Учение Вернадского о биосфере

Что такое биосфера

Термин «биосфера» используется для обозначения области Земли, где присутствует жизнь. Сюда входят все живые организмы – растения, животные, микроорганизмы – и среда их обитания, вместе с атмосферой, гидросферой и литосферой. Биосфера – основной компонент планеты Земля, и без нее невозможно себе представить поддержание жизни на нашей планете.

История термина

Термин «биосфера» был введен немецким ученым Эдуардом Зюссом в 1875 году. Хотя еще раньше, в 1802 году, Ж. Б. Ламарк назвал биосферой совокупность всех живых организмов Земли.

Зюсс использовал этот термин, чтобы описать область Земли, где присутствует жизнь, и выделил ее как третий основной компонент планеты, помимо атмосферы и геосферы. Однако позже концепция биосферы была развита и расширена другими учеными, такими как Владимир Вернадский, который в 1919 году внес важный вклад в понимание того, как жизнь влияет на геохимические процессы на Земле.

Сегодня понятие биосферы используется в различных научных дисциплинах, включая биологию, экологию, географию и геологию. Ученые изучают взаимодействие между живыми организмами и их окружающей средой, а также влияние деятельности человека на экосистемы и биоразнообразие на планете.

Границы и масса биосферы

Биосфера Земли не имеет четко определенных верхней и нижней границ. Она простирается от самых высоких атмосферных слоев до глубин океанов и земной коры. Однако можно выделить некоторые приблизительные границы для удобства изучения и анализа.

Верхняя граница биосферы может быть определена как верхняя атмосферная граница (15–20 км), где еще могут существовать организмы или где влияние живых организмов на окружающую среду сохраняется. Это верхние слои атмосферы, где встречаются аэробные бактерии и микроорганизмы, а также некоторые формы жизни, такие как фитопланктон.

Нижняя граница в литосфере (земная кора) обычно определяется как 2–3 км на суше и 1–2 км ниже дна океана. Здесь могут существовать организмы, обитающие на глубине, где есть источники тепла и химических элементов, поддерживающих жизнь.

Относительная масса биосферы Земли, то есть суммарная масса всех живых организмов, может быть оценена величиной порядка нескольких триллионов тонн углерода – 2,5 x 1012 тонн. Сюда входят все формы жизни, от микроорганизмов и растений до животных.

Фото: Work5

 Суть учения В. И. Вернадского

Владимир Вернадский, российский ученый и один из основоположников биогеохимии, внёс значительный вклад в понимание природы биосферы. Его основная идея о биосфере состоит в том, что живая материя имеет глобальное влияние на геохимические процессы на Земле и образует особую сферу –  биосферу.

Вернадский рассматривал биосферу как глобальный биогеохимический феномен, который оказывает воздействие на окружающую среду и геохимические процессы на планете.

Он утверждал, что биосфера оказывает влияние на состав и процессы, протекающие в других сферах – атмосфере, гидросфере и литосфере, поскольку она с ними взаимодействует.

Вернадский подчеркивал роль живых организмов в геохимических процессах, таких как круговорот элементов, фиксация углерода и образование минералов.

Он считал, что биосфера действует как активный регулятор окружающей среды, обеспечивая поддержание условий для существования жизни на планете.

Вернадский также рассматривал биосферу как объект эволюции, который изменяется со временем под воздействием живых организмов и окружающей среды.

Таким образом, суть учения Вернадского о биосфере заключается в понимании ее связей с другими сферами и влияния на них, ее ключевой роли в глобальных процессах на Земле и в создании условий для существования жизни.

Структура и компоненты биосферы

Определение №1 Биосфера – сложная система, которая включает разнообразные компоненты, взаимодействующие между собой,  и обеспечивает условия для существования жизни на Земле. Она охватывает все области планеты, где присутствует живая материя.

Вот основные компоненты и структуры биосферы:

• Атмосфера – газовая оболочка Земли, которая окружает планету и обеспечивает живые организмы кислородом и другими газами, необходимыми для дыхания.
• Гидросфера – вся водная оболочка Земли (океаны, моря, реки, озёра и водные запасы в почве и атмосфере). Водные экосистемы являются важным компонентом биосферы, обеспечивая уникальные условия для обитания разнообразных форм жизни.
• Литосфера – твердая поверхность Земли (земная кора, мантия и ядро). Литосфера предоставляет живым организмам различные среды обитания, включая горные массивы, пустыни, поля, леса и т. д.
• Растения – обеспечивают кислород, питательные вещества и углеводы для других организмов. Они также играют ключевую роль в процессах фотосинтеза и удерживания почвы.
• Животные. Они разнообразны по формам и размерам и играют различные роли в экосистемах биосферы: являются потребителями растительной пищи, хищниками, переносчиками пыльцы и семян, а также играют свою роль в разложении органических веществ.
• Микроорганизмы. Это микроскопические организмы, такие как бактерии, вирусы и грибы, которые играют роль в различных биохимических процессах, включая разложение органики, обогащение почвы и устойчивость к болезням.

Эти компоненты и структуры взаимодействуют между собой, образуя сложные экосистемы и циклы материи и энергии, которые обеспечивают условия для существования жизни на Земле.

Свойства биосферы по Вернадскому

Согласно учению Владимира Вернадского, биосфера обладает рядом уникальных свойств, которые отличают ее от других областей планеты.

Вот основные свойства биосферы, согласно его взглядам.

1. Живой организм как главный фактор. Вернадский утверждал, что живая материя определяет характер и развитие биосферы. Он видел биосферу как активную и саморегулирующуюся систему, способную влиять на геохимические процессы на Земле.
2. Пространственная и временная динамика. Биосфера постоянно изменяется в пространстве и времени. Она подвержена процессам эволюции, адаптации и перестройки, что делает ее динамичной и подвижной системой.
3. Влияние на геохимические процессы. Биосфера оказывает значительное влияние на геохимические процессы на Земле, включая круговорот элементов, формирование минералов, изменение состава атмосферы и другие.
4. Сохранение и устойчивость. Биосфера обладает непревзойденной способностью к саморегуляции и равновесию в различных условиях. Живые организмы взаимодействуют между собой и с окружающей средой, чтобы поддерживать баланс в экосистемах.
5. Глобальное значение. Биосфера обеспечивает условия для существования жизни и поддерживает биоразнообразие на Земле. Она играет важную роль в глобальных процессах, таких, как климатические изменения и циркуляция воды.

Эти свойства биосферы, согласно Вернадскому, делают ее уникальной и незаменимой частью планеты Земля.

Функции биосферы

Вернадский сформулировал ряд постулатов о функциях биосферы, выделяя ее значение для жизни на Земле и взаимосвязь с окружающим миром.

• Биосфера как активный фактор геохимических процессов. Живые организмы воздействуют на окружающую среду, изменяя состав атмосферы, гидросферы и литосферы через фотосинтез, дыхание и разложение органических веществ.
• Биосфера как регулятор климата. Живые организмы воздействуют на атмосферу через процессы жизнедеятельности, что влияет на температурные условия и циркуляцию воздуха.
• Биосфера как источник и хранилище химических элементов. Живые организмы поглощают элементы из окружающей среды и используют их для роста и развития, а затем возвращают их в окружающую среду через разложение и выделение.
• Биосфера как регулятор биогеохимических циклов. Вернадский обращал внимание на то, что биосфера участвует в регуляции биогеохимических циклов на Земле, включая циклы углерода, азота, кислорода и других элементов. Живые организмы влияют на перемещение и распределение этих элементов в окружающей среде через свою деятельность.
• Биосфера как среда для эволюции жизни. Разнообразие экосистем и видов обеспечивает генетический ресурс и создает условия для адаптации и выживания организмов в различных условиях.
  

Эти постулаты Вернадского о функциях биосферы подчеркивают ее значение для жизни на планете и взаимосвязь с окружающей средой.