Az ember a környező teret szokás szerint természetnek vagy élőhelynek nevezi. Legtöbben alapvető ismereteket szereztünk erről a fogalomról az iskolai órákon: természetrajz (3. osztály), földrajz és biológia (4), anatómia és kémia (6). De kevesen értik, hogyan egyesülnek ezek a tudományok, kivéve, hogy mindegyik a természettudomány területéhez tartozik. A környező világgal kapcsolatos összes emberi tudás összefoglalására egyetlen tágas nevet hoztak létre - a bioszférát. A sok éves kutatás és alapos tanulmányozás ellenére a Föld bolygó még mindig okot ad a tudósoknak arra, hogy elgondolkodjanak a rajta zajló folyamatokon.
Definíció
Mit nevezünk bioszférának? A szakirodalomban meglehetősen sok értelmezés található ennek a kifejezésnek, és mindegyik tartalmilag különbözik, de jelentésükben szinte azonos. Leggyakrabban a bioszférát a bolygó globális ökoszisztémájának nevezik, amelyben az ember azon kevés fajok egyikeként szerepel. Ha a "bioszféra" nevet szó szerint fordítjuk az ókori görög nyelvből, akkor két gyökere van. A "gömb" jelentése "régió, gömb, labda", és a "bios" szót "életnek" fordítják. Kiderül, hogy egy meglehetősen tágas és pontos név, amely valójában egy összetett és sokrétű tudományt határoz meg. VI. Vernadsky kiterjesztett választ ad arra a kérdésre, hogy mit nevezünk bioszférának. Ezt a fogalmat a Földről szóló tudományos ismeretek komplexumaként határozza meg, amely magában foglalja a földrajzot, a geokémiát, a biológiát, a geológiát. A bioszféra a föld héjainak gyűjteménye, amelyeket az élőlények és élőhelyük jelenlétének elve szerint egyesítenek. Minden szféra összetételében, funkciójában és tulajdonságaiban különbözik, de mindegyik jelentős szerepet játszik a minket körülvevő világ létezésében és fejlődésében.
Tanítás a bioszféráról
V. I. Vernadsky filozófus, tudós, geológus és biokémikus a tudás integrált rendszerét hozta létre. A 20. század elejéig rengeteg kutatómunka folyt a Föld és a rajta zajló folyamatok tanulmányozásával kapcsolatban, de a nagy orosz tudósnak sikerült elmélyítenie és általánosítania ezt az anyagot. A 19. század elején a francia természettudós, Lamarck meghatározta a jövő tudományának kezdeti koncepcióját, de nem adott neki nevet. Eduard Suess osztrák paleontológus és geológus 1875-ben alkotta meg a „bioszféra” kifejezést, amelyet ma is használnak. Ezt a tudományt úgy fogja meghatározni, mint a bolygónk összes élővilágáról szóló tudást. Vernadsky csak 50 év múlva fogja bizonyítani az élő szervezetek és a szervetlen anyagok közötti kapcsolatot, keringésüket. Mit neveznekbioszféra a jelenlegi szakaszban? Ez a bolygó egyik héja, amelyben a különböző eredetű természetes elemek kölcsönhatásba lépnek, ezek kombinációja az, amely egyedi, kiegyensúlyozott rendszert hoz létre.
Légkör
A Föld bolygó külső léghéja. Tömegének nagy része a felszínen összpontosul, magasságában háromezer kilométerre terjed ki. A légkör a legkönnyebb az összes héj közül, nem csak a bolygó gravitációja miatt hagyja el a felszínt, hanem a magasság növekedésével fokozatosan kisülnek a rétegei. Az ózonréteg védelmet nyújt a radioaktív napsugárzás ellen azáltal, hogy csökkenti a földet érő ultraibolya sugárzás szintjét. A légkör összetétele gázokat tartalmaz: szén-dioxid, nitrogén, oxigén, argon, amelyek biztosítják az élő szervezetek létezését.
Hidroszféra
A Föld bioszférája magában foglalja a bolygó vízhéjának egy részét. Összetétele az anyag aggregációs állapotától függően változik. A hidroszféra egyesíti a bolygó összes vízkészletét, amely lehet folyékony, gáznemű és szilárd halmazállapotú. A Világóceán felszíni rétegei a Napból érkező hő újraelosztását szolgálják a légkörön keresztül. A víz különösen fontos a természetben az anyagok keringésének folyamatában, mivel ez a legmozgékonyabb frakció. A bioszféra élőlényei teljesen elsajátították a víz elemet, megtalálhatók a Világóceán legmélyebb fenékmedencéiben és a sarkvidéki gleccserekben. A hidroszféra kémiai összetétele a következő fő elemeket tartalmazza: magnézium, nátrium, klór,kén, szén, kalcium stb.
Litoszféra
Naprendszerünkben nem minden bolygónak van szilárd héja, a Föld ebben az esetben kivétel. A litoszféra kőzet (kemény) kőzetek hatalmas tömege, amely a szárazföld egy részét alkotja, és az óceánok medréül szolgál. A Föld ezen héjának vastagsága 70-250 kilométer, összetétele a legváltozatosabb a kémiai elemek számát tekintve (szilícium, alumínium, vas, oxigén, magnézium, kálium, nátrium stb.), amelyek minden élő szervezet létezéséhez szükséges. Ezt a geoszférát az életeloszlási réteg legkisebb szélessége jellemzi. A legfejlettebb a litoszféra felső rétege, amely több méteres. A mélység növekedésével a kemény héj hőmérséklete és sűrűsége növekszik, ami a fény hiányával együtt lehetetlenné teszi az élő szervezetek létezését.
Bioszféra
Ez a geoszféra egyesíti a Föld összes héját (hidroszférát, légkört és litoszférát) azáltal, hogy élő anyag van bennük. A bioszféra szerepét az egész emberiség számára nehéz túlbecsülni, ez a környezet és a származási forrás. Ez egy összetett összefüggésrendszer, amely az anyag és az energia cseréje révén meghatározza bármely szervezet létezésének lehetőségét. Több mint 40 kémiai elem vesz részt a keringési folyamatban, amely folyamatosan fordul elő a szerves és szervetlen vegyületek között. A fő energiaforrás a Nap. A föld a csillagtól optimális távolságban található, és védőburkolattal van felszerelvelégköri gát. Ezért az élő anyagok mellett a napenergia a legfontosabb biokémiai tényező a bioszféra létezésében. A folyamatban lévő folyamatok számos tényező hatására teljes ciklikus formájúak, biztosítják az anyagáramlást a légkör, a litoszféra, a hidroszféra és az élő szervezetek között.
A bioszféra határai
A bioszféra héjának hosszának elemzésekor látható annak egyenetlen eloszlása. Az alsó határ a litoszféra rétegeiben található, nem esik 4 km alá. A földkéreg felső rétege - a talaj - az élőanyag-tartalom sűrűségét tekintve a bioszféra legtelítettebb rétege. A hidroszféra, amely magában foglalja a Világóceán kiterjedését, folyókat, tavakat, mocsarakat, gleccsereket, teljesen az "élő héj" része. Az élőlények legnagyobb koncentrációja a víztestek felszíni és part menti rétegeiben figyelhető meg, de élet van a mélytengeri medencékben is, 11 km-nél nagyobb mélységben és a fenéküledékekben is. A bioszféra felső határa a felszíntől 20 km-re található. A légkör az "élő réteget" egy ózonpajzsra korlátozza, amely felett az élőlények elpusztulnak a rövidhullámú ultraibolya sugárzás hatására. Így az élőanyag maximális koncentrációja a litoszféra és a légkör határán található.
Összetétel
A bioszféra doktrínáját VI. Vernadsky alkotta meg, ő határozta meg az organizmusok kulcsszerepét a Föld "élő héjának" kialakulásában és működésében. Korábban más tudósok is hasonló következtetésekre jutottak, de orosza természettudósnak sikerült bebizonyítania a szervetlen vegyületek szerkezetében való jelenlétének szükségességét, amelyek szintén részt vesznek az általános körforgásban. Véleménye szerint a bioszféra a következő összetételű:
- Élő szervezetek (biológiai tömeg, az összes faj összessége).
- Biogén anyag (az élő szervezetek élete során keletkezik, feldolgozásuk terméke).
- Inert anyag (élő szervezetek részvétele nélkül keletkező szervetlen vegyületek).
- Bioinert anyag (élő szervezetek és inert anyagok együttesen alkotják).
- Kozmikus eredetű anyag.
- Szórt atomok.
Előfordulás története
Évmilliárdokkal ezelőtt alakult ki a Föld szilárd héja, a litoszféra. Az úgynevezett bioszféra kialakulásának következő szakasza a tektonikus lemezeket megmozgató, vulkánkitöréseket, földrengéseket okozó geológiai folyamatok következtében következett be. A stabil geológiai formák kialakulása után az élő szervezetek megjelenése következett. A litoszféra kialakulása során fellépő különféle biokémiai elemek aktív kibocsátása miatt kaptak lehetőséget a fejlődésre. Az élő anyag több millió éve teremt elfogadható feltételeket az élethez. Fázisos evolúciója következtében kialakult a légkör gázösszetétele. A szerves és szervetlen vegyületek állandó kölcsönhatása a Nap energiájának hatására lehetővé tette az élő anyagok elterjedését a bolygón ésjelentősen megváltoztatta a megjelenését.
Evolution
A Föld első élőlényei a hidroszférában jelentek meg, fokozatos szárazföldi kilépésük meglehetősen hosszú ideig tartott. A bioszféra másik héjának, a litoszférának a fejlődése az ózonréteg kialakulását okozta. A fotoszintézis folyamatának köszönhetően hatalmas biológiai tömeg szívta fel a szén-dioxidot a légkörből, és oxigént bocsátott ki. Ebben az esetben az élő anyag egy szinte kimeríthetetlen energiaforrást használ - a Napot. A hidroszféra vastagságában szerves anyagot nélkülöző aerob organizmusok a szárazföld felszínére kerültek, és az energiaciklus miatt jelentősen felgyorsították az evolúció folyamatát. Jelenleg a Föld "élő héja" stabil egyensúlyi állapotban van, de az emberiség egyre nagyobb negatív befolyást gyakorol rá. Egy új földgömb jön létre - a nooszféra, amely az ember és a természet harmonikusabb segítségét jelenti, de ez egy különálló és nagyon érdekes téma a tanulmányozásra. A bioszféra tovább működik, a biomassza jelentős csökkenése ellenére az "élő héj" az emberi tevékenység okozta károkat igyekszik kompenzálni. Amint azt a történelem mutatja, ez a folyamat jelentős időt vehet igénybe.
Biokémiai funkciók
A bioszféra szerkezetének fő összetevője a biomassza. Ellátja az "élő héj" összes biokémiai funkcióját, egyensúlyi állapotban tartja összetételét, biztosítja az anyagok és az energia keringési folyamatát. A gázfunkció fenntartja a légkör optimális összetételét. Ő azA növények fotoszintézisével történik, amelyek oxigént bocsátanak ki és szén-dioxidot abszorbeálnak. Az élő szervezetek CO2-t bocsátanak ki a kilégzés és a bomlás során. A gázcsere folyamatosan megy végbe, a kémiai reakciók során szervetlen vegyületek vesznek részt benne. Az energiafunkció egy külső forrás – a napfény – biomasszájának (növényének) asszimilációjából és átalakításából áll. A koncentráló funkció biztosítja a tápanyagok felhalmozódását. Az életfolyamat során minden élőlény felhalmozza a szükséges mennyiségű biokémiai elemeket, amelyek haláluk után szerves és szervetlen vegyületek formájában visszatérnek a bioszférába. A redox funkció egy biokémiai reakció. Egy élő szervezet élete során fordul elő, és az anyagok keringésének szükséges láncszeme.
Biomassza
Minden élő szervezet egyenlőtlenül oszlik el a Föld szférái között. A biomassza legmagasabb koncentrációja a bolygó geoszféráinak találkozási pontjain figyelhető meg. Ez az optimális életkörülmények (hőmérséklet, páratartalom, nyomás, biokémiai vegyületek jelenléte) kialakulásának köszönhető. A biomassza összetétele sem azonos típusú. A szárazföldön a növényeknek van előnyük, a hidroszférában az állatok képezik az élő anyag alapját. A biomassza sűrűsége a földrajzi elhelyezkedéstől, a litoszférában való lakottság mélységétől és a légkör magasságától függ. A növény- és állatfajok száma igen nagy, de minden élőlény élőhelye a bioszféra. A biológia, mint külön tudomány, nagyrésztelmagyarázza a benne lejátszódó összes folyamatot. Ez minden típusú biomassza eredete, szaporodása, migrációja.
A bioszféra jellemzői
A Föld "élő héjának" jelentősége és mérete biztosítja, hogy a természettudósok új generációi folyamatosan tanulmányozzák. A rendszer egyedülálló integritásában, dinamikus fejlődésében, egyensúlyában. Fő és legmeglepőbb tulajdonságaként a rugalmasságot és a gyógyulási képességet emelhetjük ki. A katasztrófák száma a bioszféra, mint a bolygó élő filmje fennállása során óriási. A biomassza nagy részének kipusztulásához vezettek, jelentősen megváltoztatták a bolygó megjelenését, korrigálták a felszínén és a magban lezajló folyamatokat. De minden ütés után a bioszféra megváltozott formában helyreállt, alkalmazkodva a negatív hatásokhoz vagy elnyomva azt. Ezért a Föld bioszférája egy élő szervezet, amely önállóan képes szabályozni a természetben előforduló összes folyamatot.
Fejlesztési kilátások
Az általános iskolában minden modern gyermek tanul olyan tantárgyat, mint a természetrajz (3. osztály). Ezeken az órákon elmagyarázzák egy kis embernek, hogy mi a körülötte lévő világ, és milyen szabályok szerint létezik. Talán érdemes egy kicsit változtatni a programon, és megtanítani a gyerekeket a természet tiszteletére és szeretetére, akkor az emberiség új geoszférát tud létrehozni. A bioszféráról az évszázadok során felhalmozott összes tudást alkalmazni kell annak további fejlesztésére, ami a természet és az ember egyesülését jelenti. Mielőtt túl késő lenne kijavítani a történteketa környezet károsítása, gondoljon arra, hogy a Föld "élő héja" magától helyre tud állni, ugyanakkor képes eltüntetni egy olyan tárgyat, amely maradandó károsodást okoz épségében és harmóniájában.
