Главная → Спа → Основные сферы планеты Земля: литосфера, гидросфера, биосфера и атмосфера. Проверочная работа "основы учения о биосфере" Какая оболочка земли заселенная живыми организмами

Основные сферы планеты Земля: литосфера, гидросфера, биосфера и атмосфера. Проверочная работа "основы учения о биосфере" Какая оболочка земли заселенная живыми организмами

Крупнейшим обобщением в комплексе наук о Земле (геология, география, геохимия, биология) стало учение о биосфере, созданное русским ученым В. И. Вернадским. Начав свою научную деятельность (как геолог) с изучения осадочных пород земной коры, В. И. Вернадский выявил огромную роль живых организмов в сложных геохимических процессах нашей планеты. В 1926 г. вышла его книга «Биосфера». В этом произведении глубоко анализируются сложные взаимоотношения живых организмов и неживой природы Земли. Его работа несколько опередила время. Лишь во второй половине ХХ в., на фоне обострения экологических проблем, его учение о биосфере получило широкое распространение.

Важным элементом учения В. И. Вернадского о биосфере является идея тесной зависимости биосферы от деятельности человека и сохранности ее в результате разумного отношения человека к природе. Ученый писал:

Человечество, взятое в целом, становится мощной геологической силой. Перед ним, перед его мыслью и трудом становится вопрос о перестройке биосферы в интересах свободно мыслящего человечества как единого целого. Это новое состояние биосферы, к которому мы, не замечая этого, приближаемся, и есть ноосфера. 1

В настоящее время учение о биосфере представляет собой важнейшую часть экологии, непосредственно связанную с проблемами регулирования взаимодействия человека и природы.

Впервые термин «биосфера» был употреблен Ж. Б. Ламарком в начале XIX в. Позднее он был упомянут в работе австрийского геолога Э. Зюсса в 1875 г. Однако это понятие не было детально разработано названными учеными, а использовано вскользь для обозначения области жизни на Земле. Лишь в работах В. И. Вернадского оно анализируется детально и тщательно и под ним понимается «оболочка жизни» на нашей планете.

Биосферой называют совокупность всех живых организмов нашей планеты и те области геологических оболочек Земли, которые заселены живыми существами и подвергались в течение геологической истории их воздействию.

Границы биосферы. Живые организмы неравномерно распространены в геологических оболочках Земли: литосфере, гидросфере и атмосфере (рис. 1). Поэтому биосфера сейчас включает верхнюю часть литосферы, всю гидросферу и нижнюю часть атмосферы.

Рис. 1. Область распространения организмов в биосфере: 1 - уровень озонового слоя, задерживающего жесткое ультрафиолетовое излучение; 2 - граница снегов; 3 - почва; 4 - животные, обитающие в пещерах; 5 - бактерии в нефтяных скважинах

Литосфера это верхняя твердая оболочка Земли. Ее толщина колеблется в пределах 50–200 км. Распространение жизни в ней ограниченно и резко уменьшается с глубиной. Подавляющее количество видов сосредоточено в верхнем слое, имеющем толщину в несколько десятков сантиметров. Некоторые виды проникают в глубину на несколько метров или десятков метров (роющие животные - кроты, черви; бактерии; корни растений). Наибольшая глубина, на которой были обнаружены некоторые виды бактерий, составляет 3–4 км (в подземных водах и нефтеносных горизонтах). Распространению жизни в глубь литосферы препятствуют различные факторы. Проникновение растений невозможно из-за отсутствия света. Для всех форм жизни существенными препонами служат и возрастающие с глубиной плотность среды и температура. В среднем температурный прирост составляет около 3 °С на каждые 100 м. Именно поэтому нижней границей распространения жизни в литосфере считают трехкилометровую глубину, (где температура достигает около +100 °С).

Гидросфера - водная оболочка Земли, представляет собой совокупность океанов, морей, озер и рек. В отличие от литосферы и атмосферы она полностью освоена живыми организмами. Даже на дне Мирового океана, на глубинах около 12 км, были обнаружены разнообразные виды живых существ (животные, бактерии). Однако основная масса видов обитает в гидросфере в пределах 150–200 м от поверхности. Это связано с тем, что до такой глубины проникает свет. А следовательно, в более низких горизонтах невозможно существование растений и многих видов, зависящих в питании от растений. Распространение организмов на больших глубинах обеспечивается за счет постоянного «дождя» экскрементов, остатков мертвых организмов, падающих из верхних слоев, а также хищничества. Гидробионты обитают как в пресной, так и в соленой воде и по месту обитания делятся на 3 группы:

1) планктон - организмы, живущие на поверхности водоемов и пассивно передвигающиеся за счет движения воды;

2) нектон - активно передвигающиеся в толще воды;

3) бентос - организмы, обитающие на дне водоемов или зарывающиеся в ил.

Атмосфера - газовая оболочка Земли, имеющая определенный химический состав: около 78 % азота, 21 - кислорода, 1 - аргона и 0,03 % углекислого газа. В биосферу входят лишь самые нижние слои атмосферы. Жизнь в них не может существовать без непосредственной связи с литосферой и гидросферой. Крупные древесные растения достигают нескольких десятков метров в высоту, располагая вверх свои кроны. На сотни метров поднимаются летающие животные - насекомые, птицы, летучие мыши. Некоторые виды хищных птиц поднимаются на 3–5 км над поверхностью Земли, высматривая свою добычу. Наконец, восходящими воздушными потоками пассивно заносятся на десятки километров вверх бактерии, споры растений, грибов, семена. Однако все перечисленные летающие организмы или занесенные бактерии лишь временно находятся в атмосфере. Нет организмов, постоянно живущих в воздухе.

Верхней границей биосферы принято считать озоновый слой, располагающийся на высоте от 30 до 50 км над поверхностью Земли. Он защищает все живое на нашей планете от мощного ультрафиолетового солнечного излучения, в значительной мере поглощая эти лучи. Выше озонового слоя существование жизни невозможно.

Таким образом, основная часть видов живых организмов сосредоточена на границах атмосферы и литосферы, атмосферы и гидросферы, образуя относительно «тонкую пленку жизни» на поверхности нашей планеты.

Строение и функционирование биосферы. Биосфера - это глобальная экологическая система , состоящая из множества экосистем более низкого ранга, биогеоценозов, взаимодействием которых друг с другом и обусловлена ее целостность. Действительно, биогеоценозы существуют не изолированно - между ними существуют непосредственные связи и отношения. Например, в водные биогеоценозы ветром, дождями, талыми водами выносятся из наземных экосистем минеральные и органические вещества. Может происходить перемещение организмов из одного биогеоценоза в другой (например, сезонные миграции животных). И наконец, всех объединяет атмосфера Земли, служащая общим резервуаром для живых существ. В нее поступают кислород (выделяемый растениями в процессе фотосинтеза) и углекислый газ (образуемый в процессе дыхания аэробных организмов). Из атмосферы же растения всех экосистем черпают углекислый газ, необходимый им в процессе фотосинтеза, а все дышащие организмы получают кислород.

Существование биосферы базируется на непрерывно осуществляющемся круговороте веществ, энергетической основой которого является солнечный свет (рис. 2).

Рис. 2. Схема биогеохимической цикличности в биосфере. Справа на схеме разрез дерново-подзолистой почвы под хвойным лесом

Круговорот веществ в природе между живой и неживой материей - одна из наиболее характерных особенностей биосферы. Биологический круговорот - это биогенная миграция атомов из окружающей среды в организмы и из организмов в окружающую среду. Биомасса выполняет и другие функции:

1) газовая - постоянный газообмен с внешней средой за счет дыхания живых организмов и фотосинтеза растений;

2) концентрационная - постоянная биогенная миграция атомов в живые организмы, а после их отмирания - в неживую природу;

3) окислительно-восстановительная - обмен веществом и энергией с внешней средой. При диссимиляции окисляются органические вещества, при ассимиляции используется энергия АТФ;

4) биохимическая - химические превращения веществ, составляющие основу жизнедеятельности организма.

«Вопросы про организмы» - Кобра. 1. Речные «инженеры-строители» 2. «Корабль пустыни» 3. Очковая змея. 2. Жаворонки сидят надувшись – к ….. Во сколько раз увеличивает ваш микроскоп? Знаете ли вы, из какого растения образовался каменный уголь? Назовите главные части клетки. Воробей. Квадрат с 36 секторами разных цветов. Сова. Ствол.

«Развитие организма» - Рекомендации человеку по предотвращению аномалий в развитии будущего потомства: Гарвей исследовал 12 самок оленей, погибших в разные сроки после спаривания. Влажность, температура, давление, радиация, химические в-ва. Вирусы, бактерии, грибы, животные, растения. 2) постэмбриональный – от рождения или выхода из яйца до смерти организма.

«Классификация организмов» - Например, вид Собака и вид Волк относят к роду Волк. Первую естественную классификацию создал Ч. Дарвин. Прокариоты. http://www.darwin.museum.ru/expos/be_dino/zeml_pro.htm. Изучение биологического разнообразия еще не завершено. В средние века развитие сельского хозяйства. Основоположником систематики стал шведский естествоиспытатель Карл Линней (1707-1778).

«Вектором называется» - Начало вектора. Нулевой вектор считается коллинеарным любому вектору. Коллинеарные вектора имеющие противоположное направление, называются противоположно направленными векторами. Коллинеарные вектора. Сонаправленные вектора. Вычитание векторов. Сумма нескольких векторов. Понятие вектора. Сложение векторов Правило треугольника.

Биосфера по определению В. И. Вернадского «зонажизни», охватывает нижнюю часть атмосферы (тропосферу), всю гидросферу и верхнюю часть литосферы (почву). Другими словами, биосфера представляет собой глобальный биотоп, населённый всеми живыми организмами, в том числе и человеком.

Биосфера - это совокупность частей геосфер (лито- , гидро- и атмосферы), которая заселена живыми организмами, находится под их воздействием и занята продуктами их жизнедеятельности. Oнa не образует плотного слоя с четкими границами, а как бы «пропитывает» другие геосферы планеты. Верхняя граница биосферы простирается от поверхности Земли до озонового слоя, максимальная плотность которого на высоте 20-25 км. Выше этой границы организмы жить не могут: на них губительно действует ультрафиолетовое излучение Солнца и очень низкая температура (-56 °С).

Гидросфера практически вся, в том числе и самая глубокая впадина (Марианская) Мирового океана (11022 м), занята жизнью.

Нижняя граница биосферы проходит по дну океана в гидросфере и на глубине 3,0-3,5 км в земной коре материковой зоны, где температура недр достигает 100 °С и выше. Такая температура тоже губительна для всего живого.

Наиболее густо заселена организмами суша, поверхностные воды океана и его дно на небольшой глубине (до 250 м), куда проникают солнечные лучи. Здесь особенно благоприятные условия для жизни.

Толщина биосферы в среднем немногим более 20 км. По сравнению с диаметром земного шара (13000 км), биосфера - тонкая плёнка. Тем не менее, в горных ледниках, на высотах до 6 км проживают сообщества клещей, из птиц кондор может подниматься на высоту 7 км; в глубинах океана (до 11 км) существуют сообщества животных и микроорганизмов, в подземных нефтяных водах суши на глубинах до 15 км можно обнаружить сообщества бактерий (хемоавтотрофов).

Масса биосферы, по оценкам, составляет около 1,5·10 21 кг.

Биосфера обладает системой свойств, которые обеспечивают ее функционирование, саморегулирование, устойчивость и другие параметры. Основные свойства следующие.

1. Биосфера - централизованная система. Центральным звеном ее выступают живые организмы (живое вещество).

2. Биосфера - открытая система. Для поддержания жизни на Земле необходимо поступление энергии извне, и часть этой энергии отражаясь, уходит в космическое пространство.

3. Биосфера - саморегулирующаяся система, для которой, как отмечал В. И. Вернадский, характерна организованность. В настоящее время это свойство называют гомеостазом.

4. Биосфера - система, характеризующаяся большим разнообразием. Биосфера, как глобальная экосистема, характеризуется максимальным среди других систем разнообразием. Для любой природной системы разнообразие - одно из важнейших её свойств. С ним связана возможность дублирования, подстраховки, замены одних звеньев другими, степень сложности и прочности пищевых и других связей. Поэтому разнообразие рассматривают как основное условие устойчивости любой экосистемы и биосферы в целом.

5. Наличие в биосфере механизмов, обеспечивающих круговорот веществ и связанную с ним неисчерпаемость отдельных химических элементов и их соединений.

Биосфера - сложная природная система. Она включает в себя:

Живое вещество – совокупность тел живых организмов, обитающих на планете Земля;

Биогенное вещество - это вещество, созданное и переработанное живыми организмами (каменные угли, известняки, битумы);

Косное вещество - это вещество, в образовании которого жизнь не участвует (горные породы, газы);

Биокосное вещество - это вещество, которое создаётся одновременно живыми организмами и косными процессами (природная вода, почва, соленая морская вода, кора выветривания, тропосфера);

Радиоактивные элементы имеют сложный изотопный состав, идущий из глубины, дисперсно-рассеянный, создающий и меняющий энергетику биосферы;

Рассеянные атомы;

Вещество космического происхождения (метеориты, космическая пыль).

Живые организмы существенно изменили вид нашей планеты, преобразовали земную кору, гидросферу и нижние слои атмосферы. И в настоящее время они участвуют в разрушении горных пород, в образовании почвы, полезных ископаемых, например, торфа, регулируют содержание кислорода и углекислого газа в атмосфере.

Еще на ранних этапах эволюции живое вещество распространилось по безжизненным пространствам планеты, занимая все потенциально доступные для жизни места, изменяя их и превращая в места обитания. Такую способность к распространению живого вещества В. И. Вернадский назвал «всюдностью жизни».

В. И. Вернадский считал живое вещество наиболее мощным геохимическим и энергетическим фактором, ведущей силой планетарного развития. Вершиной эволюции живого вещества на Земле стал человек, который приобрёл не только сознание (совершенную форму отражения окружающего мира), но и способность изготавливать и использовать в своей жизни орудия труда. Посредством орудий человечество стало создавать искусственную среду, среду своего обитания и эволюция биосферы вступила в новую фазу - фазу ноосферы. Ноосфера (греч. noos - разум, sphaira - шар) - сфера разума, высшая стадия развития биосферы, когда разумная человеческая деятельность становится главным определяющим фактором её глобального развития. Термин «ноосфера» впервые ввел в 1927 г. французский философ Э. Леруа для обозначения оболочки Земли, включающей человеческое общество с его индустрией, языком и прочими видами разумной деятельности. В. И. Вернадский писал: «Ноосфера есть новое геологическое явление на нашей планете. В ней впервые человек становится крупнейшей геологической силой. Он может и должен перестраивать своим трудом и мыслью область своей жизни, перестраивать коренным образом по сравнению с тем, что было раньше».

Процесс перехода биосферы в ноосферу будет усиливаться по мере объединения человечества для решения общих, глобальных проблем развития. На заре развития человеческого общества деятельность людей мало отличалась от деятельности других организмов. Человек брал из биосферы средства к существованию и возвращал ей то, что могли использовать другие организмы. По мере развития человеческое общество начинало оказывать все более разрушительное воздействие на биосферу. В современных условиях человек уже осознает, что он должен считаться с законами её развития и с ее возможностями. Неотделимость человека от биосферы указывает на главную цель в построении ноосферы – сохранение биосферы, в которой возник и может существовать человек как вид, сохраняя свое здоровье.

нашей планеты.

Биосфера — это оболочка Земли, заселённая живыми организма-ми и преобразованная ими.

Понятие «биосфера» (от греч. bios — жизнь и sphaira — шар) впервые появилось в 1875 г. в работе австрийского геолога Э. Зюсса (1831 — 1914), но широкое распространение в науке получило после выхода в свет книги академика В. И. Вернадского (1863—1945), которая так и называлась — «Биосфера» (1926). «Мне суждено сказать новое в уче-нии о живом веществе. Это учение может оказать на науку такое же влияние, как книга Дарвина», — писал Вернадский. До него понятие «биосфера» отождествлялось с «плёнкой жизни», а она ускользала от внимания учёных из-за своей ничтожности по сравнению с воздушной оболочкой (атмосферой), водной оболочкой (Мировым океаном , гидросферой) и земной корой (литосферой). Вер-надский (рис. 106) впервые доказал, что био-сфера — закономерный результат развития геологических оболочек планеты.

Известный русский писатель М. Пришвин восторженно оценил замечательную работу Вернадского: «Я всегда чувствовал смутно вне себя эту ритмику мирового дыхания, и пото-му научная книга Вернадского «Биосфера», где моя догадка передаётся как «эмпириче-ское обобщение», читалась мной, как в дет-стве авантюрный роман. И мне теперь стало гораздо смелее догадываться о творчестве так, что, может быть, эта необходимая для творче-ства «вечность» и есть чувство не своего чело-веческого, а иного, планетного времени, что, может быть, эту способность посредством внутренней ритмики сопри-касаться с иными временами, с иными сроками и следует назвать соб-ственно творчеством».

Биосфера имеет условные границы . Живые организмы населяют всю гидросферу (например, до дна самой глубокой Марианской впади-ны — более 11 км), нижние слои атмосферы (до высоты около 20 км) и верхние слои литосферы (до глубины 1—2 км). Следовательно, тол-щина биосферы совсем небольшая по сравнению с размерами плане-ты — всего около 50 км (рис. 107). Недаром её называют «плёнкой жизни». Верхняя граница биосферы определяется, во-первых, отсут-ствием кислорода, во-вторых, несовместимым с жизнью ультрафиоле-товым излучением и, в-третьих, земным притяжением, которое при-ходится преодолевать. Красноречиво о третьем факторе говорит то, что птицы и насекомые, проводящие большую часть времени в возду-хе, имеют сравнительно небольшие размеры (рис. 108), а вот громад-ные размеры китов (рис. 109) или моржей, живущих в морях и океа-нах, обусловлены выталкивающей силой воды. Но даже морские ги-ганты очень глубоко не опускаются из-за многократно возрастающего давления водной толщи. В глубине морей и океанов живут отдельные виды рыб и других существ, которые приспособились к таким пере-грузкам и постоянной тьме. Ограничивающим фактором нижних пре-делов биосферы является температура: там, где она выше +50 °C и ниже -60 °C, в окружающей среде могут жить только споры, бактерии или сине-зелёные водоросли .

Наибольшая концентрация жизни наблюдается там, где граничат воздух, суша и вода, а также имеется благоприятная температура, — в приливно-отливных зонах и в тропических лесах. Наименьшая — там, где наиболее суровые условия для жизни: в уже упомянутых морских глубинах, в зоне вечной мерзлоты, в пустынях и на высокогор-ных плато (рис. 110, 111).

В. И. Вернадский утверждал, что формирование биосферы явилось результатом сложного процесса эволюции нашей планеты. Биосфера Земли возникла не менее 4,5 миллиарда лет назад. На первых этапах эволюции атмосфера содержала мало кислорода, но в результате появления и развития растений, обладающих уникальной способностью к фотосинтезу, постепенно обогащалась кислородом. В свою очередь, это послужило важнейшим из условий для развития многих групп жи-вотных. Материал с сайта

Взаимодействие живых организмов между собой и окружающей средой (т. е. биосферные процессы) поддерживают на Земле в равно-весном состоянии газовый состав атмосферы, состав морских и пре-сных вод, влияет на климат и плодородие почв. Человечество же всё больше и больше вторгается в жизнь биосферы, изменяя течение про-цессов биологического круговорота веществ, энергии и информации.

На этой странице материал по темам:

С точки зрения физики, биосфера является:
Биосфера понятие границы структура
Многообразие животных в природе доклад
Верхняя и нижняя граница биосферы,ограничивающие факторы презентация
Границы биосферы и факторы их лимитирующие

Вопросы по этому материалу:

Что такое биосфера?
Какова структура биосферы?
Почему биосферу называют «плёнкой жизни»?
Кто из учёных доказал, что биосфера — закономерный итог развития геологических оболочек планеты?
Как биосфера связана с геологическими оболочками Земли — литосферой, гидросферой и атмосферой?
Как называется оболочка Земли, заселенная живыми организмами?