Biosféra
Aktuální verze stránky ještě nebyla zkontrolována zkušenými přispěvateli a může se výrazně lišit od verze recenzované 22. června 2019; kontroly vyžadují 88 úprav .| Geosféry |
| Vnitřní: |
|---|
| • Kůra |
| - Kontinentální |
| - Oceánský |
| • Župan |
| - Astenosféra |
| - Horní |
| - Nižší |
| • Jádro |
| - Externí |
| - Vnitřní |
| Externí: |
| • Litosféra |
| - Stratisféra |
| • Hydrosféra |
| • Atmosféra |
| - Stratosféra |
| - Mezosféra |
| - Termosféra |
| • Ionosféra |
| • Magnetosféra |
| = Exosféra |
| Komplex: |
| • Zeměpisné |
| • Biosféra |
| - Biogeosféra |
| - Ekosféra |
| - Pedosféra |
| • Kryosféra |
| - Glaciosféra |
| = barysféra |
| = tektonosféra |
| Antropogenní: |
| Noosféra |
| antroposféra |
| Technosféra |
| Kakosféra |
| Struktura Země |
Biosféra (z řeckého βιος - život a σφαῖρα - koule, koule) - skořápka Země , obývaná živými organismy , pod jejich vlivem a obsazená produkty jejich životní činnosti, stejně jako souhrn jejích vlastností jako planeta, kde jsou vytvořeny podmínky pro rozvoj biologických systémů; globálního ekosystému Země.
Popis
Biosféra se začala formovat nejpozději před 3,8 miliardami let, kdy se na naší planetě začaly objevovat první organismy. Proniká celou hydrosférou , horní částí litosféry a spodní částí atmosféry , to znamená, že obývá ekosféru . Biosféra je souhrn všech živých organismů. Je domovem více než 3 000 000 druhů rostlin, zvířat, hub a bakterií. Člověk je také součástí biosféry, svou činností předčí mnohé přírodní procesy a jak řekl V. I. Vernadskij: "Člověk se stává mocnou geologickou silou."
Francouzský přírodovědec Jean Baptiste Lamarck na počátku 19. století. nejprve navrhl koncept biosféry, aniž by dokonce uvedl samotný termín. Termín „biosféra“ navrhl rakouský geolog a paleontolog Eduard Suess v roce 1875 [1] .
Holistickou teorii biosféry vytvořil sovětský biogeochemik a filozof V. I. Vernadskij . Živým organismům poprvé přisoudil roli hlavní transformační síly planety Země , přičemž zohlednil jejich činnost nejen v současnosti, ale i v minulosti.
Existuje další, širší definice: Biosféra je oblast distribuce života na kosmickém těle. Zatímco existence života na jiných vesmírných objektech kromě Země je stále neznámá, má se za to, že biosféra se k nim může rozšířit ve skrytějších oblastech, například v litosférických dutinách nebo v subglaciálních oceánech. Zvažuje se tedy například možnost existence života v oceánu Europa , satelitu Jupiteru .
Umístění biosféry
Biosféra zahrnuje horní vrstvy litosféry, ve kterých žijí organismy, hydrosféru a spodní vrstvy atmosféry.
Hranice biosféry
- Horní hranice v atmosféře : 15-20 km . Je určeno ozónovou vrstvou , která blokuje krátkovlnné ultrafialové záření , které je škodlivé pro živé organismy.
- Dolní hranice v litosféře : 3,5–7,5 km. Je dána teplotou přechodu vody na páru a teplotou denaturace bílkovin , obecně je však šíření živých organismů omezeno do hloubky několika metrů v půdě a stovek metrů v podzemních jeskyních.
- Hranice mezi atmosférou a litosférou v hydrosféře : 10-11 km. Určeno dnem světového oceánu, včetně usazenin na dně .
Složení biosféry
Struktura biosféry [2] :
- Živá hmota – souhrn těl živých organismů obývajících Zemi, je fyzikálně-chemicky jednotná, bez ohledu na jejich systematickou příslušnost. Hmotnost živé hmoty je relativně malá a odhaduje se na 2,4 ... 3,6⋅10 12 tun (v suché hmotnosti) a je menší než jedna miliontina celé biosféry (cca 3⋅10 18 tun), což zase , je méně než jedna tisícina hmotnosti Země. Ale to je jedna z „nejmocnějších geochemických sil naší planety“, protože živé organismy neobývají pouze zemskou kůru , ale přetvářejí tvář Země. Živé organismy obývají zemský povrch velmi nerovnoměrně. Jejich distribuce závisí na zeměpisné šířce.
- Biogenní látka je látka vytvořená a zpracovaná živým organismem. Během organické evoluce prošly živé organismy svými orgány, tkáněmi, buňkami a krví tisíckrát většinu atmosféry, celý objem světového oceánu a obrovskou masu minerálních látek. [3] Tuto geologickou roli živé hmoty si lze představit podle ložisek uhlí , ropy , karbonátových hornin atd.
- Inertní hmota - produkty vzniklé bez účasti živých organismů.
- Bioinertní látka je látka, která vzniká současně živými organismy a inertními procesy, představující dynamicky vyvážené systémy obou. Jsou to půda , bahno , zvětrávající kůra atd. Organismy v nich hrají prim.
- Látka podléhající radioaktivnímu rozpadu.
- Rozptýlené atomy, nepřetržitě vytvářené z jakéhokoli druhu pozemské hmoty pod vlivem kosmického záření.
- Látka kosmického původu.
Vrstvy biosféry [4]
Celá vrstva vlivu života na neživou přírodu se nazývá megabiosféra a spolu s artebiosférou - prostorem lidské expanze v blízkozemském prostoru - panbiosféra.
Atmosféra
Substrátem pro život v atmosféře mikroorganismů (aerobiontů) jsou vodní kapky - atmosférická vlhkost, zdroj energie - sluneční energie a aerosoly. Přibližně od vrcholků stromů do výšky nejčastějšího místa kupovité oblačnosti se rozprostírá tropobiosféra (s tropobionty; tento prostor je tenčí vrstva než troposféra ). Nad ní se rozprostírá vrstva extrémně řídké mikrobioty – altobiosféra (s altobionty). Nahoře je prostor, kam organismy vstupují náhodně a zřídka a nerozmnožují se – parabiosféra. Nahoře je apobiosféra.
Geosféra
Geobiosféru obývají geobionti, substrát a částečně i životní prostředí, kterému slouží zemská nebeská klenba. Geobiosféra se skládá z oblasti života na zemském povrchu - terabiosféry (s terrabionty), rozdělené na fytosféru (od povrchu země po vrcholky stromů) a pedosféru ( půdy a podloží ; někdy je zde zahrnuta celá zvětrávací kůra) a život v hlubinách Země - litobiosféře (s litobionty žijícími v pórech hornin , zejména v podzemních vodách). Ve vysokých polohách v horách, kde již není možný život vyšších rostlin, se nachází vysokohorská část terrabiosféry - eolická zóna (s eolobionty). Litobiosféra se rozpadá na vrstvu, kde je možný život aerobů – hypoterrabiosféru, a vrstvu, kde mohou žít pouze anaeroby – telurobiosféru. Život v neaktivní formě může proniknout hlouběji do hypobiosféry. Metabiosféra - všechny biogenní a bioinertní horniny. Hlubší je abiosféra.
Hydrosféra
Hydrobiosféra - celá globální vrstva vody (bez podzemní vody), obývaná hydrobionty - se rozpadá na vrstvu kontinentálních vod - aquabiosféru (s vodními organismy) a oblast moří a oceánů - marinobiosféru ( s marinobionty).Jsou zde 3 vrstvy - relativně jasně osvětlená fotosféra , vždy velmi soumraková dysfotosféra (až 1% slunečního oslunění ) a vrstva absolutní tmy - afotosféra .
Mezi horní hranicí hypobiosféry a spodní hranicí parabiosféry leží vlastní biosféra, eubiosféra.
Historie vývoje biosféry
Vývoj je pozorován pouze v živé hmotě a s tím spojená bio-inertnost. V inertní hmotě naší planety se evoluční proces neprojevuje [1] .
Původ života
Život na Zemi vznikl v Archaean – asi před 3,5 miliardami let v hydrosféře. Toto je věk nejstarších organických pozůstatků nalezených paleontology . Stáří Země jako samostatné planety sluneční soustavy se odhaduje na 4,5 miliardy let. Můžeme tedy předpokládat, že život vznikl v mladické fázi života planety. V Archaeanu se objevují první eukaryota – jednobuněčné řasy a prvoci. Proces tvorby půdy na zemi začal. Na konci archeanu se u živočišných organismů objevil sexuální proces a mnohobuněčnost.
Budoucnost biosféry
Zásadní rozdíl mezi živou hmotou a neživou hmotou spočívá v realizaci funkce maximalizace stability prvků a jejich složení v časoprostoru. Tato pravidelnost je založena na potřebě udržovat stacionární stav za podmínek nerovnováhy. Základní závislost délky života populace na jejích parametrech je vyjádřena kongruencí: kde je reprodukční koeficient, je kapacita rozsahu, je střední kvadratická variace rozsahu. Tato rovnost znamená, že populace může prodloužit průměrnou délku života jedince bez výrazného nárůstu energie (pokud zvýší kapacitu prostředí nebo sníží ztráty v důsledku konkurence ( zvýšení konektivity ), nebo se přizpůsobí měnícím se podmínkám zvýšením složitost jeho organizace). Zkušenosti z dlouhodobých pozorování nám umožňují konstatovat, že bazální metabolismus ( mW) organismů vysokých taxonů je exponenciální funkcí doby jejich vzniku ( milion let): Na základě těchto úvah je tepelný tok v klidu je tím větší, čím je organismus považován za evolučně mladší.
Prostor planety je anizotropně spojitý, což se pro živou hmotu svou živostí [5] jeví jako riemannovský prostor, zatímco prostor biosféry je euklidovský (s množinou riemannovských podprostorů v něm vložených). Shrnutí V.I.Vernadského: biosféra je reprezentována zemským obalem, ve kterém jsou v prostorových stavech euklidovské trojrozměrné geometrie těles rozptýleně a v rozptýlené formě zahrnuty vyjmenované malé Riemannovy prostory živé hmoty, spojení mezi nimiž je udržováno nepřetržitým biogenním proudem atomů [6] .
Historie výzkumu biosféry
K rozvoji teorie biosféry velmi přispěl V. I. Vernadskij . Termín biosféra poprvé zavedl Eduard Suess v roce 1875.
N. A. Solntsev v krajinářství rozlišoval mezi fytosférou a zoosférou.
Umělá biosféra
Biosféra je otevřený systém. Člověk nemůže existovat mimo biosféru, ale snaží se prozkoumat vesmír. I K. E. Ciolkovskij spojoval průzkum vesmíru s vytvořením umělé biosféry [7] .
V současnosti se myšlenka jeho vzniku opět stává aktuální v souvislosti s plány na průzkum Měsíce a Marsu . V tuto chvíli však pokus o vytvoření zcela autonomní umělé biosféry nebyl úspěšný.
Uvažuje se o možnosti vytvoření (zatím ve vzdálené budoucnosti) mimozemské biosféry na jiných planetách pomocí terraformingu .
Poznámky
- ↑ 1 2 Vernadsky V. I. Pár slov o noosféře // Úspěchy moderní biologie. - 1944, č. 18, s. 113-120.
- ↑ Vernadsky V. I. Chemická struktura biosféry Země a jejího prostředí - M . : Nauka, 2001
- ↑ Andrej Žuravlev. Kdo přenesl hory? // Populární mechanika . - 2019. - č. 11 . - S. 94-99 .
- ↑ Struktura biosféry // Věda a život . - 1987. - č. 10 . - S. 32 . — ISSN 0028-1263 .
- ↑ Yu.A. Urmantsev - Zkušenosti s axiomatickou konstrukcí obecné teorie systémů.
- ↑ Yu.G. Puzachenko - Biologická diverzita v biosféře: systemologická a sémantická analýza.
- ↑ K. E. Ciolkovskij . Vesmírná filozofie. Kolekce . — M. : IDLI, 2004.
Literatura
- Moiseev N.N. Ekologie lidstva očima matematika. - M .: Mladá garda, 1988. - 254 s. — ISBN 5-235-00061-7 .
Odkazy
 Slovníky a encyklopedie | |
|---|---|
| V bibliografických katalozích |
|
| Skořápky Země | |||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Externí |  | ||||||
| Vnitřní |
| ||||||
| Země | ||
|---|---|---|
| Historie Země |  | |
| Fyzikální vlastnosti Země | ||
| Skořápky Země | ||
| Geografie a geologie | ||
| životní prostředí | ||
| viz také | ||
| ||
| Ekosystém | |
|---|---|
| přírodní oblasti | |
| Funkční komponenty | |
| Konstrukční komponenty |
|
| Abiotické složky |
|
| Funkční |
|
| Znečištění ekosystémů | |
| Úrovně organizace života | |
|---|---|
| |