Človek običajno imenuje okoliški prostor narava ali habitat. Večina nas je osnovno znanje o tem pojmu pridobila pri šolskem pouku: naravoslovje (3. razred), geografija in biologija (4), anatomija in kemija (6). Le malokdo razume, kako so te vede združene, le da vse spadajo v naravoslovno področje. Za povzetek vsega človeškega znanja o okoliškem svetu je bilo ustvarjeno eno obsežno ime - biosfera. Kljub dolgoletnim raziskavam in skrbnemu študiju planet Zemlja znanstvenikom še vedno daje razlog za razmišljanje o procesih, ki se na njem odvijajo.
Definicija
Kaj se imenuje biosfera? V literaturi je kar nekaj interpretacij tega izraza in vse se vsebinsko razlikujejo, a so po pomenu skoraj enake. Najpogosteje se biosfera imenuje globalni ekosistem planeta, v katerega je človek vključen kot ena redkih vrst. Če prevedemo ime "biosfera" dobesedno iz starogrškega jezika, potem ima dve korenini. "Sphere" pomeni "regija, krogla, krogla", koren "bios" pa je preveden kot "življenje". Izkazalo se je precej obsežno in natančno ime, ki pravzaprav opredeljuje kompleksno in večplastno znanost. VI Vernadsky daje razširjen odgovor na vprašanje, kaj se imenuje biosfera. Ta koncept opredeljuje kot kompleks znanstvenih spoznanj o Zemlji, ki vključuje geografijo, geokemijo, biologijo, geologijo. Biosfera je zbirka zemeljskih školjk, ki so združene po načelu prisotnosti živih bitij in njihovega habitata. Vse sfere so različne po sestavi, funkcijah in lastnostih, vendar ima vsaka pomembno vlogo pri obstoju in razvoju sveta okoli nas.
Poučevanje o biosferi
Filozof, znanstvenik, geolog in biokemik V. I. Vernadsky je ustvaril celovit sistem znanja. Do začetka 20. stoletja je bilo veliko raziskovalnega dela o preučevanju Zemlje in procesov, ki se dogajajo na njej, vendar je velikemu ruskemu znanstveniku uspelo to gradivo poglobiti in posplošiti. Na začetku 19. stoletja je francoski naravoslovec Lamarck opredelil začetni koncept bodoče znanosti, vendar ji ni dal imena. Avstrijski paleontolog in geolog Eduard Suess je leta 1875 skoval izraz "biosfera", ki se uporablja še danes. To znanost bo opredelil kot znanje o vsem življenju na našem planetu. Šele po 50 letih bo Vernadsky dokazal odnos med živimi organizmi in anorganskimi snovmi, njihovo kroženje. Kaj se imenujebiosfere v sedanji fazi? To je ena od lupin planeta, v kateri delujejo naravni elementi različnega izvora, njihova kombinacija ustvarja edinstven, uravnotežen sistem.
Vzdušje
Zunanja zračna lupina planeta Zemlja. Večina njegove mase je skoncentrirana na samem površju, v višino pa se razteza na tri tisoč kilometrov. Atmosfera je najlažja od vseh lupin, ne zapusti površja samo zaradi gravitacije planeta, ampak se z naraščajočo višino njene plasti postopoma odvajajo. Ozonska plast zagotavlja zaščito pred radioaktivno sončno izpostavljenostjo z zmanjšanjem ravni ultravijoličnega sevanja, ki zadene zemljo. Sestava ozračja vključuje pline: ogljikov dioksid, dušik, kisik, argon, ki zagotavljajo obstoj živih organizmov.
Hydrosphere
Zemeljska biosfera vključuje del vodne lupine planeta. Njegova sestava se razlikuje glede na agregacijsko stanje snovi. Hidrosfera združuje vse vodne vire na planetu, ki so lahko v tekoči, plinasti in trdni obliki. Površinske plasti Svetovnega oceana služijo za prerazporeditev toplote, ki prihaja iz Sonca skozi ozračje. Voda je še posebej pomembna v procesu kroženja snovi v naravi, saj je najbolj gibljiva frakcija. Organizmi biosfere so v celoti obvladali vodni element, najdemo jih v najglobljih bazenih Svetovnega oceana in v arktičnih ledenikih. Kemična sestava hidrosfere vključuje naslednje glavne elemente: magnezij, natrij, klor,žveplo, ogljik, kalcij, itd.
Litosfera
V našem sončnem sistemu vsi planeti nimajo trdne lupine, Zemlja je v tem primeru izjema. Litosfera je ogromna masa kamnin (trdih) kamnin, ki sestavljajo del kopnega in služijo kot dno oceanov. Debelina te lupine Zemlje je od 70 do 250 kilometrov, njena sestava je najbolj raznolika glede na število kemičnih elementov (silicij, aluminij, železo, kisik, magnezij, kalij, natrij itd.), ki so potrebno za obstoj vseh živih organizmov. Za to geosfero je značilna najmanjša širina plasti porazdelitve življenja. Najbolj razvita je zgornja plast litosfere, ki je dolga nekaj metrov. Z večanjem globine se povečata temperatura in gostota trde lupine, ki skupaj z odsotnostjo svetlobe onemogoča obstoj živih organizmov.
biosfera
Ta geosfera združuje vse lupine Zemlje (hidrosfero, atmosfero in litosfero) s prisotnostjo žive snovi v njih. Težko je preceniti vlogo biosfere za vse človeštvo, je okolje in vir izvora. To je zapleten sistem medsebojnih odnosov, ki določajo možnost obstoja katerega koli organizma zaradi izmenjave snovi in energije. V proces kroženja, ki se nenehno pojavlja med organskimi in anorganskimi spojinami, je vključenih več kot 40 kemičnih elementov. Glavni vir energije je sonce. Zemlja se nahaja na optimalni razdalji od zvezde in je opremljena z zaščitnim pokrovomatmosferska pregrada. Zato je sončna energija poleg žive snovi najpomembnejši biokemični dejavnik obstoja biosfere. Zaradi vpliva številnih dejavnikov imajo tekoči procesi popolno ciklično obliko, zagotavljajo kroženje snovi med atmosfero, litosfero, hidrosfero in živimi organizmi.
Meje biosfere
Ko analiziramo dolžino lupine biosfere, lahko vidimo njeno neenakomerno porazdelitev. Spodnja meja se nahaja v plasteh litosfere, ne pade pod 4 km. Zgornja plast zemeljske skorje - tla - je glede na gostoto vsebnosti žive snovi najbolj nasičena plast biosfere. Hidrosfera, ki vključuje prostranstva Svetovnega oceana, reke, jezera, močvirja, ledenike, je v celoti del "žive lupine". Najvišje koncentracije organizmov so opažene v površinskih in obalnih plasteh vodnih teles, življenje pa obstaja tudi v globokomorskih kotanjah, na največji globini več kot 11 km, in v sedimentih dna. Zgornja meja biosfere se nahaja na razdalji 20 km od površine. Atmosfera omejuje »živo plast« na ozonski ščit, nad katerim bodo organizme uničili kratkovalovno ultravijolično sevanje. Tako se največja koncentracija žive snovi nahaja na mejah litosfere in atmosfere.
Sestava
Nauk o biosferi je ustvaril VI Vernadsky, določil je tudi ključno vlogo organizmov pri nastanku in delovanju "žive lupine" Zemlje. Pred tem so drugi znanstveniki prišli do podobnih zaključkov, vendar ruskinaravoslovcu je uspelo dokazati potrebo po prisotnosti v strukturi anorganskih spojin, ki prav tako sodelujejo v splošnem ciklu. Po njegovem mnenju ima biosfera naslednjo sestavo:
- Živi organizmi (biološka masa, celota vseh vrst).
- Biogena snov (ustvarjena v času življenja živih organizmov, je produkt njihove predelave).
- Inertne snovi (anorganske spojine, ki nastajajo brez sodelovanja živih organizmov).
- Bioinertna snov (tvorijo jo skupaj živi organizmi in inertna snov).
- Snov kozmičnega izvora.
- Raspršeni atomi.
Zgodovina pojava
Pred milijardami let je nastala trdna lupina Zemlje, litosfera. Naslednja faza v nastajanju tako imenovane biosfere je nastala zaradi geoloških procesov, ki so premikali tektonske plošče, povzročali vulkanske izbruhe, potrese itd. Po nastanku stabilnih geoloških oblik je bil na vrsti nastanek živih organizmov. Dobili so priložnost za razvoj zaradi aktivnih emisij različnih biokemičnih elementov, ki so se pojavile med nastankom litosfere. Živa snov že več milijonov let ustvarja pogoje, sprejemljive za življenje. Zaradi njegovega faznega razvoja se je oblikovala plinska sestava ozračja. Nenehna interakcija organskih in anorganskih spojin pod vplivom sončne energije je omogočila širjenje žive snovi po planetu inbistveno spremeni svoj videz.
Evolution
Prvi živi organizmi na Zemlji so se pojavili v hidrosferi, njihov postopni izstop na kopno je trajal precej dolgo. Razvoj druge lupine biosfere - litosfere, je povzročil nastanek ozonske plasti. Zaradi procesa fotosinteze je ogromna biološka masa absorbirala ogljikov dioksid iz ozračja in sproščala kisik. Živa snov v tem primeru uporablja skoraj neizčrpen vir energije – Sonce. Aerobni organizmi, ki jim je v debelini hidrosfere primanjkovalo organske snovi, so prišli na površje kopnega in zaradi energijskega cikla bistveno pospešili proces evolucije. Trenutno je "živa lupina" Zemlje v stanju stabilnega ravnovesja, vendar človeštvo nanjo vse bolj negativno vpliva. Ustvarja se nova sfera zemlje - noosfera, ki pomeni bolj harmonično pomoč človeka in narave, vendar je to ločena in zelo zanimiva tema za študij. Biosfera še naprej deluje, kljub znatnemu zmanjšanju biomase, "živa lupina" skuša nadomestiti škodo, ki jo povzroči človek. Kot kaže zgodovina, lahko ta postopek traja precej časa.
Biokemične funkcije
Glavna sestavina v strukturi biosfere je biomasa. Izvaja vse biokemične funkcije "žive lupine", vzdržuje njeno sestavo v ravnotežnem stanju in zagotavlja proces kroženja snovi in energije. Funkcija plina ohranja optimalno sestavo ozračja. ona jeIzvaja se s fotosintezo rastlin, ki sproščajo kisik in absorbirajo ogljikov dioksid. Živi organizmi med izdihom in razgradnjo oddajajo CO2. Izmenjava plina poteka nenehno, med potekom kemičnih reakcij v njej sodelujejo anorganske spojine. Energetska funkcija je sestavljena iz asimilacije in transformacije biomase (rastline) zunanjega vira - sončne svetlobe. Funkcija koncentracije zagotavlja kopičenje hranilnih snovi. Vsi organizmi v procesu življenja kopičijo potrebno raven vsebnosti biokemičnih elementov, ki se po smrti vrnejo v biosfero v obliki organskih in anorganskih spojin. Redoks funkcija je biokemična reakcija. Pojavlja se v času življenja živega organizma in je nujen člen v kroženju snovi.
biomasa
Vsi živi organizmi so neenakomerno razporejeni po zemeljskih sferah. Največjo koncentracijo biomase opazimo na stičišču geosfer planeta. To se zgodi zaradi oblikovanja optimalnih življenjskih pogojev (temperatura, vlažnost, tlak, prisotnost biokemičnih spojin). Tudi sestava biomase ni istovrstna. Na kopnem imajo prednost rastline; v hidrosferi so živali osnova žive snovi. Gostota biomase je odvisna od geografske lege, globine bivanja v litosferi in višine v atmosferi. Število rastlinskih in živalskih vrst je zelo veliko, vendar je habitat vseh organizmov biosfera. Biologija kot ločena veda je v veliki meripojasnjuje vse procese, ki se v njem odvijajo. To je izvor, razmnoževanje, migracija vseh vrst biomase.
Lastnosti biosfere
Pomen in obseg "žive lupine" Zemlje bosta zagotovila njeno nenehno preučevanje s strani novih generacij naravoslovcev. Sistem je edinstven po svoji celovitosti, dinamičnem razvoju, uravnoteženosti. Kot njegovo glavno in najbolj presenetljivo lastnost lahko izpostavimo odpornost in sposobnost okrevanja. Število katastrof v času obstoja biosfere kot živega filma planeta je ogromno. Pripeljali so do izumrtja večine biomase, bistveno spremenili videz planeta, popravili procese, ki se pojavljajo na njegovi površini in v jedru. Toda po vsakem udarcu se je biosfera obnovila v spremenjeni obliki, prilagodila se negativnemu vplivu ali ga zatrla. Zato je zemeljska biosfera živ organizem, ki lahko samostojno uravnava vse procese, ki se dogajajo v naravi.
Možnosti za razvoj
Vsak sodoben otrok v osnovni šoli študira predmet, kot je naravoslovje (3. razred). Na teh urah majhnemu človeku razložijo, kaj je svet okoli in po kakšnih pravilih obstaja. Morda je vredno malo spremeniti program in otroke naučiti spoštovanja in ljubezni do narave, potem bo človeštvo lahko ustvarilo novo geosfero. Vsa znanja, nabrana skozi stoletja o biosferi, je treba uporabiti za njen nadaljnji razvoj, ki bo pomenil združitev narave in človeka. Preden bo prepozno, da bi popravili, kar je bilo storjenoškode okolju, bi morali ljudje razmišljati o tem, da se »živa lupina« Zemlje lahko sama obnovi, hkrati pa lahko odstrani predmet, ki trajno škoduje njeni celovitosti in harmoniji.
