Funkce, složení a struktura biosféry

Všechny živé tvory planety Země

Věda

Toto koncept byl poprvé zaveden do vědy Zh.B Lamarck v vzdálený 1803 a znamenalo totality všech živých organismů planety Země. V pozdní devatenácté století, termín "biosféra" použité G. Suse, který zahrnoval neživou záležitost sedimentárních hornin ve struktuře biosféry. Doktrína biosféry se objevila v roce 1926, kdy VI Vernadský shrnul obrovské množství vědeckých informací, tak či onak ilustrující vztah mezi živou a neživou hmotou. Vědec by mohla ukázat, že naše planeta je nejen obývána živými organismy, ale také je aktivně transformuje. Kromě toho, podle Vernadsky, lidské zásahy do přirozených procesů natolik, že je možné hovořit o noosphere - novou fázi vývoje biosféry. Dosavadní věda o biosféře kombinuje data z různých oblastí znalostí. Mezi nimi jsou biologie, chemie, geologie, klimatologie, oceánografie, pedologie a další.

Struktura biosféry je taková, že živé organismy mohou nezávisle udržovat potřebné složení půdy, atmosféry a hydrosféry. Hrají klíčovou roli v oblasti životního prostředí. Na základě toho vědců předkládá hypotézu, že půda a vzduch byly vytvořeny samotnými živými organismy po stovky milionů let vývoje. Po prozkoumání podobnosti ve struktuře geologických hornin, které leží hlouběji Cambrian, s novějšími kameny, Vernadsky navrhl, že jednoduché organismy žijící na planetě, pokud nebylo zpočátku stěží. Později geologové prokázali chybu této hypotézy.

Vzhledem k tomu, sluneční energie je základem pro existenci veškerého života na Zemi, biosféry lze považovat za skořepinové konstrukce a složení, z nichž jsou tvořeny faktury společnou aktivitu živých organismů a jsou určovány přílivem sluneční energie. Nyní se seznámíme se strukturou biosféry Země.

Život a neživost

Vzhledem k složení a struktuře biosféry je třeba nejprve poznamenat, že se skládá z živé a neživé hmoty (inertní hmoty). Většina živých organismů se soustřeďuje tři geologické pláště Země: atmosféra (vzduchová vrstva), hydrosféra (oceány, moře a podobně) a litosféra (horní vrstva skály). Tyto skořápky jsou však rozloženy nerovnoměrně v největším ekosystému. Takže hydrosféra je úplně zastoupena v struktuře biosféry a litosféra a atmosféra jsou částečně (horní a spodní vrstvy).

Neživá složka biosféry se skládá z od:

1. Biogenní látka, která je produktem života živých organismů. Zahrnuje: uhlí, olej, rašelinu, přírodní vápno, plyn a tak dále.
2. Bioživina která je společným výsledkem života organismů a nebiologických procesů. To zahrnuje: půdu, bahno, vodu nádrže a tak dále.
3. Živina, která je obsažena v biologický cyklus, ale není produktem životně důležité činnosti živých organismů. Tato skupina zahrnuje: vodní soli kovů, atmosférický dusík a další.

Hranice biosféry

Taková koncepce, jako je složení, struktura a hranice biosféry, úzce souvisejí navzájem. Přes to, že to je bakterie a spory byly nalezeny v nadmořské výšce až 85 kilometrů, to je horní hranice biosféry je 20-25 km. Ve vysokých nadmořských výškách je koncentrace živé hmoty zanedbatelná z důvodu silného působení slunečního záření.

V hydrosféře je život všude. A dokonce i v příkopu Mariana, jehož hloubka je 11 km, vědec z Francie J. Picard pozorovali se nejen bezobratlí, ale i ryby. Pod více než 400-metr tloušťka Antarktické ledové živé bakterie, řasy, foraminifera a korýši. Bakterie se nacházejí pod kilometrovou vrstvou bahna a podzemních vod. Nicméně, méně než koncentrace živých tvorů je pozorována v hloubce 3 km. Takže hranice a struktura biosféry v různých částech planety mohou být různé.

Atmosféra, litosféra a hydrosféra

Atmosféra sestává převážně z kyslíku a dusíku. V malých množstvích obsahuje argon, oxid uhličitý a ozon. Ze stavu atmosféry závisí život jak půdy, tak vodních bytostí. Kyslík je nezbytný pro dýchání živých organismů a pro mineralizaci ustálených organických látek. No, oxid uhličitý je používán rostlinami pro fotosyntézu.

Litosféra má tloušťku od 50 do 200 km, přesto se soustředí hlavní počet druhů živých organismů její horní vrstva je tlustá o několik desítek centimetrů. Šíření života hluboko do litosféry je omezeno kvůli řadě faktorů, z nichž hlavní jsou: nedostatek světla, vysoká hustota média a vysoká teplota. Takže spodní hranice rozšíření života v litosféře je hloubka 3 km, na které je byly některé druhy bakterií jsou nalezeny. Je spravedlivé říkat, že žili v zemi, ale v podzemních vodách a ropných horizontech. Hodnota litosféry je taková dává život rostlinám, krmení všechny potřebné látky.

Hydrosféra je důležitou složkou biosféry. Asi 90 % Zásoby vody jsou ve Světovém oceánu, který zaujímá 70 % povrchu planety. Obsahuje 1,3 miliard km³, ale řeky a jezera - 0,2 milionu km³ vody. Nejdůležitějším faktorem vitální aktivity těla je obsah kyslíku a oxidu uhličitého ve vodě.

Fascinující postavy

A složení, struktura a funkce biosféry jsou svým rozsahem překvapivé. Budeme se seznámit s některými zajímavými fakty. Voda obsahuje 660krát více oxidu uhličitého než ve vzduchu. Na zemi převažuje rozmanitost rostlinného světa a v moři zvíře. 92 procent Celková biomasa na pozemku je zelená Rostliny. V oceánu však 94 % jsou mikroorganismy a zvířata.

V průměru se každých osm let obnovuje biomasa Země. Rostliny půdy pro tuto potřebu 14 let, oceán - 33 dní. Chcete-li zajistit, aby veškerá voda na planetě procházela živými organismy, bude to trvat 3000 let, kyslík do 5000 let a oxid uhličitý - 6 let. V dusíku, uhlíku a fosforu jsou tyto cykly stále déle. Biologický cyklus není uzavřen - asi 10 % Živá hmota přechází do sedimentárních ložisek a pohřbů.

Biosféra představuje pouze 0,05 % od hmoty naší planety. To zaujímá řád 0,4 % od objem Ze Země. Hmotnost živých bytostí je pouze 0,01-0,02 % hmoty inertní látky, nicméně hrají velmi významnou roli v geochemických procesech.

Každoročně se produkuje 200 miliard tun suché hmotnosti organické hmoty a v procesu fotosyntézy se absorbuje 170 miliard tun oxidu uhličitého. V životním cyklu mikroorganismů se do biogenního oběhu každoročně podílí 6 miliard tun dusíku a 2 miliardy tun fosforu, stejně jako velké množství železa, hořčíku, síry, vápníku a dalších složek. Během této doby produkuje lidstvo zhruba 100 miliard tun minerálů.

V průběhu své životně důležité činnosti organismy významně přispívají k oběhu látek, stabilizují a transformují biosféru, jejichž vlastnosti a struktura nás nutí přemýšlet o existenci vyšších sil.

Energetická funkce

Po seznámení se strukturou a složením biosféry se na to podíváme její funkce. Začněme s energií. Jak je známo, rostliny absorbují sluneční záření a nasycují biosféru životně důležitou energií. Přibližně 10 % výrobci zachyceného světla se používají pro své vlastní potřeby (zejména pro buněčné dýchání). Všechny zbytky potravinových řetězců se rozkládají ve všech ekosystémech biosféry. Část energie konzervy v útrobách země, saturají je svou silou (uhlí, olej atd.).

Dokonce i s ohledem na funkce a strukturu biosféry stručně, vždy rozlišujeme funkci oxidace-redukce jako poddruhu energie. Jako výrobci, chemosyntetické bakterie mohou extrahovat energii z oxidačních a redukčních reakcí anorganických sloučenin. Během oxidace sirovodíku je energie dodávána sírovými bakteriemi a železem (z 2-valence v 3-valentním) - železné bakterie. Nitrifikace také nehybně sedí. Okysličují sloučeniny amonné na dusičnany a dusitany. Za tímto účelem zemědělci oplodňují pole s amoniovými sloučeninami, které samy o sobě nejsou asimilovány rostlinami. Když je půda přímo hnojena dusičnany, rostlinná tkáně, která jsou skladována, jsou přesycena vodou, což vede k jejich zhoršení chuťové kvality a zvyšují riziko onemocnění trávicího systému u těch, kteří je konzumují pro výživu.

Zprostředkující funkce

Živé organismy tvoří půdu a také regulují složení vzduchu a vody vodní skořápky země. Pokud by to bylo na planetě nebyla žádná fotosyntéza, rezerva atmosférického kyslíku byla by to bylo vynaložené na 2000 roky. Navíc, doslova v jednom století, kvůli zvýšení koncentrace oxidu uhličitého ve vzduchu, by organismy začaly umírat. Jeden den může les absorbovat od 50 metrů vrstvy vzduchu do 25 let % oxid uhličitý. Středně velký strom je schopen dodat kyslík čtyři lidí. Jeden hektar listnatého lesa, který se nachází v blízkosti města, každoročně zadržuje asi 100 tun prachu. Jezero Baikal, který je známý svou křišťálovou čistotou, je to kvůli malým korýšům, který třikrát ročně "filtruje" to. A to jsou jen některé příklady toho, jak živé organismy regulují složení látek v biosféře.

Koncentrační funkce

Živé bytosti, a zejména mikroorganismy, jsou schopny soustředit mnoho chemických prvků do biosféry. Prakticky 90 % půdní dusík jsou výsledkem modro-zelená mořské řasy. Bakterie mohou být soustředěny železo (např., Oxidačním hydrogenuhličitan, rozpustný ve vodě, hydroxid usadit se v jejich prostředí), mangan a dokonce i stříbro. To je úžasné funkce povoleno vědců že je to kvůli mikroorganismům na zemi, že existuje tolik kovových ložisek.

V některých zemích jsou takové prvky, jako je germanium a selen extrahované z rostlin. Mořské řasy Fucus může nahromadit 10 000krát více titanu než je v okolí její mořská voda. Každá tuna hnědých řas obsahuje několik kilogramů jódu. Australský dub se hromadí hliník, borovice - beryllium, bříza - barya a stroncia, modřín - niob a mangan, a thoria koncentráty v osika, ptačí-třešně a kurva. Některé rostliny navíc dokonce sbírají drahé kovy. Takže v 1 tuně popela pely může být až 85 gramů zlata!

Detektivní funkce

Chemická struktura zemské biosféry a její prostředí znamená nejen kreativní, ale i destruktivní procesy. Ovšem také hrají velkou roli při regulaci látek na planetě. S aktivním životem živých organismů dochází k mineralizaci organických zbytků a povětrnostním vlivům hornin. Bakterie, houby, modro-zelená Řasy a lišejníky mohou zničit solidní plemena pro faktury separace uhlíku, kyseliny dusité a kyseliny sírové. Korodující sloučeniny také vylučují kořeny stromů. Existují bakterie, které mohou dokonce zničit sklo a zlato.

Dopravní funkce

Vzhledem k struktuře a funkcí biosféry nelze přehlížet přenos hmot hmoty. Strom vznáší vodu ze země do atmosféry, můra vrhá zemi nahoru, rybu plováky proti proudu migrují hejno kobylky - to vše je projevem transportní funkce biosféry.

Živá látka může dělat obrovskou geologickou práci, vytvářet nový obraz biosféry a aktivně se účastnit všech její procesů.

Samostatně stojí za zmínku proces tvorby sedimentárních hornin. První etapou tohoto procesu je zvětrávání - zničení horní části vrstvy Litosféra pod vlivem vzduchu, slunce, vody a mikroorganismů. Vniká do skály, mohou kořeny rostlin zničit její. Voda, která proniká do trhlin tvořených kořeny, rozpouští a přenáší hmotu. To je způsobeno korozními složkami rostliny. Obzvláště bohaté organické kyseliny vylučují lišejníky. Tak dochází k fyzickému zvětrávání spolu s chemickým povětrnostním vlivem.

Kvůli odumírání planktonových organismů je každoročně uloženo až 100 milionů tun vápence na dně světového oceánu. Mnohé z nich jsou chemického původu, například v kontaktní oblasti kyselých a alkalických podzemních vod. Se smrtí jednobuněčných řas a radiolarů jsou vytvořeny křemičitany, které pokrývají stovky tisíc kilometrů² mořské dno.

Funkce pro tvorbu půdy

Vlastnosti a struktura biosféry jsou tak komplexní, že všechny její funkce úzce souvisejí. Tvorba půdy je tedy jednou z větví hromadné výměny a tvorby prostředí, ale je považována za samostatnou formou jeho důležitost. Při ničení a dalším zpracování hornin mikroorganismy vzniká volná, úrodná skořápka země, nazývaná půda. Kořeny velkých rostlin extrahují minerální prvky z hlubokých horizontů, obohacují je horními vrstvami půdy a zvyšují jejich plodnost. Půda přijímá organické sloučeniny mrtvý kořeny a stonky rostlin, jakož i exkrementy a mrtvoly zvířat. Tyto sloučeniny jsou potravou pro půdní organismy mineralizovat organické látky, produkující oxid uhličitý, organické kyseliny a amoniak.

Bezobratlí zvířata, hmyz a také jejich larvy hrají důležitou úlohu při vytváření struktury. Učiní půdu volnou a živou. Na obratlovcích (krtci, škeble a další) se uvolňuje půda a přispívá k hladkému růstu křovin v ní. V noci země proniká chlazen stlačený vzduch, který je nezbytný pro dýchání kořenů a mikroorganismů.

Taková je překvapující struktura biosféry.