Биосфера и ее границы: биогенные и косные вещества

Единственная планета, на которой обнажена жизнь во вселенной, это наша Земля. Её окутывает воображаемая оболочка — биосфера и ее границы, включающие в себя все живые организмы, их среду обитания (атмосферу, гидросферу и литосферу) и взаимодействия между ними.

Она охватывает все экосистемы на Земле, и сама является огромной экосистемой.

Биосферная оболочка поддерживает разнообразие жизни и обеспечивает условия для существования организмов. Она играет ключевую роль в поддержании химического и физического баланса на Земле, а также в регуляции климата.

Биосфера представляет собой сложную и взаимосвязанную систему, в которой каждый компонент влияет на другие, создавая уникальные и динамичные экосистемы. Непрерывно поступающий свет от солнца, инфракрасное излучение объясняет почему биосфера открытая система.

Распространённость

Самыми верхними границами, где была найдена жизнь — это озоновый слой, за его пределами губительная космическая радиация убивает все живое, хотя споры некоторых микроорганизмов были обнаружены и на обшивке МКС.

Пока же, по официальным данным, предел ограничен двадцатью километрами вверх.

Нижняя литосферная граница на данный момент ограничена 3 километрами и по уже устаревшим взглядам, дальнейшие её продвижение невозможны из-за достижения температурного предела разрушения белка.

Однако, недавно были обнаружены на дне океана гейзеры — «черные курильщики» где, сверх перегретой до 200°С воды, были обнаружены живые существа.

Гидросферные границы ограничены дном Марианской впадины на глубине 11094 метра.

Вес биомассы

2,5х10¹²— такова общая сухая биомасса — это то, что составляет мир. При этом большая доля приходится на наземную часть, а на океаны только 0,0035х10¹². Самая большая часть приходится на наземный растительный мир, превышающий мир животных в 10³ раз.

Пример веса некоторых организмов:

• Огромен общий вес морского рачка Euphausia suberba — 150х10⁶ тон.
• Весь домашний скот — 520х10⁶ тон.
• Все люди весят— 350х10⁶ тон.
• Впечатляет сколько весят муравьи —3,2х10⁹ тон.
• Рыбье царство достигает — 2,2х10⁹ тон.
• Фитопланктон— 10х10⁹ тон.
• Весь наземного животного мира— 560х10⁹ тон.

Происхождение первичной биомассы в основном автотрофное, за счёт растительного мира, использующего фотосинтез для наращивания своего веса.

Структура биосферы по Вернадскому

Основными типами веществ биосферы является наличие:

• Живого вещества —как совокупности сухой массы, обитающих на планете живых существ 2,4-3,6х10¹², что почти в миллион раз меньше всей биосферной массы. Важно отметить, ей принадлежит наиболее активная роль в терраформировании и преобразовании неживого вещества планеты.
• Биогенных веществ — к ним относятся остатки живых существ, метаболитов, участвующих в формировании осадочных пород, отдельных типов полезных ископаемых: уголь, ракушечники, нефтяные залежи, известняк, месторождения горючих сланцев и т.д.
• Горных скальных пород — пример того, что такое косное вещество в биологии. Т.е. это вещества, которые образовались не в результате жизнедеятельности, или участия живых существ.
• Биокосного вещества — образовавшиеся при совместном действии биогенных и косных веществ. Примерами могут служить илистые отложения, почвы и т.д.
• Радионуклидов — это появления продуктов распада атомов, различных видов излучения и радиоактивных элементов, содержащихся в земной коре.
• Метеоритного вещества. Их по просчётам падает не Землю немного — до 2-2,5 тысяч тонн в год.

Что является основными чертами

• Присутствие живых организмов.
• Активное протекание биотического круговорота веществ.
• Само-восстанавливаемость.

Обеспечение биотического оборота обусловлено консолидацией 3х популяций живых организмов:

• Продуценты находятся на самом низу пищевой пирамиды и производят органические вещества за счет фотосинтеза и хемосинтеза.
• Консументы: все хищники и травоядные, использующие органику продуцентов.
• Редуценты — разлагающие органику до неорганических элементов.

Факторы устойчивости биосферы

Для биосферы характерна открытость биосистемы, осуществляемая за счёт непрерывного притока энергии извне и обмена вещества с окружающим миром. По характеру производства или разрушения органики, можно выделить автотрофную и гетеротрофную жизнедеятельность.

Биосферное равновесие может существовать только при синхронном протекании этих процессов — оно фундамент устойчивости экосистемы.

Поддерживание структурно-функциональной устойчивости — это первое условие существования любой биосистемы, при его осуществлении появляется способность такой системы к самовосстановлению.

Какие факторы определяют устойчивость:

• Наличие биоразнообразия.
• Присутствие взаимозаменяемости в цикличности оборота энергий, вещества.
• Заменимость биосферных элементов.
• Наличие дублирования участков в круговоротах.
• Высокая скорость репродукции и инфильтрации живых организмов.

Заключение

В свете современных экологических вызовов, таких как изменение климата и утрата биоразнообразия, важно подчеркнуть ответственность человечества за сохранение и устойчивое использование экосистемы Земли.

Роль биосферы, как главного регулятора экосистем — в поддержании баланса в природе первостепенна. Биосфера и её границы, простирающиеся в глубины океана и недр, под ледяными шапками полюсов, заполненные жизнью, за которую мы в ответе.

Занимайтесь на курсах ЕГЭ и ОГЭ в паре TwoStu и получите максимум баллов на экзамене:

Остались вопросы? Задайте их эксперту!

Владислав Барышников

Эксперт по подготовке к ЕГЭ, ОГЭ и ВПР

Задать вопрос

Закончил Московский физико-технический институт (Физтех) по специальности прикладная физика и математика. Магистр физико-математических наук. Преподавательский стаж более 13 лет. Соучредитель курсов ЕГЭ и ОГЭ в паре TwoStu.