberflächenschicht der Erde bis zu 3 Kilometern und den Luftraum bis zur Grenze der Troposphäre.
• zeigte den Unterschied zwischen der Biosphäre und anderen Hüllen in ihrer Dynamik und ständigen Aktivität aller lebenden Organismen;
• die Besonderheit dieser Hülle liegt in der kontinuierlichen Zirkulation von Elementen der belebten und unbelebten Natur;
• Die Aktivität lebender Materie hat zu erheblichen Veränderungen auf dem gesamten Planeten geführt.
• die Existenz der Biosphäre wird durch die astronomische Position der Erde (Entfernung von der Sonne, Neigung der Planetenachse) bestimmt, die das Klima und den Verlauf der Lebenszyklen auf dem Planeten bestimmt;
• Sonnenenergie ist die Lebensquelle für alle Lebewesen in der Biosphäre.

Vielleicht sind dies die Schlüsselkonzepte über die Lebenswelt, die Wernadskij in seiner Lehre niedergelegt hat. Obwohl seine Werke global sind und ein tieferes Verständnis erfordern, sind sie auch heute noch relevant. Sie wurden zur Grundlage für die Forschung anderer Wissenschaftler.

Abschluss

Zusammenfassend lässt sich festhalten, dass das Leben in der Biosphäre unterschiedlich und ungleichmäßig verteilt ist. Auf der Erdoberfläche, sei es im Wasser oder an Land, leben zahlreiche Lebewesen. Alle Lebewesen kommen mit Wasser, Mineralien und der Atmosphäre in Kontakt und stehen in ständiger Kommunikation mit ihnen. Dies sorgt für optimale Lebensbedingungen (Sauerstoff, Wasser, Licht, Wärme, Nährstoffe). Je tiefer im Meerwasser oder unter der Erde, desto eintöniger ist das Leben. Auch lebende Materie breitet sich über ein Gebiet aus, und es ist erwähnenswert, wie vielfältig die Lebensformen auf der gesamten Erdoberfläche sind. Um dieses Leben zu verstehen, werden wir mehr als ein Dutzend oder sogar Hunderte Jahre brauchen, aber wir müssen die Biosphäre wertschätzen und sie heute vor unserem schädlichen menschlichen Einfluss schützen.

Die Biosphäre ist die Umwelt unseres Lebens, das ist die uns umgebende Natur, über die wir umgangssprachlich sprechen. Der Mensch ist vor allem mit seiner Atmung, der Manifestation seiner Funktionen, untrennbar mit dieser „Natur“ verbunden, auch wenn er in einer Stadt oder in einem abgelegenen Haus lebt.

V. I. Wernadski

Biosphäre(Griechisch bios – Leben, Sphäre – Kugel, Kugel) – die komplexe äußere Hülle der Erde, die von Organismen bewohnt wird, die zusammen die lebende Materie des Planeten bilden. Dies ist eine der wichtigsten Geosphären der Erde und der Hauptbestandteil der natürlichen Umwelt, die den Menschen umgibt.

Der Begriff „Biosphäre“ wurde erstmals 1875 vom österreichischen Geologen Eduard Suess in die Wissenschaft eingeführt. Er verstand die Biosphäre als einen dünnen Film des Lebens auf der Erdoberfläche. Die Rolle und Bedeutung der Biosphäre für die Entwicklung des Lebens auf unserem Planeten erwies sich bereits im ersten Drittel des 20. Jahrhunderts als so groß. eine neue grundlegende wissenschaftliche Richtung in der Naturwissenschaft hat sich herausgebildet - Lehre von der Biosphäre , dessen Gründer der große russische Wissenschaftler V. I. Wernadski ist.

Die Erde und ihre Umwelt sind durch die natürliche Entwicklung des gesamten Sonnensystems entstanden. Vor etwa 4,7 Milliarden Jahren entstand der Planet Erde aus im Protosolarsystem verstreuter Gas- und Staubmasse. Wie andere Planeten erhält auch die Erde Energie von der Sonne, die in Form elektromagnetischer Strahlung die Erdoberfläche erreicht. Sonnenwärme ist einer der Hauptbestandteile des Erdklimas und die Grundlage für die Entwicklung vieler geologischer Prozesse. Aus den Tiefen der Erde kommt ein gewaltiger Wärmestrom.

Nach den neuesten Daten beträgt die Masse der Erde 6x10 21 Tonnen, das Volumen 1,083x10 12 km 3 und die Oberfläche 510,2 Millionen km 2. Die Größe und damit alle natürlichen Ressourcen unseres Planeten sind begrenzt.

Unser Planet hat eine heterogene Struktur und besteht aus konzentrischen Schalen (Geosphären) – inneren und äußeren. Zu den inneren gehören der Kern, der Mantel und zu den äußeren die Lithosphäre (Erdkruste), die Hydrosphäre, die Atmosphäre und die komplexe Hülle der Erde – die Biosphäre.

Lithosphäre(Griechisch „Lithos“ – Stein) – die steinerne Hülle der Erde, einschließlich der Erdkruste mit einer Dicke (Dicke) von 6 (unter den Ozeanen) bis 80 km (Gebirgssysteme). Die Erdkruste besteht aus Gesteinen. Der Anteil verschiedener Gesteine ​​​​in der Erdkruste ist nicht gleich – mehr als 70 % sind Basalte, Granite und andere magmatische Gesteine, etwa 17 % sind durch Druck und hohe Temperaturen umgewandelte Gesteine ​​und nur etwas mehr als 12 % sind Sedimentgesteine.

Die Erdkruste ist die wichtigste Ressource für die Menschheit. Es enthält brennbare Mineralien (Kohle, Öl, Ölschiefer), Erze (Eisen, Aluminium, Kupfer, Zinn usw.) und nichtmetallische (Phosphorite, Apatite usw.) Mineralien, natürliche Baustoffe (Kalksteine, Sande, Kies usw.). usw.).

Hydrosphäre(Griechisch „gidorah“ – Wasser) – die wässrige Hülle der Erde. Es ist in oberirdisch und unterirdisch unterteilt.

Oberflächenhydrosphäre- die Wasserhülle des Oberflächenteils der Erde. Es umfasst das Wasser von Ozeanen, Meeren, Seen, Flüssen, Stauseen, Sümpfen, Gletschern, Schneedecken usw. Alle diese Gewässer befinden sich dauerhaft oder vorübergehend auf der Erdoberfläche und werden als Oberflächenwasser bezeichnet.

Die Oberflächenhydrosphäre bildet keine kontinuierliche Schicht und bedeckt zeitweise die Erdoberfläche zu 70,8 %.

Unterirdische Hydrosphäre- umfasst Gewässer im oberen Teil der Erdkruste. Sie werden Untergrund genannt. Die unterirdische Hydrosphäre wird von oben durch die Erdoberfläche begrenzt, ihre untere Grenze lässt sich nicht verfolgen, da die Hydrosphäre sehr tief in die Dicke der Erdkruste eindringt.

Bezogen auf das Erdballvolumen beträgt das Gesamtvolumen der Hydrosphäre höchstens 0,13 %. Der Hauptteil der Hydrosphäre (96,53 %) ist der Weltozean. Grundwasser macht 23,4 Millionen km 2 oder 1,69 % des Gesamtvolumens der Hydrosphäre aus, der Rest ist Wasser aus Flüssen, Seen und Gletschern.

Mehr als 98 % aller Wasserressourcen der Erde sind Salzwasser der Ozeane, Meere usw. Das Gesamtvolumen an Süßwasser auf der Erde beträgt 28,25 Millionen km 3 oder etwa 2 % des Gesamtvolumens der Hydrosphäre. Der Großteil des Süßwassers konzentriert sich in Gletschern, deren Wasser noch immer sehr wenig genutzt wird. Die übrigen für die Wasserversorgung geeigneten Süßgewässer machen 4,2 Millionen km3 Wasser aus, also nur 0,3 % des Volumens der Hydrosphäre.

Die Hydrosphäre spielt eine große Rolle bei der Gestaltung der natürlichen Umwelt unseres Planeten. Es beeinflusst auch sehr aktiv atmosphärische Prozesse (Erwärmung und Abkühlung von Luftmassen, Sättigung mit Feuchtigkeit usw.).

Atmosphäre(Griechisch „Atmos“ – Dampf) – die gasförmige Hülle der Erde, bestehend aus einer Mischung verschiedener Gase, Wasserdampf und Staub. Die Gesamtmasse der Atmosphäre beträgt 5,15-10 15 Tonnen. In einer Höhe von 10 bis 50 km, mit einer maximalen Konzentration in einer Höhe von 20-25 km, gibt es eine Ozonschicht, die die Erde vor übermäßiger ultravioletter Strahlung schützt. was für Organismen tödlich ist.

Die Atmosphäre beeinflusst die Lithosphäre physikalisch, chemisch und mechanisch und reguliert die Verteilung von Wärme und Feuchtigkeit. Wetter und Klima auf der Erde hängen von der Verteilung von Wärme, Druck und Wasserdampfgehalt in der Atmosphäre ab. Wasserdampf absorbiert Sonnenstrahlung, erhöht die Luftdichte und ist die Quelle aller Niederschläge. Die Atmosphäre unterstützt verschiedene Lebensformen auf der Erde.

Bei der Bildung der natürlichen Umwelt der Erde spielt die Rolle der Troposphäre (die untere Schicht der Atmosphäre bis zu einer Höhe von 8–10 km in polaren, 10–12 km in gemäßigten und 16–18 km in tropischen Breiten) und in geringerem Maße die Stratosphäre, eine Region kalter, verdünnter, trockener Luft mit einer Dicke von etwa 20 km. Meteoritenstaub fällt kontinuierlich durch die Stratosphäre, Vulkanstaub wird hineingeschleudert und in der Vergangenheit gelangten Produkte nuklearer Explosionen in die Atmosphäre.

In der Troposphäre kommt es zu globalen vertikalen und horizontalen Bewegungen von Luftmassen, die maßgeblich den Wasserkreislauf, den Wärmeaustausch und den grenzüberschreitenden Transport von Staubpartikeln und Schadstoffen bestimmen.

Atmosphärische Prozesse stehen in engem Zusammenhang mit Prozessen, die in der Lithosphäre und der Wasserhülle ablaufen.

Zu den atmosphärischen Phänomenen gehören: Niederschlag, Wolken, Nebel, Gewitter, Eis, Staubsturm (Sandsturm), Sturmböen, Schneesturm, Frost, Tau, Raureif, Vereisung, Polarlichter usw.

Atmosphäre, Hydrosphäre und Lithosphäre interagieren eng miteinander. Fast alle exogenen geologischen Prozesse an der Oberfläche werden durch diese Wechselwirkung verursacht und finden normalerweise in der Biosphäre statt.

Biosphäre- die äußere Hülle der Erde, die einen Teil der Atmosphäre bis zu einer Höhe von 25–30 km (bis zur Ozonschicht), fast die gesamte Hydrosphäre und den oberen Teil der Lithosphäre bis zu einer Tiefe von etwa 3 km umfasst. Die Besonderheit dieser Teile besteht darin, dass sie von lebenden Organismen bewohnt werden, die die lebende Materie des Planeten bilden. Das Zusammenspiel des abiotischen Teils der Biosphäre – Luft, Wasser und Gesteine ​​sowie organische Substanz – Biota bestimmte die Bildung von Böden und Sedimentgesteinen. Letztere weisen laut V. I. Wernadskij Spuren der Aktivität antiker Biosphären auf, die in vergangenen geologischen Epochen existierten.

Was ist die Biosphäre und wie unterscheidet sie sich von anderen Erdschichten?

Die Gesamtheit aller Biogeozänosen (Ökosysteme) der Erde stellt ein großes Ökosystem dar – die Biosphäre. Biogeozänose ist die elementare Struktur der Biosphäre. Die Biosphäre besteht aus lebenden und nichtlebenden Bestandteilen. Die Gesamtheit aller lebenden Organismen auf unserem Planeten bildet die lebende Materie der Biosphäre. Der Großteil der lebenden Organismen konzentriert sich an der Grenze der drei geologischen Hüllen der Erde: gasförmig (Atmosphäre), flüssig (Hydrosphäre) und fest (Lithosphäre). Zu den unbelebten Bestandteilen zählt der Teil der Atmosphäre, Lithosphäre und Hydrosphäre, der durch komplexe Prozesse der Stoff- und Energiemigration mit der lebenden Materie der Biosphäre verbunden ist. Die Grenzen des Lebens auf dem Planeten sind zugleich die Grenzen der Biosphäre. Somit ist die Biosphäre ein Teil der geologischen Hüllen der Erde, die von lebenden Organismen bevölkert werden.

Der Begriff „Biosphäre“ wurde 1875 vom Geologen E. Suess eingeführt. Der Schöpfer dieser Lehre ist der einheimische Naturforscher V.I. Wernadski. Er zeigte, dass sich die Biosphäre von anderen Sphären der Erde dadurch unterscheidet, dass sich innerhalb ihrer Grenzen die geologische Aktivität aller lebenden Organismen manifestiert. Lebende Organismen, die Sonnenenergie umwandeln, sind eine starke Kraft, die geologische Prozesse beeinflusst. Eine Besonderheit der Biosphäre als besonderer Hülle der Erde ist der kontinuierlich ablaufende Stoffkreislauf in ihr, der durch die Aktivität lebender Organismen reguliert wird. Da die Biosphäre Energie von außen – von der Sonne – erhält, handelt es sich um ein offenes System. Das Anfangsstadium der Stoff- und Energiemigration in der Biosphäre ist die Umwandlung der Sonnenstrahlungsenergie durch autotrophe Organismen im Prozess der Photosynthese. Daher nach den Lehren von V.I. Laut Wernadskij stellen lebende Organismen auf der Erde ein komplexes System zur Umwandlung der Energie der Sonnenstrahlen in die Energie geochemischer Prozesse dar. Lebende Organismen, die den Stoffkreislauf regulieren, dienen als mächtiger geologischer Faktor, der die Oberfläche unseres Planeten verändert. Diese Definition der Biosphäre spiegelt eine wichtige These wider: Unser Planet Erde ist nur deshalb das, was er heute ist, weil es Leben auf ihm gibt.

Somit ist die Biosphäre ein Teil des Erdraums, der vom Leben mit seiner aktiven chemischen Manifestation bedeckt ist. In der Biosphäre ist die Existenz von Organismen in allen möglichen Konzentrationen möglich – von einzelnen Bakterien und Sporen in 1 cm3 atmosphärischer Luft bis hin zu mächtigen tropischen Wäldern der Äquatorzone und Lebensspuren in den Tiefen des Weltozeans. Entsprechend ihren Anforderungen an die Umweltbedingungen siedeln sich Organismen in verschiedenen oberen Horizonten der Erde an: in der unteren Atmosphäre, in der Hydrosphäre, in Böden, in den Tiefen der Lithosphäre, gesättigt mit natürlichen Gewässern und Ölfeldern. Die gesamte lebende Materie nimmt in ihrer Masse im Vergleich zu den oberen Erdschalen einen unbedeutenden Bruchteil ein. Nach modernen probabilistischen Schätzungen beträgt die Gesamtmasse lebender Materie in der Neuzeit etwa 2420 Milliarden Tonnen. Somit macht die gesamte lebende Materie auf unserem Planeten etwa 1/10.000.000 der Masse der Erdkruste aus. Qualitativ gesehen ist die lebende Materie jedoch der am höchsten organisierte Teil der Erdmaterie. Lebende Materie nimmt hinsichtlich ihrer aktiven Wirkung auf die Umwelt eine Sonderstellung ein und unterscheidet sich qualitativ deutlich von anderen Hüllen der Erde, ebenso wie sich lebende Materie von toter Materie unterscheidet. Eine Bewertung der durchschnittlichen chemischen Zusammensetzung lebender Materie wurde von A.P. vorgenommen. Winogradow. Die Hauptbestandteile lebender Materie sind Elemente, die in der Natur weit verbreitet sind: in der Atmosphäre, Hydrosphäre, Lithosphäre und im Weltraum. Die durchschnittliche Elementzusammensetzung lebender Materie unterscheidet sich von der Zusammensetzung der Erdkruste durch ihren hohen Kohlenstoffgehalt. Hinsichtlich des Inhalts anderer Elemente wiederholen Organismen nicht die Zusammensetzung ihres Lebensraums. Sie absorbieren selektiv Elemente, die für den Aufbau ihres Gewebes notwendig sind. Im Lebensprozess nutzen Organismen die am besten zugänglichen Atome, die stabile chemische Bindungen eingehen können. Kohlenstoffatome haben die Fähigkeit, mit anderen Atomen lange Verbindungsketten zu bilden, was zum Aufbau unzähliger Polymere und anderer komplexer organischer hochmolekularer Verbindungen führt.

Die lebende Materie der Biosphäre nimmt im Allgemeinen einen unbedeutenden Raum auf der Skala des gesamten Globus ein. Die weit verbreitete Verwendung des Begriffs „lebende Materie“ ist mit den Werken von V.I. verbunden. Wernadski. Er zeigte, dass alle lebenden Organismen auf der Erde ein einziges Ganzes bilden – die lebende Materie des Planeten. Das Leben auf der Erde ist der herausragendste Prozess auf ihrer Oberfläche, der die lebensspendende Energie der Sonne empfängt und fast alle chemischen Elemente des Periodensystems in Bewegung setzt.

Wernadskij bewies, dass lebende Organismen eine sehr wichtige Rolle bei den geologischen Prozessen spielen, die das Antlitz der Erde formen. Die chemische Zusammensetzung der modernen Atmosphäre und Hydrosphäre wird durch die lebenswichtige Aktivität von Organismen bestimmt. Organismen sind für die Entstehung der Lithosphäre von großer Bedeutung – die meisten Gesteine, und nicht nur Sedimentgesteine, sondern auch Granite, sind durch ihren Ursprung auf die eine oder andere Weise mit der Biosphäre verbunden.

Mineralische Inertstoffe werden vom Leben verarbeitet und in eine neue Qualität umgewandelt. Lebende Organismen passen sich nicht nur an Umweltbedingungen an, sondern verändern diese auch aktiv. So bilden lebende und unbelebte Materie auf der Erde ein harmonisches Ganzes, das eigentlich Biosphäre genannt wird. Nach der bildlichen Aussage des russischen Geologen M. Wassojewitsch „sind die Biosphäre die Bewohner, das Haus und wir darin.“

Was ist die Biosphäre und wie unterscheidet sie sich von anderen Erdschichten?

natürlicher Schutz der Biosphäre

Die Erde hat 6 Schalen: Atmosphäre, Hydrosphäre, Biosphäre, Lithosphäre, Pyrosphäre und Zentrosphäre.

Die Atmosphäre ist die äußere gasförmige Hülle der Erde. Seine untere Grenze verläuft entlang der Lithosphäre und Hydrosphäre, seine obere Grenze liegt in einer Höhe von 1000 km. Die Atmosphäre ist in Troposphäre (bewegte Schicht), Stratosphäre (Schicht über der Troposphäre) und Ionosphäre (obere Schicht) unterteilt. Die durchschnittliche Höhe der Troposphäre beträgt 10 km. Seine Masse macht 75 % der Gesamtmasse der Atmosphäre aus. Die Luft in der Troposphäre bewegt sich sowohl in horizontaler als auch in vertikaler Richtung. Die Stratosphäre erhebt sich 80 km über die Troposphäre. Seine Luft bewegt sich nur in horizontaler Richtung und bildet Schichten. Noch höher erstreckt sich die Ionosphäre, die ihren Namen aufgrund der Tatsache erhielt, dass ihre Luft unter dem Einfluss von ultravioletter und kosmischer Strahlung ständig ionisiert wird.

Die Hydrosphäre nimmt 71 % der Erdoberfläche ein. Sein durchschnittlicher Salzgehalt beträgt 35 g/l. Die Temperatur der Meeresoberfläche beträgt 3 bis 32 °C, die Dichte beträgt etwa 1. Sonnenlicht dringt bis zu einer Tiefe von 200 m ein, und ultraviolette Strahlen dringen bis zu einer Tiefe von 800 m ein.

Die Biosphäre bzw. Lebenssphäre verschmilzt mit der Atmosphäre, der Hydrosphäre und der Lithosphäre. Seine obere Grenze reicht bis in die oberen Schichten der Troposphäre, die untere Grenze verläuft entlang des Bodens der Ozeanbecken. Die Biosphäre gliedert sich in die Sphäre der Pflanzen (über 500.000 Arten) und die Sphäre der Tiere (über 1.000.000 Arten).

Die Lithosphäre ist die felsige Hülle der Erde mit einer Dicke von 40 bis 100 km. Es umfasst Kontinente, Inseln und den Meeresboden. Durchschnittliche Höhe der Kontinente über dem Meeresspiegel: Antarktis – 2200 m, Asien – 960 m, Afrika – 750 m, Nordamerika – 720 m, Südamerika – 590 m, Europa – 340 m, Australien – 340 m.

Unterhalb der Lithosphäre befindet sich die Pyrosphäre – die feurige Hülle der Erde. Seine Temperatur steigt pro 33 m Tiefe um etwa 1 °C. Aufgrund der hohen Temperaturen und des hohen Drucks befinden sich Gesteine ​​in großen Tiefen wahrscheinlich in einem geschmolzenen Zustand.

Die Zentosphäre bzw. der Kern der Erde liegt in einer Tiefe von nicht einmal 1800 km. Nach Ansicht der meisten Wissenschaftler besteht es aus Eisen und Nickel. Der Druck erreicht hier 300.000.000.000 Pa (3.000.000 Atmosphären), die Temperatur beträgt mehrere tausend Grad. Der Zustand des Kerns ist noch unbekannt.

Die feurige Kugel der Erde kühlt weiter ab. Die harte Schale wird dicker, die feurige Schale wird dicker. Dies führte einst zur Bildung fester Steinblöcke – Kontinente. Der Einfluss der feurigen Sphäre auf das Leben auf dem Planeten Erde ist jedoch immer noch sehr groß. Die Umrisse der Kontinente und Ozeane, das Klima und die Zusammensetzung der Atmosphäre veränderten sich immer wieder.

Exogene und endogene Prozesse verändern kontinuierlich die feste Oberfläche unseres Planeten, was wiederum einen aktiven Einfluss auf die Biosphäre der Erde hat.

In der Biosphäre laufen alle Prozesse unter dem direkten Einfluss lebender Organismen ab. Die Biosphäre befindet sich an der Schnittstelle von Lithosphäre, Hydrosphäre und Atmosphäre und reicht von 11 km tief in die Erde bis 33 km über der Erde. Lebende Organismen, zu denen alle bekannten chemischen Elemente gehören, wandeln während ihrer Lebensprozesse Energie um. Alle Lebewesen sind in fünf Reiche unterteilt: Bakterien, Algen, Pilze, Pflanzen und Tiere.

Die moderne Wissenschaft geht davon aus, dass es vor etwa einer Milliarde Jahren eine Aufteilung der Lebewesen in die Reiche der Pflanzen und Tiere gab. Die Unterschiede zwischen ihnen lassen sich in drei Gruppen einteilen: 1) entsprechend der Struktur der Zellen und ihrer Wachstumsfähigkeit; 2) entsprechend der Ernährungsmethode; 3) entsprechend der Bewegungsfähigkeit. Tierische Zellen haben Zentriolen, aber kein Chlorophyll oder eine Zellwand, die sie daran hindern würde, ihre Form zu verändern. Die meisten Pflanzen gewinnen die lebensnotwendigen Stoffe durch die Aufnahme von Mineralstoffen. Tiere ernähren sich von vorgefertigten organischen Verbindungen, die Pflanzen durch den Prozess der Photosynthese erzeugen. Die Klassifizierung von Pflanzen und Tieren erfolgt nach ihren besonderen Merkmalen. Die Art wurde als Hauptstruktureinheit erkannt, und höhere Ebenen bestanden nacheinander aus Gattung, Ordnung und Klasse.

Auf der Erde gibt es 500.000 Pflanzenarten und 1,5 Millionen Tierarten, darunter 70.000 Wirbeltiere, etwa 16.000 Vögel und 12.540 Säugetierarten. Eine solche Systematisierung verschiedener Lebensformen schuf die Voraussetzungen für die Erforschung der lebenden Materie als Ganzes, die erstmals der herausragende russische Wissenschaftler Wladimir Iwanowitsch Wernadski in seiner Biosphärenlehre durchgeführt hat. Die wichtigsten Schlussfolgerungen von Wernadskijs Biosphärenlehre lassen sich wie folgt zusammenfassen:

• 1. Das Prinzip der Integrität besagt, dass Biosphäre und Leben als ein Ganzes existieren. Das Leben ist ein notwendiger und natürlicher Teil eines harmonischen kosmischen Mechanismus.
• 2. Das Prinzip der Harmonie der Biosphäre liegt in ihrer Organisation, Harmonie und der untrennbaren Verbindung lebender und unbelebter Komponenten darin.
• 3. Das Prinzip der Bedeutung der Rolle der Lebewesen in der Evolution der Erde besagt, dass es auf der Erdoberfläche keine chemische Kraft gibt, die konstanter wirkt und in ihren Endfolgen mächtiger ist als die Organismen als Ganzes. Das Erscheinungsbild der Erde als Himmelskörper ist tatsächlich vom Leben geprägt.
• 4. Die Hauptaufgabe der Biosphäre besteht darin, Sonnenenergie in effektive Energie der Erde umzuwandeln. Kosmische Energie bewirkt die Entwicklung des Lebens, die durch Fortpflanzung erreicht wird.
• 5. Die Trägheitsregel ist die Ausbreitung des Lebens über die Erdoberfläche aufgrund der Manifestation seiner geochemischen Energie. Kleine Organismen vermehren sich viel schneller als große.
• 6. Das Gesetz der Sparsamkeit bei der Verwendung einfacher chemischer Körper durch lebende Materie besagt, dass ein Element, sobald es in den Körper gelangt, eine lange Reihe von Zuständen durchläuft und der Körper gleichzeitig nur die erforderliche Menge an Elementen einführt.
• 7. Die Grenzen des Lebens werden durch die physikalischen und chemischen Eigenschaften der Verbindungen, aus denen der Körper besteht, und ihre Unzerstörbarkeit unter bestimmten Umweltbedingungen bestimmt. Das maximale Lebensfeld wird durch die extremen Überlebensgrenzen der Organismen bestimmt. Die Obergrenze des Lebens wird durch Strahlungsenergie bestimmt, deren Vorhandensein Leben ausschließt und vor der der Ozonschild schützt. Die untere Grenze ist mit dem Erreichen einer hohen Temperatur verbunden. Beispielsweise ist das Lebenstemperaturintervall von 430° (von -250 °C bis +180 °C) das begrenzende thermische Feld.
• 8. Das Leben eroberte nach und nach, indem es sich langsam anpasste, die Biosphäre, und diese Eroberung endete nicht. Der Stabilitätsbereich des Lebens ist das Ergebnis einer Anpassung im Laufe der Zeit.

Biosphäre, laut V.I. Wernadskij ist eine organisierte, eindeutige Hülle der Erdkruste, die mit Leben verbunden ist. Die Grenzen der Biosphäre werden vor allem durch den Existenzbereich des Lebens begrenzt. Die Biosphäre ist nicht nur eine der existierenden Hüllen der Erde, wie die Lithosphäre, Hydrosphäre oder Atmosphäre. Der Hauptunterschied zwischen der Biosphäre besteht darin, dass es sich um eine organisierte Hülle handelt. Am Leben zu sein bedeutet, organisiert zu sein, bemerkte V.I. Wernadskij, und das ist die Essenz des Konzepts der Biosphäre als einer organisierten Hülle der Erde.

Laut V.I. Wernadskij, die Substanz der Biosphäre ist in ihrer physikalischen und chemischen Zusammensetzung heterogen, nämlich:

• - lebende Materie – eine Ansammlung lebender Organismen;
• - biogene Materie – ein kontinuierlicher biogener Fluss von Atomen aus lebender Materie in die indirekte Materie der Biosphäre und zurück;
• - inerte Materie (Atmosphäre, Gase, Gesteine ​​usw.);
• - bioinerte Materie, zum Beispiel Böden, Schlick, Oberflächengewässer, die Biosphäre selbst, d. h. komplexe natürliche inerte lebende Strukturen;
• - radioaktive Substanz;
• - verstreute Atome;
• - eine Substanz kosmischen Ursprungs.

Obwohl die Grenzen der Biosphäre recht eng sind, sind die darin lebenden Organismen sehr ungleichmäßig verteilt. In großen Höhen und in den Tiefen der Hydro- und Lithosphäre sind Organismen relativ selten. Das Leben konzentriert sich hauptsächlich auf der Erdoberfläche, im Boden und in der oberflächennahen Schicht des Ozeans. Die Gesamtmasse lebender Organismen wird auf 2,43 * 1012 Tonnen geschätzt. Die Biomasse der an Land lebenden Organismen besteht zu 99,2 % aus Grünpflanzen und zu 0,8 % aus Tieren und Mikroorganismen. Im Ozean hingegen machen Pflanzen 6,3 % und Tiere und Mikroorganismen 93,7 % der gesamten Biomasse aus. Das Leben konzentriert sich hauptsächlich auf das Land. Die Gesamtbiomasse des Ozeans beträgt nur 0,03 1012 oder 0,13 % der Biomasse aller auf der Erde lebenden Lebewesen. Ein wichtiges Muster lässt sich bei der Verteilung lebender Organismen nach Artenzusammensetzung beobachten. Von der Gesamtzahl der Arten sind 21 % Pflanzen, ihr Anteil an der Gesamtbiomasse beträgt jedoch 99 %. Unter den Tieren sind 96 % der Arten Wirbellose und nur 4 % Wirbeltiere, davon ein Zehntel Säugetiere. Die Masse der lebenden Materie beträgt nur 0,01–0,02 % der inerten Materie der Biosphäre, spielt aber bei geochemischen Prozessen eine führende Rolle. Organismen beziehen für den Stoffwechsel notwendige Stoffe und Energie aus der Umwelt. Begrenzte Mengen lebender Materie werden neu erzeugt, umgewandelt und zersetzt. Dank der lebenswichtigen Aktivität von Pflanzen und Tieren werden jedes Jahr etwa 10 % der Biomasse reproduziert. Neben Pflanzen und Tieren V.I. Wernadskij schließt in den Begriff der „lebenden Materie“ die Menschheit ein, deren Einfluss auf geochemische Prozesse sich vom Einfluss anderer Lebewesen zum einen durch seine Intensität unterscheidet, die im Laufe der geologischen Zeit zunimmt; zweitens die Auswirkungen menschlicher Aktivitäten auf andere Lebewesen.

Das Leben auf der Erde hängt heute vollständig von der Photosynthese ab. Durch die Fixierung der Energie des Sonnenlichts in den Produkten der Photosynthese spielen Pflanzen die kosmische Rolle einer Energiequelle auf der Erde. Unter Photosynthese versteht man die Umwandlung einfacher Verbindungen (Wasser, Kohlendioxid und Mineralstoffe) durch grüne Pflanzen und photosynthetische Mikroorganismen unter Beteiligung von Lichtenergie und lichtabsorbierenden Pigmenten (Chlorophyll usw.) in komplexe organische Substanzen, die für das Leben aller notwendig sind Organismen. Jedes Jahr bilden Pflanzen bis zu 100 Milliarden Tonnen organische Substanzen und fixieren diese

9 * 1020 J Sonnenstrahlungsenergie. Gleichzeitig nehmen Pflanzen bis zu 170 Milliarden Tonnen Kohlendioxid aus der Atmosphäre auf und zersetzen bis zu 130 Milliarden Tonnen Wasser, wobei bis zu 115 Milliarden Tonnen freier Sauerstoff freigesetzt werden.

Somit werden alle biotischen Komponenten eines Ökosystems in drei Hauptgruppen unterteilt: Produzenten (grüne Pflanzen und Organismen, die chemische Energie nutzen können – Chemosynthese), Verbraucher oder Konsumenten (können mehrere trophische Ebenen haben) und Zersetzer oder Zerstörer (Organismen). organisches Material umwandeln, mineralisieren und dadurch den biologischen Kreislauf schließen). Alle lebenden Organismen, die sich auf die eine oder andere Weise gegenseitig nutzen, bilden einen riesigen biologischen Kreislauf der Biosphäre. Dieser Kreislauf ist nicht vollständig geschlossen: Neben dem Energieeintrag (Sonnenenergie) gibt es auch einen Ausstoß – ein Teil der absterbenden organischen Substanz kann nach der Zersetzung durch Mikroorganismen-Mineralisatoren in wässrige Lösungen gelangen und sich in Form von Sedimenten ablagern Gesteine, und der andere Teil bildet Ablagerungen biogener Gesteine ​​wie Kohle, Torf, Sapropel usw.

In diesem großen biogeochemischen Stoff- und Energiekreislauf werden eine Reihe spezifischerer Stoffkreisläufe unterschieden – Wasser, Kohlenstoff, Sauerstoff, Stickstoff, Schwefel, Phosphor usw., in denen der Austausch chemischer Elemente zwischen lebenden und anorganischen Organismen stattfindet Umfeld. Die Existenz dieser biogeochemischen Kreisläufe bestimmt das Erscheinungsbild moderner Ökosysteme, die Stabilität und Selbstregulierung der gesamten Biosphäre. Unabhängig davon, wie komplex und vielfältig die Erscheinungsformen des Lebens auf der Erde auch sein mögen, sind alle Lebensformen durch den Kreislauf von Materie und Energie miteinander verbunden.

Dabei lassen sich drei Stadien in der Evolution der Biosphäre unterscheiden. Die erste Stufe war die Entstehung des biotischen Kreislaufs, was die Bildung der Biosphäre bedeutete. Die zweite Stufe ist die Komplikation des Lebens auf dem Planeten aufgrund der Entstehung mehrzelliger Organismen. Die dritte Stufe ist die Bildung der menschlichen Gesellschaft, die durch ihre wirtschaftlichen Aktivitäten einen zunehmenden Einfluss auf die Entwicklung der Biosphäre (Noosphäre) hat. Versuche, die Hauptstadien der Evolution der Biosphäre zu identifizieren, verdienen allein deshalb Aufmerksamkeit, weil sie dieses Problem als eine der wichtigen Aufgaben der modernen Evolutionstheorie darstellen.

Der Planet Erde ist erstaunlich und einzigartig. Es besteht aus mehreren Hüllen: Atmosphäre, Hydrosphäre, Biosphäre, Lithosphäre, Pyrosphäre und Zentrosphäre. Im Gegensatz zu anderen Planeten wird die Erde von Pflanzen, Tieren, Menschen, Mikroorganismen usw. bewohnt. Alle lebenden Organismen bilden die Biosphäre. Diese Hülle umfasst einen Teil der Atmosphäre und Lithosphäre sowie die gesamte Hydrosphäre. In diesem Artikel werden wir untersuchen, was die Biosphäre ist, welche Bestandteile und Funktionen sie hat.

Definition des Konzepts

Obwohl heute fast jeder weiß, was die Biosphäre ist, wurde die Definition dieses Konzepts erst 1875 vom österreichischen Geologen Eduard Suess (Werk „Das Gesicht der Erde“) in die wissenschaftliche Zirkulation eingeführt. Im nächsten halben Jahrhundert wurde dieser Begriff jedoch nur in engen Kreisen verwendet.

Im Jahr 1926 veröffentlichte der berühmte russische Wissenschaftler W. I. Wernadski das Buch „Biosphäre“. In dieser Arbeit begründete er die Rolle lebender Organismen in geologischen Prozessen. Es war V. I. Wernadski, der als erster feststellte, was die Biosphäre ist und wie sie sich von anderen Erdhüllen unterscheidet. Er zeigte, dass es sich um ein dynamisches, aktives System handelt, das von Lebewesen bewohnt und kontrolliert wird.

Heute gibt es in der Wissenschaft nur eine allgemein akzeptierte Definition des Begriffs „Biosphäre“. Dies ist die Hülle des Planeten Erde, die von lebenden Organismen bewohnt wird. Die Biosphäre nimmt im Verhältnis zu anderen Geosphären eine Sonderstellung ein. Dies liegt daran, dass sich die geologische Aktivität aller Lebewesen nur innerhalb der Grenzen dieser Hülle manifestiert.

Grenzen der Biosphäre

Die Biosphäre umfasst den oberen Bereich (ca. 7,5 km) der Lithosphäre, die untere Grenze der Atmosphäre (15–20 km) und die gesamte Hydrosphäre.

Die Lithosphäre ist die harte Hülle unseres Planeten. Es bedeckt die gesamte Erdkruste und einen Teil des oberen Erdmantels. Die meisten lebenden Organismen kommen im Boden in einer Tiefe von bis zu 1 m vor. Einige Bakterien können jedoch tief in die Lithosphäre eindringen (bis zu 4 km).

Die Hydrosphäre ist die wässrige Hülle des Planeten Erde. Es stellt die Gesamtheit aller Ozeane, Meere, Flüsse, Seen und anderen Gewässer dar. Diese Schale ist vollständig entwickelt und von lebenden Organismen besiedelt. Die meisten von ihnen leben in Tiefen von bis zu 200 m. Einige Arten leben jedoch sogar auf dem Grund des Weltozeans (ca. 12 km).

Die Atmosphäre ist die gasförmige Hülle unseres Planeten. Es besteht aus Stickstoff, Sauerstoff, Ozon und Kohlendioxid. Die Biosphäre umfasst nur die untersten Schichten der Atmosphäre. Dies liegt daran, dass bestimmte Insekten- und Vogelarten eine Höhe von bis zu 5 km über der Erdoberfläche erreichen können.

Bestandteile der Biosphäre

Die Biosphäre besteht aus 4 Komponenten (Klassifikation vorgeschlagen von V.I. Vernadsky):

• Lebende Materie. Seine Menge beträgt etwa 0,25 % der Masse der Biosphäre. Diese Substanz repräsentiert die Gesamtheit aller lebenden Organismen auf dem Planeten. Sie werden in vier Reiche eingeteilt: Bakterien, Pflanzen, Pilze und Tiere. Lebende Materie zeichnet sich durch erhebliche Energie aus, sie zeichnet sich durch Mobilität und kontinuierlichen Generationswechsel aus, wodurch alle ihre Bestandteile ständig erneuert werden.
• Biogene Substanz. Dies ist alles, was im Laufe des Lebens von Organismen entsteht und aus tierischen und pflanzlichen Rückständen (Kalksteine, Öl, atmosphärische Gase, Torf usw.) besteht. Alle biogenen Bestandteile dienen als kraftvolle Energiequelle.
• Inerte Substanz. Dabei handelt es sich um Elemente, an deren Entstehung Lebewesen und Mikroorganismen nicht beteiligt sind (Gesteine, Lava etc.).
• Bioinerte Substanz. Dies sind Bestandteile der Biosphäre, die durch die gemeinsame Aktivität lebender Organismen und abiogener Prozesse (Boden, Ton, Sedimentgestein, Verwitterungskruste, Wasser usw.) entstehen.

Merkmale und Funktionen der Biosphäre

Die Biosphäre hat wie andere wichtige natürliche Systeme eine Reihe von Funktionen. Schauen wir uns die wichtigsten davon an.

• Integrität. Die Biosphäre ist ein zentralisiertes System, dessen Hauptelement lebende Materie ist. Alle seine Komponenten sind eng miteinander verbunden und interagieren ständig. Infolgedessen führt eine Änderung eines Elements zu einer Umstrukturierung des gesamten Systems.
• Selbstregulierung. Die Biosphäre ist durch einen Prozess namens Homöostase gekennzeichnet. Es ermöglicht dem System, seinen Zustand selbstständig aufrechtzuerhalten und zu regulieren.
• Nachhaltigkeit. Die Fähigkeit der Biosphäre, ihre Eigenschaften und Merkmale unter dem Einfluss äußerer Faktoren beizubehalten. Diese Funktion ermöglicht es dem System, seinen aktuellen Zustand beizubehalten und nach Stößen in den ursprünglichen Zustand zurückzukehren.

Eines der Hauptmerkmale und Merkmale der Biosphäre ist die Vielfalt. Aufgrund der Existenz verschiedener biologischer Arten im System herrscht stets eine Konkurrenzatmosphäre, die Schutz vor äußeren Einflüssen bietet.

Funktionen lebender Materie

Heute weiß die Wissenschaft mit Sicherheit, was die Biosphäre ist. In der Biologie ist ihr Hauptbestandteil – lebende Materie – die wichtigste Kategorie. Betrachten wir die Funktionen dieses systembildenden Elements der Biosphäre.

• Gas. Diese Funktion steht in engem Zusammenhang mit dem Stoffwechsel und der Atmung. Bei diesen Gasreaktionen werden Sauerstoff, Kohlendioxid usw. absorbiert und freigesetzt. Dank dieser Funktion entstand die moderne Zusammensetzung der Luft.
• Energie. Diese Funktion basiert auf dem Prozess der Photosynthese – der Aufnahme von Sonnenenergie durch lebende Materie und deren Weiterleitung.
• Redox. Diese Funktion besteht darin, die chemischen Eigenschaften von Substanzen zu verändern, die Atome mit unterschiedlichem Oxidationsgrad enthalten. Solche Reaktionen sind die Grundlage des biologischen Stoffwechsels.
• Zerstörungsfunktion. Dies ist der Prozess der Zersetzung von Organismen in mineralische Substanzen nach ihrem Tod.
• Konzentration. Dies ist der Prozess der Ansammlung und Bewegung von Atomen.

Die Bedeutung lebender Materie

• Akkumulation von Sonnenenergie und deren Umwandlung (in chemische, mechanische, thermische, elektrische usw.).
• Die Bildung der meisten Mineralien und Gesteine ​​ist das Ergebnis der lebenswichtigen Aktivität lebender Organismen.
• Ansammlung chemischer Elemente. Lebende Organismen reichern wichtige Bestandteile (Eisen, Magnesium, Kupfer, Natrium) im Gewebe ihres Körpers und in der Umwelt an.
• Der Kreislauf der meisten chemischen Elemente findet in der Biosphäre statt.
• Großer Einfluss auf die Zusammensetzung des Bodens, der Atmosphäre und der Hydrosphäre.
• Einige chemische Komponenten und Verbindungen können nur in lebenden Organismen existieren.