En person kalder sædvanligvis det omkringliggende rum for natur eller habitat. De fleste af os modtog grundlæggende viden om dette koncept i skoletimerne: naturhistorie (3. klasse), geografi og biologi (4), anatomi og kemi (6). Men få forstår, hvordan disse videnskaber kombineres, bortset fra at de alle tilhører naturvidenskabens område. For at opsummere al menneskelig viden om den omgivende verden er der skabt ét rummeligt navn - biosfæren. På trods af mange års forskning og omhyggelig undersøgelse giver planeten Jorden stadig videnskabsmænd grund til at tænke over de processer, der finder sted på den.
Definition
Hvad kaldes biosfæren? Der er en hel del fortolkninger af dette udtryk i litteraturen, og alle er forskellige i indhold, men er næsten identiske i betydning. Oftest kaldes biosfæren for planetens globale økosystem, hvor mennesket indgår som en af de få arter. Hvis vi oversætter navnet "biosfære" bogstaveligt fra det antikke græske sprog, så har det to rødder. "Sfære" betyder "region, kugle, kugle", og roden "bios" er oversat til "liv". Det viser sig et ret rummeligt og præcist navn, som faktisk definerer en kompleks og mangefacetteret videnskab. VI Vernadsky giver et udvidet svar på spørgsmålet om, hvad der kaldes biosfæren. Han definerer dette koncept som et kompleks af videnskabelig viden om Jorden, som omfatter geografi, geokemi, biologi, geologi. Biosfæren er en samling af jordskaller, som er kombineret efter princippet om tilstedeværelsen af levende væsener og deres levesteder. Alle sfærer er forskellige i sammensætning, funktioner og egenskaber, men hver af dem spiller en væsentlig rolle i eksistensen og udviklingen af verden omkring os.
Undervisning om biosfæren
Filosofen, videnskabsmanden, geologen og biokemikeren V. I. Vernadsky skabte et integreret system af viden. Indtil begyndelsen af det 20. århundrede var der meget forskningsarbejde på studiet af Jorden og de processer, der fandt sted på den, men den store russiske videnskabsmand formåede at uddybe og generalisere dette materiale. I begyndelsen af det 19. århundrede definerede den franske naturforsker Lamarck det oprindelige koncept for fremtidens videnskab, men gav det ikke et navn. Den østrigske palæontolog og geolog Eduard Suess opfandt udtrykket "biosfære" i 1875, som stadig bruges i dag. Han vil definere denne videnskab som viden om alt liv på vores planet. Først efter 50 år vil Vernadsky bevise forholdet mellem levende organismer og uorganiske stoffer, deres cirkulation. Hvad hedderbiosfæren på nuværende tidspunkt? Dette er en af planetens skaller, hvori naturlige elementer af forskellig oprindelse interagerer, det er deres kombination, der skaber et unikt, afbalanceret system.
Atmosfære
Den ydre luftskal på planeten Jorden. Det meste af dens masse er koncentreret på selve overfladen, og i højden strækker den sig over tre tusinde kilometer. Atmosfæren er den letteste af alle skaller, den forlader ikke overfladen kun på grund af planetens tyngdekraft, men med stigende højde udlades dens lag gradvist. Ozonlaget giver beskyttelse mod radioaktiv soleksponering ved at reducere niveauet af ultraviolet lys, der rammer jorden. Atmosfærens sammensætning omfatter gasser: kuldioxid, nitrogen, oxygen, argon, som sikrer eksistensen af levende organismer.
Hydrosfære
Jordens biosfære omfatter en del af planetens vandskal. Dets sammensætning varierer afhængigt af stoffets aggregeringstilstand. Hydrosfæren forener alle vandressourcerne på planeten, som kan være i flydende, gasformig og fast form. Verdenshavets overfladelag tjener til at omfordele den varme, der kommer fra Solen gennem atmosfæren. Vand er af særlig betydning i processen med cirkulation af stoffer i naturen, da det er den mest mobile fraktion. Biosfærens organismer har fuldt ud mestret vandelementet, de kan findes i de dybeste bundbassiner i Verdenshavet og i de arktiske gletsjere. Den kemiske sammensætning af hydrosfæren omfatter følgende hovedelementer: magnesium, natrium, klor,svovl, kulstof, calcium osv.
Lithosphere
I vores solsystem har ikke alle planeter en solid skal, Jorden i dette tilfælde er en undtagelse. Litosfæren er en enorm masse af sten (hårde) klipper, der udgør en del af landet og tjener som havbunden. Tykkelsen af denne jordskal er fra 70 til 250 kilometer, dens sammensætning er den mest forskelligartede med hensyn til antallet af kemiske elementer (silicium, aluminium, jern, oxygen, magnesium, kalium, natrium osv.), som er nødvendig for eksistensen af alle levende organismer. Denne geosfære er karakteriseret ved den mindste bredde af livsfordelingslaget. Det mest udviklede er det øverste lag af litosfæren, som er flere meter. Efterhånden som dybden øges, stiger temperaturen og tætheden af den hårde skal, hvilket sammen med fraværet af lys gør det umuligt for levende organismer at eksistere.
Biosfære
Denne geosfære forener alle jordens skaller (hydrosfære, atmosfære og litosfære) ved tilstedeværelsen af levende stof i dem. Det er svært at overvurdere biosfærens rolle for hele menneskeheden, det er miljøet og oprindelseskilden. Dette er et komplekst system af indbyrdes forhold, der bestemmer muligheden for eksistensen af enhver organisme på grund af udveksling af stof og energi. Mere end 40 kemiske elementer er involveret i cirkulationsprocessen, som konstant forekommer mellem organiske og uorganiske forbindelser. Den vigtigste energikilde er Solen. Jorden er placeret i den optimale afstand fra stjernen og er udstyret med en beskyttelseatmosfære barriere. Derfor er solenergi sammen med levende stof den vigtigste biokemiske faktor i biosfærens eksistens. På grund af en række faktorers indflydelse har de igangværende processer en fuldstændig cyklisk form, de sikrer stofcirkulationen mellem atmosfæren, litosfæren, hydrosfæren og levende organismer.
Biosfærens grænser
Når man analyserer længden af biosfærens skal, kan man se dens ujævne fordeling. Den nedre grænse er placeret i litosfærens lag; den falder ikke under 4 km. Det øverste lag af jordskorpen - jorden - er biosfærens mest mættede lag med hensyn til tætheden af indholdet af levende stof. Hydrosfæren, som omfatter verdenshavets vidder, floder, søer, sumpe, gletsjere, er fuldstændig en del af den "levende skal". De højeste koncentrationer af organismer observeres i overflade- og kystlagene af vandområder, men liv findes også i dybhavsbassiner, i en maksimal dybde på mere end 11 km, og i bundsedimenter. Biosfærens øvre grænse er placeret i en afstand af 20 km fra overfladen. Atmosfæren begrænser det "levende lag" til et ozonskjold, over hvilket organismer vil blive ødelagt af kortbølget ultraviolet stråling. Den maksimale koncentration af levende stof er således placeret ved grænserne af litosfæren og atmosfæren.
Composition
Læren om biosfæren blev skabt af VI Vernadsky, han bestemte også organismernes nøglerolle i dannelsen og funktionen af Jordens "levende skal". Tidligere kom andre videnskabsmænd til lignende konklusioner, men russiskenaturforskeren var i stand til at bevise behovet for tilstedeværelsen i strukturen af uorganiske forbindelser, som også deltager i den generelle cyklus. Efter hans mening har biosfæren følgende sammensætning:
- Levende organismer (biologisk masse, helhed af alle arter).
- Biogent stof (skabt under levende organismers liv, er et produkt af deres forarbejdning).
- Inert stof (uorganiske forbindelser, der er skabt uden deltagelse af levende organismer).
- Bio-inert stof (dannet i fællesskab af levende organismer og inert stof).
- Et stof af kosmisk oprindelse.
- Sprede atomer.
Forekomsthistorie
For milliarder af år siden blev jordens solide skal, litosfæren, dannet. Det næste trin i dannelsen af det, der kaldes biosfæren, opstod på grund af geologiske processer, der flyttede tektoniske plader, forårsagede vulkanudbrud, jordskælv osv. Efter dannelsen af stabile geologiske former var det turen til fremkomsten af levende organismer. De fik mulighed for at udvikle sig på grund af de aktive emissioner af forskellige biokemiske grundstoffer, der opstod under dannelsen af litosfæren. Levende stof har skabt betingelser, der er acceptable for liv i flere millioner år. På grund af dens trinvise udvikling blev atmosfærens gassammensætning dannet. Den konstante interaktion mellem organiske og uorganiske forbindelser under påvirkning af solens energi gjorde det muligt for levende stof at sprede sig over hele planeten ogændre hendes udseende markant.
Evolution
De første levende organismer på Jorden dukkede op i hydrosfæren, deres gradvise udgang til land varede i en ret lang periode. Udviklingen af en anden skal af biosfæren - lithosfæren, forårsagede dannelsen af ozonlaget. På grund af fotosynteseprocessen absorberede en enorm biologisk masse kuldioxid fra atmosfæren og frigav ilt. I dette tilfælde bruger levende stof en næsten uudtømmelig energikilde - Solen. Aerobe organismer, som manglede organisk stof i hydrosfærens tykkelse, kom til jordens overflade og fremskyndede evolutionsprocessen betydeligt på grund af energicyklussen. På nuværende tidspunkt er Jordens "levende skal" i en tilstand af stabil ligevægt, men menneskeheden udøver en stigende negativ indflydelse på den. En ny sfære af jorden er ved at blive skabt - noosfæren, det indebærer en mere harmonisk hjælp fra mennesket og naturen, men dette er et separat og meget interessant emne til undersøgelse. Biosfæren fortsætter med at fungere, på trods af et betydeligt fald i biomasse, søger den "levende skal" at kompensere for skader forårsaget af menneskelige aktiviteter. Som historien viser, kan denne proces tage en betydelig mængde tid.
Biokemiske funktioner
Hovedkomponenten i biosfærens struktur er biomasse. Den udfører alle de biokemiske funktioner af den "levende skal", opretholder dens sammensætning i en tilstand af ligevægt og sikrer processen med cirkulation af stoffer og energi. Gasfunktionen opretholder den optimale sammensætning af atmosfæren. Hun erDet udføres ved fotosyntese af planter, som frigiver ilt og absorberer kuldioxid. Levende organismer udsender CO2 under udånding og nedbrydning. Gasudveksling sker konstant, uorganiske forbindelser deltager i det under passagen af kemiske reaktioner. Energifunktionen består i assimilering og transformation af biomassen (planten) af en ekstern kilde - sollys. Koncentrationsfunktionen sikrer ophobning af næringsstoffer. Alle organismer i livets proces akkumulerer det nødvendige niveau af indhold af biokemiske elementer, som efter deres død vender tilbage til biosfæren i form af organiske og uorganiske forbindelser. Redoxfunktionen er en biokemisk reaktion. Det opstår i en levende organismes liv og er et nødvendigt led i stoffernes cirkulation.
Biomasse
Alle levende organismer er ujævnt fordelt over jordens sfærer. Den højeste koncentration af biomasse observeres ved krydsene mellem planetens geosfærer. Dette sker på grund af dannelsen af optimale levevilkår (temperatur, fugtighed, tryk, tilstedeværelsen af biokemiske forbindelser). Sammensætningen af biomasse er heller ikke af samme type. På landjorden har planter fordelen, i hydrosfæren danner dyr grundlaget for levende stof. Tætheden af biomasse afhænger af den geografiske placering, dybden af beboelse i litosfæren og højden i atmosfæren. Antallet af plante- og dyrearter er meget stort, men habitatet for alle organismer er biosfæren. Biologi, som en separat videnskab, er stort setforklarer alle de processer, der foregår i den. Dette er oprindelsen, reproduktionen, migrationen af alle typer biomasse.
Funktioner i biosfæren
Betydningen og omfanget af Jordens "levende skal" vil sikre dens konstante undersøgelse af nye generationer af naturvidenskabsmænd. Systemet er unikt i sin integritet, dynamiske udvikling, balance. Som dets vigtigste og mest overraskende træk kan man fremhæve modstandskraft og evne til at komme sig. Antallet af katastrofer under eksistensen af biosfæren som en levende film af planeten er enorm. De førte til udryddelsen af det meste af biomassen, ændrede planetens udseende betydeligt, korrigerede de processer, der fandt sted på dens overflade og i kernen. Men efter hvert slag blev biosfæren genoprettet i en ændret form, tilpasset den negative indflydelse eller undertrykt den. Derfor er jordens biosfære en levende organisme, der selvstændigt kan regulere alle processer, der foregår i naturen.
Udsigter for udvikling
Hvert moderne barn i folkeskolen studerer et emne som naturhistorie (3. klasse). Ved disse lektioner forklarer de en lille person, hvad verden omkring er, og efter hvilke regler den eksisterer. Måske er det værd at lave lidt om på programmet og lære børn at respektere og elske naturen, så vil menneskeheden være i stand til at skabe en ny geosfære. Al den viden, der er opsamlet gennem århundreder om biosfæren, skal bruges til dens videre udvikling, hvilket vil indebære foreningen af natur og menneske. Inden det er for sent at rette op på det, der er blevet gjortskader på miljøet, bør folk tænke over, at Jordens "levende skal" kan komme sig af sig selv, men samtidig kan den fjerne et objekt, der forårsager permanent skade på dets integritet og harmoni.
