Біосфера Землі — це складна система, що об’єднує всі живі організми, середовище їхнього існування та взаємозв’язки між ними. Вона охоплює всі екосистеми планети, включаючи океани, ліси, степи, пустелі та інші природні середовища. Біосфера не лише забезпечує умови для існування життя, а й виконує важливі функції, які впливають на навколишнє середовище та людей.
Значення біосфери
Біосфера є основою всього живого на Землі. Вона виконує такі ключові функції:
- Забезпечення умов для життя: Біосфера створює середовище, в якому живі організми можуть існувати, рости і розвиватися. Це стосується не тільки рослин і тварин, а й мікроорганізмів, які відіграють важливу роль у екосистемах.
- Регуляція клімату: Біосфера впливає на глобальний клімат. Рослини, наприклад, поглинають вуглекислий газ та виділяють кисень, що є ключовим для підтримки життя на планеті.
- Цикли речовин: Біосфера забезпечує цикли важливих елементів, таких як вуглець, азот і фосфор, які необхідні для життя. Ці цикли підтримують екологічну рівновагу.
Склад біосфери
Біосфера складається з кількох компонентів, які взаємодіють один з одним. Основні складові включають:
- Літосфера: Це зовнішній шар Землі, що складається з ґрунту та гірських порід. Він є джерелом поживних речовин для рослин.
- Гідросфера: Це вся вода на Землі, включаючи океани, ріки, озера та підземні води. Вода є життєво важливою для всіх живих організмів.
- Атмосфера: Це газова оболонка, що оточує Землю. Атмосфера містить кисень, вуглекислий газ та інші гази, які необхідні для дихання живих організмів.
- Біота: Це всі живі організми, які населяють біосферу, від найменших мікроорганізмів до великих тварин.
Функції біосфери
Біосфера виконує кілька важливих функцій:
- Продукція: Рослини виробляють органічну речовину за допомогою фотосинтезу, забезпечуючи їжу для інших організмів.
- Розкладання: Мікроорганізми розкладають органічні рештки, повертаючи поживні речовини в ґрунт, що забезпечує родючість.
- Середовище для життя: Біосфера надає простір для існування різних видів, забезпечуючи їжу, прихисток і умови для розмноження.
- Збереження біорізноманіття: Біосфера сприяє розвитку великої кількості видів, що забезпечує екологічну стабільність.
Вплив людини на біосферу
Вплив людини на біосферу є неоднозначним. З кожним століттям антропогенна діяльність стає більш інтенсивною, руйнівною і масштабною, тому люди сприяють виникненню не тільки локальних екологічних проблем, а й глобальних.
Одним з результатів впливу людини на біосферу є скорочення чисельності флори і фауни на планеті, а також зникнення багатьох видів з лиця землі. Наприклад, ареали рослин зменшуються в зв’язку з землеробською діяльністю і вирубкою лісів. Безліч дерев, чагарників, трав є вторинними, тобто замість первинного рослинного покриву були посаджені нові види. У свою чергу, популяції тварин знищуються мисливцями не тільки заради видобутку їжі, але і з метою продажу цінних шкур, кісток, плавників акул, бивнів слонів, рогів носорогів, різних частин тіла на чорному ринку.
Досить сильно антропогенна діяльність впливає на процес ґрунтоутворення. Так, вирубка дерев і розорювання полів призводить до вітрової та водної ерозії. Зміна складу рослинного покриву призводить до того, що інші види беруть участь в процесі збагачення грунтів, а, значить, утворюється інший тип ґрунту. Через використання в землеробстві різних добрив, скидання в землю твердих і рідких відходів, змінюється фізико-хімічний склад грунту.
Демографічні процеси чинять негативний вплив на біосферу:
- зростає чисельність населення планети, яке все більше споживає природних ресурсів;
- збільшуються масштаби промислового виробництва;
- з’являється більше відходів;
- збільшуються площі сільськогосподарських угідь.
Варто відзначити, що люди сприяють забрудненню всіх верств біосфери. Джерел забруднення на сьогоднішній день існує величезне різноманіття:
- вихлопні гази автотранспорту;
- частинки, що виділяються при згоранні палива;
- радіоактивні речовини;
- нафтопродукти;
- викиди хімічних сполук в повітряне середовище;
- тверді побутові відходи;
- пестициди, мінеральні добрива та агрохімія;
- брудні стоки як промислових, так і комунальних підприємств;
- електромагнітні прилади;
- ядерне паливо;
- віруси, бактерії і чужорідні мікроорганізми.
Все це призводить не тільки до зміни екосистем і скорочення біорізноманіття на землі, а й до кліматичних змін. Через вплив людського роду на біосферу відбувається парниковий ефект і утворення озонових дір , танення льодовиків і глобальне потепління , зміна рівня океанів і морів, випадання кислотних опадів і т.д.
Згодом біосфера стає все більш нестійкою, що призводить до руйнування багатьох екосистем планети. Багато вчених і громадських діячів виступають за те, щоб знизити вплив людини на природу, з метою зберегти біосферу Землі від знищення.
Шари біосфери
Варто відзначити, що всі оболонки біосфери знаходяться в постійній взаємодії, тому часом буває важко виділити кордону того чи іншого шару. Однією з найважливіших оболонок є аеросфера. Вона досягає рівня приблизно 22 км над землею, де ще є живі істоти. В цілому це повітряний простір, де мешкають всі живі організми. У складі цієї оболонки є волога, енергія Сонця і атмосферні гази:
- кисень;
- озон;
- CO2;
- аргон;
- азот;
- водяна пара.
Чисельність атмосферних газів і їх склад залежить від впливу живих істот.
Геосфера – це складова частина біосфери, до неї відноситься сукупність живих істот, які населяють земну твердь. Ця сфера включає літосферу, світ флори і фауни, грунтові води і газову оболонку землі.
Значним шаром біосфери є гідросфера, тобто всі водойми без підземних вод. У цю оболонку входить Світовий океан, поверхневі води, атмосферна волога і льодовики. Вся водна сфера населена живими істотами – від мікроорганізмів до водоростей, риб і тварин.
Якщо детальніше говорити про твердій оболонці Землі, то вона складається з грунту, гірських порід і мінералів. Залежно від середовища розташування, бувають різні типи грунту, які відрізняються за хімічним і органічному складу, залежать від факторів навколишнього середовища (рослинності, водойм, тваринного світу, антропогенного впливу). Літосфера складається з величезної кількості мінералів і порід, які в неоднаковій кількості представлені на землі. В даний момент відкрито більше 6 тисяч мінералів, але лише 100-150 видів найбільше поширені по планеті:
- кварц;
- польовий шпат;
- олівін;
- апатити;
- гіпс;
- карналіт;
- кальцит;
- фосфорити;
- сильвініт і інші.
Залежно від кількості гірських порід і їх господарського використання, деякі з них є цінними, особливо паливні копалини, руди металів і дорогоцінні камені.
Що стосується світу флори і фауни – то це оболонка, яка включає в себе за різними джерелами від 7 до 10 мільйонів видів. Імовірно близько 2,2 млн. Видів мешкає в водах Світового океану, а близько 6,5 млн. – на суші. Представників тваринного світу на планеті мешкає приблизно 7,8 млн., А рослин – близько 1 млн. З усіх відомих видів живих істот описано не більше 15%, тому людству потрібні сотні років, щоб дослідити і описати всі існуючі види на планеті.
Зв’язок біосфери з іншими оболонками Землі
Всі складові частини біосфери знаходяться в тісному взаємозв’язку з іншими оболонками Землі. Це прояв можна побачити в біологічному кругообігу, коли тварини і люди виділяють вуглекислий газ, він поглинається рослинами, які під час фотосинтезу виділяють кисень. Таким чином, ці два газу постійно регулюються в атмосфері завдяки взаємозв’язкам різних сфер.
Одним із прикладів є грунт – результат взаємодії біосфери з іншими оболонками. У цьому процесі беруть участь живі істоти (комахи, гризуни, плазуни, мікроорганізми), рослини, вода (підземні води, атмосферні опади, водойми), повітряна маса (вітер), грунтоутворюючі породи, сонячна енергія, клімат. Всі ці компоненти повільно взаємодіють між собою, що сприяє утворенню ґрунту в середньому зі швидкістю 2 міліметри в рік.
Коли компоненти біосфери взаємодіють з живими оболонками, утворюються гірські породи. В результаті впливу живих істот на літосферу утворюються поклади кам’яного вугілля, крейда, торф і вапняки. В ході взаємовпливу живих істот, гідросфери, солей і мінералів, певної температури утворюються корали, а з них, в свою чергу, з’являються коралові рифи і острови. Також це дозволяє регулювати сольовий склад вод Світового океану.
Різні види рельєфу є прямим результатом зв’язку біосфери з іншими оболонками землі: атмосферою, гідросферою і літосферою. На ту чи іншу форму рельєфу впливає водний режим місцевості і опади, характер повітряних мас, сонячне випромінювання, температура повітря, які види флори тут ростуть, які тварини населяють цю територію.
Значення біосфери в природі
Значення біосфери як глобальної екосистеми планети важко переоцінити. Виходячи з функцій оболонки всього живого, можна усвідомити її значимість:
- Енергетична. Рослини є посередниками між Сонцем і Землею, і, отримуючи енергію, частина її поширюється між усіма елементами біосфери, а частина використовується для утворення біогенного речовини.
- Газова. Регулює кількість різних газів в біосфері, їх розподіл, перетворення і міграцію.
- Концентраційна. Всі істоти вибірково витягають біогенні компоненти, тому вони можуть бути як корисними, так і небезпечними.
- Деструктивна. Це руйнування мінералів і гірських порід, органічних речовин, що сприяє новому обороту елементів в природі, в ході чого з’являються нові живі і неживі речовини.
- Середовищетворча. Впливає на умови навколишнього середовища, склад атмосферних газів, порід осадового походження і земельного шару, якість водного середовища, а також на баланс речовин на планеті.
Довгий час роль біосфери була недооціненою, так як в порівнянні з іншими сферами маса живої речовини на планеті дуже мала. Незважаючи на це, живі істоти є могутньою силою природи, без якої були б неможливі багато процесів, а також саме життя. В процесі діяльності живих істот, їх взаємозв’язків між собою, впливу на неживу матерію, формується сам світ природи і обличчя планети.
Роль Вернадського у вивченні біосфери
Вперше вчення про біосферу розробив Володимир Іванович Вернадський. Він відрізнив цю оболонку від інших земних сфер, актуалізував її значення і уявив, що це дуже активна сфера, яка змінює і впливає на всі екосистеми. Вчений став основоположником нової дисципліни – біогеохімії, на основі якої і було обгрунтоване вчення про біосферу.
Вивчаючи живу речовину, Вернадський зробив висновки, що всі форми рельєфу, клімат, атмосфера, породи осадового походження – це результат діяльності всіх живих організмів. Одна з ключових ролей в цьому відводиться людям, які мають величезний вплив на перебіг багатьох земних процесів, будучи певною стихією, що володіє якоюсь силою, здатною змінити образ планети.
Теорію про все живе Володимир Іванович представив у праці «Біосфера» (1926), що сприяло зародженню нової наукової галузі. Академік в своїй роботі представив біосферу як цілісну систему, показав її компоненти і їх взаємозв’язку, а також роль людини. Коли жива речовина взаємодіє з відсталим, виявляється вплив на перебіг ряду процесів:
- геохімічна;
- біологічних;
- біогенних;
- геологічних;
- міграції атомів.
Вернадський позначив, що кордони біосфери – це поле існування життя. На її розвиток впливає кисень і температура повітря, вода і мінеральні елементи, грунт і енергія Сонця. Також вчений виділив основні компоненти біосфери, розглянуті вище, і виділив основний з них – живу речовину. Ще він сформулював всі функції біосфери.
Серед основних положень вчення Вернадського про живу середовищі можна виділити наступні тези:
- біосфера охоплює всю водну середу до океанічних глибин, включає поверхневий шар землі до 3 кілометрів і повітряний простір до межі тропосфери;
- показав відміну біосфери від інших оболонок її динамічністю і постійною діяльністю всіх живих організмів;
- специфіка цієї оболонки полягає в безперервному обороті елементів живої і неживої природи;
- діяльність живої речовини призвела до суттєвих змін на всій планеті;
- існування біосфери обумовлено астрономічним положенням Землі (дистанція від Сонця, нахил осі планети), що визначає клімат, протікання життєвих циклів на планеті;
- сонячна енергія є джерелом життя всіх істот біосфери.
Мабуть, це ключові поняття про живе середовище, які заклав Вернадський у своєму вченні, хоча його праці глобальні і потребують подальшого осмислення, актуальні й донині. Вони стали основою для досліджень інших вчених.
Висновок
Підводячи підсумки, варто зазначити, що життя в біосфері розміщується по-різному і нерівномірно. Велика кількість живих організмів мешкає на земній поверхні, будь то водне середовище або суша. Всі істоти стикаються з водою, мінералами і атмосферою, перебуваючи з ними в безперервного зв’язку. Саме це забезпечує оптимальні умови для життя (кисень, вода, світло, тепло, поживні речовини). Чим глибше в товщу води океану або під землю, тим життя більш одноманітна. Жива речовина також поширюється і по площі, і варто відзначити різноманітність форм життя по всій земній поверхні. Щоб зрозуміти це життя, нам знадобитися ще не один десяток років, а то і сотень, але цінувати біосферу і вберегти її від нашого шкідливого, людського, впливу потрібно вже сьогодні.
Останні коментарі