Osoba uobičajeno naziva okolni prostorpriroda ili stanište. Većina nas dobila je temeljno znanje o ovom konceptu na školskim satima: prirodna povijest (razred 3), zemljopis i biologija (4), anatomija i kemija (6). Ali malo tko razumije kako se te znanosti kombiniraju, osim što sve pripadaju polju prirodne znanosti. Da bi sažeo svo ljudsko znanje o svijetu oko nas, stvoreno je jedno prostrano ime - biosfera. Unatoč dugogodišnjem istraživanju i pažljivom proučavanju, planet Zemlja još uvijek daje znanstvenicima razlog da razmišljaju o procesima koji se na njemu odvijaju.
Što se naziva biosfera?U literaturi postoje mnoga tumačenja ovog pojma i svi se razlikuju po sadržaju, ali su gotovo identični po značenju. Najčešće se biosfera naziva globalnim ekosustavom planeta, u koji čovjek ulazi kao jedna od rijetkih vrsta. Ako naziv "biosfera" prevedemo doslovno s starogrčkog jezika, onda ima dva korijena. "Kugla" znači "područje, kugla, lopta", a korijen "bios" prevodi se kao "život". Ispada prilično prostran i točan naziv, koji zapravo daje definiciju složene i višeznačne znanosti. VI Vernadsky daje prošireni odgovor na pitanje što se naziva biosfera. Ovaj koncept definira kao kompleks znanstvenih spoznaja o Zemlji, što uključuje geografiju, geokemiju, biologiju, geologiju. Biosfera je skup školjki zemlje, koje su ujedinjene prema principu prisutnosti živih bića i njihovog staništa. Sve su sfere različite po sastavu, funkcijama i svojstvima, ali svaka od njih igra značajnu ulogu u postojanju i evoluciji svijeta oko nas.
Kompletan sustav znanja stvorio je filozof, znanstvenik,geolog i biokemičar V.I.Vernadsky. Do početka 20. stoljeća bilo je puno istraživačkih radova na proučavanju Zemlje i procesa koji su se na njoj događali, ali je veliki ruski znanstvenik uspio produbiti i generalizirati ovaj materijal. Početkom 19. stoljeća francuski prirodoslovac Lamarck definirao je početni koncept buduće znanosti, ali joj nije dao ime. Austrijski paleontolog i geolog Eduard Suess skovao je 1875. godine izraz "biosfera", koji se koristi i danas. Ovu će znanost definirati kao znanje o cijelom životu na našem planetu. Tek nakon 50 godina Vernadsky će dokazati vezu između živih organizama i anorganskih tvari, njihove cirkulacije. Što se u današnjoj fazi naziva biosfera? Ovo je jedna od školjki planeta, u kojoj prirodni elementi različitog podrijetla međusobno djeluju, njihova kombinacija stvara jedinstveni, uravnoteženi sustav.
Vanjska zračna ovojnica planeta Zemlje.Većina njegove mase koncentrirana je blizu površine, a u visini se proteže na tri tisuće kilometara. Atmosfera je najlakša od svih školjaka; ne napušta površinu samo zbog gravitacije planeta, već se s povećanjem nadmorske visine njezini slojevi postupno prazne. Ozonski omotač pruža zaštitu od sunčevog zračenja smanjenjem količine ultraljubičastog zračenja koje udara o tlo. Atmosfera uključuje plinove: ugljični dioksid, dušik, kisik, argon, koji osiguravaju postojanje živih organizama.
Biosfera Zemlje obuhvaća dio vodeljuska planeta. Njegov sastav varira ovisno o agregatnom stanju tvari. Hidrosfera ujedinjuje sve vodene resurse na planetu, koji mogu biti u tekućem, plinovitom i čvrstom obliku. Površinski slojevi Svjetskog oceana služe za preraspodjelu topline koja dolazi sa Sunca kroz atmosferu. Voda je od posebne važnosti u procesu cirkulacije tvari u prirodi, jer je najpokretljivija frakcija. Organizmi biosfere u potpunosti su savladali vodeni element, mogu se naći u najdubljim udubljenjima dna Svjetskog oceana i u arktičkim ledenjacima. Kemijski sastav hidrosfere uključuje sljedeće glavne elemente: magnezij, natrij, klor, sumpor, ugljik, kalcij itd.
U našem Sunčevom sustavu nemaju svi planetičvrsta ljuska, Zemlja je u ovom slučaju iznimka. Litosfera je ogromna masa kamenih (čvrstih) stijena koje čine dio kopna i služe kao korito Svjetskog oceana. Debljina ove ljuske Zemlje je od 70 do 250 kilometara, sastav joj je najrazličitiji u pogledu broja kemijskih elemenata (silicij, aluminij, željezo, kisik, magnezij, kalij, natrij itd.), Koji su neophodne za postojanje svih živih organizama. Ovu geosferu karakterizira najmanji sloj raspodjele života u širini. Najrazvijeniji je gornji sloj litosfere, koji iznosi nekoliko metara. Kako se produbljuje, temperatura i gustoća tvrde ljuske povećavaju se, što zajedno s nedostatkom svjetlosti sprječava postojanje živih organizama.
Ova geosfera ujedinjuje sve školjke Zemlje(hidrosfera, atmosfera i litosfera) prisutnošću žive materije u njima. Teško je precijeniti ulogu biosfere za cijelo čovječanstvo, ona je okoliš i izvor nastanka. Riječ je o složenom sustavu međusobnih veza koji razmjenom tvari i energije određuju mogućnost postojanja bilo kojeg organizma. Više od 40 kemijskih elemenata uključeno je u ciklus koji se neprestano događa između organskih i anorganskih spojeva. Glavni izvor energije je Sunce. Zemlja se nalazi na optimalnoj udaljenosti od zvijezde i opremljena je zaštitnom barijerom u obliku atmosfere. Stoga je, uz živu tvar, sunčeva energija najvažniji biokemijski čimbenik u postojanju biosfere. Zbog utjecaja brojnih čimbenika, procesi koji se događaju imaju potpunu cikličku formu, osiguravaju cirkulaciju tvari između atmosfere, litosfere, hidrosfere i živih organizama.
Kad se analizira duljina ovojnice biosfere, može sevidi njegovu neravnomjernu raspodjelu. Donja granica nalazi se u slojevima litosfere, ne pada ispod 4 km. Gornji sloj zemljine kore - tlo - najs zasićeniji je sloj biosfere s obzirom na gustoću sadržaja žive tvari. Hidrosfera, koja uključuje prostranstvo Svjetskog oceana, rijeke, jezera, močvare, ledenjake, u potpunosti je dio "žive ljuske". Najveće koncentracije organizama primjećuju se u površinskim i obalnim slojevima vodnih tijela, ali život postoji i u dubokim vodenim udubljenjima, na maksimalnoj dubini većoj od 11 km, i u sedimentima na dnu. Gornja granica biosfere nalazi se na udaljenosti od površine 20 km. Atmosfera ograničava "živi sloj" na ozonski štit, iznad kojeg će organizmi biti uništeni kratkovalnim ultraljubičastim zračenjem. Dakle, maksimalna koncentracija žive tvari nalazi se na granicama litosfere i atmosfere.
Doktrinu biosfere stvorio je V.I.Vernadsky, također je utvrdio ključnu ulogu organizama u stvaranju i funkcioniranju "žive školjke" Zemlje. Ranije su i drugi znanstvenici došli do sličnih zaključaka, ali ruski prirodoslovac uspio je dokazati potrebu za prisutnošću u strukturi anorganskih spojeva koji također sudjeluju u općoj cirkulaciji. Prema njegovom mišljenju, biosfera ima sljedeći sastav:
Prije milijardi godina stvorila se tvrda ljuskaZemlja je litosfera. Sljedeća faza u formiranju onoga što se naziva biosfera dogodila se zbog geoloških procesa koji su pomicali tektonske ploče, uzrokovali vulkanske erupcije, zemljotrese itd. Nakon formiranja stabilnih geoloških oblika na red su došli i pojava živih organizama. Dobili su priliku za razvoj zahvaljujući aktivnim emisijama različitih biokemijskih elemenata koje su se dogodile tijekom formiranja litosfere. Živa materija nekoliko milijuna godina stvorila je uvjete prihvatljive za život. Zbog njegovog postupnog razvoja formirao se plinoviti sastav atmosfere. Stalna interakcija organskih i anorganskih spojeva pod utjecajem Sunčeve energije omogućila je širenje žive tvari na cijelom teritoriju planeta i značajno promijenila njezin izgled.
Prvi živi organizmi na Zemlji pojavili su se uhidrosfere, njihovo postupno izbijanje na kopno trajalo je prilično dugo razdoblje. Razvoj još jedne ljuske biosfere - litosfere, postao je uzrok stvaranja ozonskog sloja. Zahvaljujući procesu fotosinteze, ogromna biološka masa upija ugljični dioksid iz atmosfere i oslobađa kisik. U ovom slučaju živa tvar koristi gotovo neiscrpni izvor energije - Sunce. Aerobni organizmi, kojima je u debljini hidrosfere nedostajala organska tvar, izašli su na površinu kopna i značajno ubrzali proces evolucije zbog cirkulacije energije. Trenutno je "živa ljuska" Zemlje u stanju stabilne ravnoteže, ali čovječanstvo vrši sve veći negativni utjecaj na nju. Stvara se nova sfera zemlje - noosfera, podrazumijeva skladniju suradnju čovjeka i prirode, ali ovo je zasebna i vrlo zanimljiva tema za proučavanje. Biosfera nastavlja funkcionirati, usprkos značajnom smanjenju biomase, "živa ljuska" nastoji nadoknaditi štetu koju nanose ljudske aktivnosti. Kao što povijest pokazuje, ovaj postupak može potrajati značajno vrijeme.
Glavna komponenta u strukturi biosfere jebiomasa. Obavlja sve biokemijske funkcije "žive ljuske", održava njezin sastav u stanju ravnoteže, osigurava proces cirkulacije tvari i energije. Funkcija plina održava optimalan sastav atmosfere. Provodi se fotosintezom biljaka koje oslobađaju kisik i apsorbiraju ugljični dioksid. Živi organizmi pri izdahu i u procesu razgradnje oslobađaju CO2... Izmjena plinova je stalna, anorganskaspojevi sudjeluju u njemu tijekom kemijskih reakcija. Funkcija energije sastoji se u asimilaciji i transformaciji vanjskog izvora - sunčeve svjetlosti biomasom (biljke). Funkcija koncentracije osigurava nakupljanje hranjivih sastojaka. Svi organizmi u procesu života akumuliraju potrebnu razinu biokemijskih elemenata koji se nakon njihove smrti vraćaju u biosferu u obliku organskih i anorganskih spojeva. Redoks funkcija je biokemijska reakcija. Javlja se u procesu života živog organizma i nužna je karika u cirkulaciji tvari.
Svi živi organizmi raspoređeni su po zemaljskim sferamaneujednačena. Najveća koncentracija biomase uočava se na spojevima geosfera planeta. To je zbog stvaranja optimalnih životnih uvjeta (temperatura, vlaga, tlak, prisutnost biokemijskih spojeva). Sastav biomase također nije ujednačen. Na kopnu biljke imaju prednost; u hidrosferi životinje čine osnovu žive tvari. Gustoća biomase ovisi o zemljopisnom položaju, dubini obitavanja u litosferi i visini u atmosferi. Broj biljnih i životinjskih vrsta vrlo je velik, ali stanište svih organizama je biosfera. Biologija kao zasebna znanost u velikoj mjeri objašnjava sve procese koji se u njoj događaju. To je podrijetlo, razmnožavanje, migracija svih vrsta biomase.
Značaj i razmjeri "žive školjke" Zemljeosigurat će njegovo stalno proučavanje od strane novih naraštaja prirodoslovaca. Sustav je jedinstven po svojoj cjelovitosti, dinamičnom razvoju i uravnoteženosti. Njegova glavna i najočuđujuća značajka je stabilnost i sposobnost oporavka. Broj katastrofa tijekom postojanja biosfere kao živog filma planeta je ogroman. Oni su doveli do izumiranja većine biomase, značajno su promijenili izgled planeta, korigirali procese koji se odvijaju na njegovoj površini i u jezgri. No, nakon svakog udara biosfera se obnavljala u izmijenjenom obliku, prilagođavajući se negativnim utjecajima ili suzbijajući ih. Zato je biosfera zemlje živi organizam koji može samostalno regulirati sve procese koji se događaju u prirodi.
Svako moderno dijete u osnovnoj školiizučava takav predmet kao što je prirodopis (razred 3). U ovim lekcijama maloj se osobi objašnjava kakav je svijet oko sebe i prema kojim pravilima postoji. Možda je vrijedno malo promijeniti program i naučiti djecu da poštuju i vole prirodu, tada će čovječanstvo moći stvoriti novu geosferu. Sva znanja prikupljena tijekom stoljeća o biosferi moraju se primijeniti za njezin daljnji razvoj, koji će podrazumijevati sjedinjenje prirode i čovjeka. Dok ne bude prekasno za ispravljanje štete nanesene okolišu, ljudi bi trebali razmišljati o tome da se "živa ljuska" Zemlje može sama oporaviti, ali istodobno može eliminirati objekt koji nanosi stalnu štetu njegov integritet i sklad.
