Tous les êtres vivants de la planète La terre entrer en relation étroite les uns avec les autres et avecl'environnement, formant ainsi des écosystèmes. Ces communautés d'organismes en interaction ne sont pas isolées les unes des autres. Ils sont interconnectés par diverses relations, principalement alimentaires. La totalité des écosystèmes forme un seul écosystème planétaire, appelé biosphère. Cet article examinera la structure de la biosphère, elle composition et principales fonctions.
Ce le concept a été introduit pour la première fois dans la science de J. B. Lamarck dans le loin 1803 et signifiait la totalité de tous les organismes vivants de la planète La terre... À la fin du XIXe siècle, le terme "biosphère" utilisé J. Suse, qui incluait la matière inanimée des roches sédimentaires dans la structure de la biosphère. La doctrine de la biosphère est apparue en 1926, lorsque V.I.Vernadsky a résumé une énorme quantité d'informations scientifiques, en tous cas illustrant la relation entre matière vivante et non vivante. Scientifique a pu montrer que notre planète n'est pas seulementhabité par des organismes vivants, mais est également activement transformé par eux. De plus, selon Vernadsky, l'intervention humaine dans les processus naturels est si importante qu'il est possible de parler de la noosphère - une nouvelle phase dans le développement de la biosphère. Aujourd'hui, la science de la biosphère combine des données provenant de différents domaines de connaissances. Parmi eux figurent la biologie, la chimie, la géologie, la climatologie, l'océanologie, la science du sol et autres.
La structure de la biosphère est telle que les organismes vivants peuvent indépendamment maintenir la composition requise du sol, de l'atmosphère et de l'hydrosphère. Ils jouent un rôle environnemental clé. Basé sur ceci scientifiques a émis l'hypothèse que le sol et l'air étaientcréé par les organismes vivants eux-mêmes au cours de centaines de millions d'années d'évolution. Après avoir étudié la similitude dans la structure des roches géologiques, situées plus profondément que le Cambrien, avec des roches plus tardives, Vernadsky a suggéré que la vie sur la planète existait sous la forme des organismes les plus simples presque depuis le tout début. Plus tard, les géologues ont prouvé l'erreur de cette hypothèse.
Puisque le soleil est la base énergétique de l'existence de toute vie sur Terre, la biosphère peut être considérée comme une coquille dont la structure et la composition sont formées pour un compte activité conjointe des organismes vivants et sont déterminés par l'afflux d'énergie solaire. Maintenant, familiarisons-nous avec la structure de la biosphère terrestre.
Compte tenu de la composition et de la structure de la biosphère, tout d'abord, il convient de noter qu'elle est constituée de matière vivante et non vivante (matière inerte). La plupart des organismes vivants sont concentrés dans trois coquilles géologiques de la Terre: atmosphère (couche d'air), hydrosphère (océans, mers et ainsi de suite) et la lithosphère (couche rocheuse supérieure).Cependant, ces coquilles sont inégalement réparties dans le plus grand écosystème. Ainsi, l'hydrosphère est pleinement représentée dans la structure de la biosphère, tandis que la lithosphère et l'atmosphère sont partiellement représentées (couches supérieure et inférieure, respectivement).
La composante inanimée de la biosphère consiste en de:
Des concepts tels que la composition, la structure et les limites de la biosphère sont étroitement liés les uns aux autres. Malgré quoi des bactéries et des spores ont été trouvées à une altitude de 85 kilomètres, on pense quoi la limite supérieure de la biosphère est de 20-25 km. À haute altitude, la concentration de matière vivante est négligeable en raison du fort effet du rayonnement solaire.
La vie est partout dans l'hydrosphère. Et même dans la fosse des Mariannes, qui fait 11 km de profondeur, scientifique de France J. Picard observé non seulement des invertébrés, mais aussi des poissons. Moins de plus de 400mètre strate La glace antarctique abrite des bactéries, des algues, des foraminifères et des crustacés. Les bactéries se trouvent sous une couche de limon d'un kilomètre de long et dans les eaux souterraines. pourtant moins le plus grand la concentration des êtres vivants est observée à une profondeur allant jusqu'à 3 km. Ainsi, les limites et la structure de la biosphère dans différentes parties de la planète peuvent être différentes.
L'atmosphère se compose principalement d'oxygène et d'azote.Il contient de petites quantités d'argon, de dioxyde de carbone et d'ozone. La vie des créatures terrestres et aquatiques dépend de l'état de l'atmosphère. L'oxygène est essentiel à la respiration des organismes vivants et à la minéralisation de la matière organique mourante. Eh bien, le dioxyde de carbone est utilisé par les plantes pour la photosynthèse.
Lithosphère a une épaisseur de 50 à 200 km, néanmoins, le principal nombre d'espèces d'organismes vivants est concentré dans elle couche supérieure d'une épaisseur de plusieurs dizainescentimètres. La propagation de la vie profondément dans la lithosphère est limitée en raison d'un certain nombre de facteurs, dont les principaux sont: le manque de lumière, la densité élevée de l'environnement et la température élevée. Ainsi, la limite inférieure de la propagation de la vie dans la lithosphère est une profondeur de 3 km, à laquelle étaient certains types de bactéries ont été découverts. Pour être honnête, il convient de noter qu'ils ne vivaient pas dans le sol, mais dans les eaux souterraines et les horizons pétrolifères. La valeur de la lithosphère est qu'elle donne la vie aux plantes en nourrissant toutes les substances nécessaires.
Hydrosphère est une composante essentielle de la biosphère. Environ 90 % l'approvisionnement en eau tombe sur l'océan mondial, qui occupe 70 % surface de la planète. Il contient 1,3 milliard de km3, et les rivières et des lacs - 0,2 million de km3 l'eau. Le facteur le plus important dans la vie du corps est la teneur en oxygène et en dioxyde de carbone de l'eau.
La composition, la structure et les fonctions de la biosphère sont surprenantesson échelle. Nous allons maintenant connaître quelques faits intéressants. L'eau contient 660 fois plus de dioxyde de carbone que l'air. Sur terre, une variété de flore prévaut, et dans la mer - l'animal. 92 pour cent de toute la biomasse sur les terres représente vert les plantes. Dans l'océan 94 % sont des micro-organismes et des animaux.
En moyenne, une fois tous les huit ans, la biomasse terrestre est renouvelée. Les plantes à sushi ont besoin de 14 ans pour cela, l'océan - 33 jours. Pour que toute l'eau du monde passe à travers les organismes vivants, il faudra 3000 ans, oxygène - jusqu'à 5000 ans et le dioxyde de carbone - 6 ans. L'azote, le carbone et le phosphore ont ces cycles encore plus long. Le cycle biologique n'est pas fermé - environ 10 % la matière vivante passe dans les dépôts sédimentaires et enfouit.
La biosphère ne représente que 0,05 % de la masse de notre planète. Il faut environ 0,4 % de la le volume Terre. La masse des êtres vivants n'est que de 0,01-0,02 % à partir de la masse de matière inerte, ils jouent néanmoins un rôle très important dans les processus géochimiques.
200 milliards de tonnes de poids sec produites annuellementmatière organique, et dans le processus de photosynthèse 170 milliards de tonnes de dioxyde de carbone sont absorbées. Au cours de la vie des micro-organismes, 6 milliards de tonnes d'azote et 2 milliards de tonnes de phosphore, ainsi qu'une énorme quantité de fer, de magnésium, de soufre, de calcium et d'autres éléments, sont impliqués dans le cycle biogénique chaque année. Pendant ce temps, l'humanité a extrait environ 100 milliards de tonnes de minéraux.
Au cours de leur vie, les organismes apportent une contribution significative à la circulation des substances, stabilisant et transformant la biosphère, dont les propriétés et la structure font penser à la présence de forces supérieures.
Après avoir pris connaissance de la structure et de la composition de la biosphère, nous procédons à elle les fonctions. Commençons avec de l'énergie. Comme vous le savez, les plantes absorbent le rayonnement solaire et saturent la biosphère d'énergie vitale. Environ 10 % Les producteurs utilisent la lumière captée pour leurs propres besoins (principalement pour la respiration cellulaire). Tout le reste est distribué à travers les chaînes alimentaires dans tous les écosystèmes de la biosphère. Une partie de l'énergie en conserve dans les entrailles de la terre, les saturant de leur force (charbon, huile, etc.).
Même en considérant les fonctions et la structure de la biosphèrebref, ils distinguent toujours la fonction redox comme une sous-espèce d'énergie. En tant que producteurs, les bactéries chimiosynthétiques peuvent extraire l'énergie des réactions d'oxydation et de réduction des composés inorganiques. Dans le processus d'oxydation du sulfure d'hydrogène, les bactéries soufrées se nourrissent d'énergie et de fer (de 2 àvalence en 3-valent) - bactéries de fer.Les nitrificateurs ne restent pas inactifs non plus. Ils oxydent les composés d'ammonium en nitrates et nitrites. Pour cela, les agriculteurs fertilisent leurs champs avec des composés d'ammonium, qui ne peuvent pas être absorbés par les plantes par eux-mêmes. Lors de la fertilisation du sol directement avec des nitrates, les tissus de stockage des plantes sont sursaturés en eau, ce qui entraîne leur détérioration. goût et un risque accru de maladies du système digestif chez ceux qui les mangent.
Les organismes vivants forment le sol et régulent également la composition des enveloppes d'air et d'eau de la terre. Si un aurait la photosynthèse n'existait pas sur la planète, l'apport d'oxygène atmosphérique était aurait dépensé pour 2000 années. De plus, littéralement dans un siècle, en raison de l'augmentation de la concentration de dioxyde de carbone dans l'air, les organismes commenceraient à mourir. En un jour, une forêt peut engloutir d'une couche d'air de 50 mètres jusqu'à 25 % gaz carbonique. Un arbre de taille moyenne peut fournir de l'oxygène quatre Humain. Un hectare de forêt de feuillus, situé près de la ville, emprisonne environ 100 tonnes de poussière par an. Lac Baikal, lequel célèbre pour sa pureté cristalline, elle l'est grâce aux petits crustacés, qui sont «filtre» trois fois par an. Et ce ne sont là que quelques exemples de la manière dont les organismes vivants régulent la composition des substances dans la biosphère.
Les êtres vivants, et en particulier les micro-organismes, sont capables de concentrer de nombreux éléments chimiques présents dans la biosphère. Près de 90 % l'azote du sol est le résultat d'activités bleu vert algues. Les bactéries peuvent concentrer le fer (par exemple, en oxydant le bicarbonate, soluble dans l'eau, en hydroxyde qui se dépose dans leur habitat), le manganèse et même l'argent. Cette incroyable fonctionnalité permis scientifiques croire que c'est grâce aux microorganismes qu'il y a tant de dépôts de métaux sur la terre.
Dans certains pays, des éléments tels que le germanium et sélénium extrait de plantes. Les algues fucus peuvent accumuler 10 mille fois plus de titane que ce qui est contenu dans l'environnement elle eau de mer. Chaque tonne d'algues brunes contient plusieurs kilogrammes d'iode. Le chêne australien stocke l'aluminium, le pin stocke le béryllium, arbre de bouleau - le baryum et le strontium, le mélèze - le niobium et le manganèse, et thorium concentré en tremble, cerisier des oiseaux et le sapin. De plus, certaines usines «collectent» même les métaux précieux. Ainsi, 1 tonne de cendre d'absinthe peut contenir jusqu'à 85 grammes d'or!
La structure chimique de la biosphère terrestre et elle l'environnement implique non seulement créatif,mais aussi des processus destructeurs. Cependant, ils jouent également un rôle important dans la régulation des substances sur la planète. Avec la vie active des organismes vivants, la minéralisation des résidus organiques et l'altération des roches se produisent. Bactéries, champignons, bleu vert les algues et les lichens peuvent détruire solide races pour un compte libération d'acides carbonique, nitreux et sulfurique. Les composés corrosifs sécrètent également des racines d'arbres. Il existe des bactéries qui peuvent même détruire le verre et l'or.
Compte tenu de la structure et des fonctions de la biosphère, il ne faut pas perdre de vue le transfert des masses de matière. Un arbre élève l'eau de la terre dans l'atmosphère, une taupe jette la terre, un poisson flotteurs en amont, un essaim de criquets migre - tout cela est une manifestation de la fonction de transport de la biosphère.
La matière vivante peut faire d'énormes travaux géologiques, façonner une nouvelle apparence de la biosphère et participer activement à tous elle processus.
Le processus de formation des roches sédimentaires doit être noté séparément. La première étape de ce processus est le vieillissement climatique - la destruction de la tige couches lithosphère sous l'influence de l'air, du soleil, de l'eau et des micro-organismes. En introduisant dans la race, les racines des plantes peuvent détruire elle... L'eau qui s'infiltre dans les fissuresformé par les racines, dissout et emporte la substance. Cela est dû aux composants corrosifs de l'installation. Les lichens sont particulièrement abondants dans les acides organiques. Ainsi, l'altération physique se produit avec l'altération chimique.
En raison du dépérissement des organismes planctoniques au fondles océans du monde sont déposés chaque année jusqu'à 100 millions de tonnes de calcaire. Beaucoup d'entre eux sont d'origine chimique, par exemple dans la zone de contact des eaux souterraines acides et alcalines. Quand les algues unicellulaires et les radiolaires meurent formé limons siliceux qui couvrent des centaines de milliers de km2 le fond marin.
Les propriétés et la structure de la biosphère sont si complètes que tous elle les fonctions sont étroitement liées. Ainsi, la formation du sol est l'une des branches de l'échange de masse et de la formation de l'environnement, mais elle est considérée séparément en raison de ses importance.Avec la destruction et le traitement ultérieur des roches par des micro-organismes, une coquille fructueuse de la terre se forme, appelée sol. Les racines des grandes plantes extraient des éléments minéraux d'horizons profonds, en enrichissant les couches supérieures du sol et en augmentant leur fertilité. Le sol reçoit des composés organiques de mort les racines et les tiges des plantes, ainsi que les excréments et les carcasses d'animaux. Ces composés sont la nourriture des organismes du sol qui minéraliser organiques, produisant du dioxyde de carbone, des acides organiques et de l'ammoniac.
Invertébrés, insectes, ainsi que leursles larves jouent le rôle de formation de structure le plus important. Ils rendent le sol meuble et adapté à la vie végétale. Les vertébrés (taupes, musaraignes et autres) ameublissent le sol, contribuant au succès de la croissance des arbustes. Pénètre dans le sol la nuit refroidi l'air comprimé, nécessaire à la respiration des racines et des micro-organismes.
Telle est la structure étonnante de la biosphère.
