Eine Person nennt den umgebenden Raum gewöhnlich Natur oder Lebensraum. Die meisten von uns haben im Schulunterricht grundlegende Kenntnisse zu diesem Konzept erh alten: Naturkunde (Klasse 3), Erdkunde und Biologie (4), Anatomie und Chemie (6). Aber nur wenige verstehen, wie diese Wissenschaften kombiniert werden, außer dass sie alle zum Bereich der Naturwissenschaften gehören. Um das gesamte menschliche Wissen über die umgebende Welt zusammenzufassen, wurde ein umfassender Name geschaffen - die Biosphäre. Trotz jahrelanger Forschung und sorgfältiger Studien gibt der Planet Erde Wissenschaftlern immer noch Anlass, über die Prozesse nachzudenken, die auf ihm stattfinden.
Definition
Was heißt Biosphäre? In der Literatur gibt es eine ganze Reihe von Interpretationen dieses Begriffs, die sich alle inh altlich unterscheiden, aber in der Bedeutung fast identisch sind. Am häufigsten wird die Biosphäre als globales Ökosystem des Planeten bezeichnet, in dem der Mensch als eine der wenigen Arten enth alten ist. Wenn wir den Namen "Biosphäre" wörtlich aus der altgriechischen Sprache übersetzen, dann hat er zwei Wurzeln. „Sphere“bedeutet „Region, Sphäre, Kugel“, und die Wurzel „bios“wird mit „Leben“übersetzt. Es stellt sich ein ziemlich umfangreicher und präziser Name heraus, der tatsächlich eine komplexe und facettenreiche Wissenschaft definiert. VI Vernadsky gibt eine ausführliche Antwort auf die Frage, was Biosphäre genannt wird. Er definiert dieses Konzept als einen Komplex wissenschaftlicher Erkenntnisse über die Erde, der Geographie, Geochemie, Biologie und Geologie umfasst. Die Biosphäre ist eine Ansammlung von Schalen der Erde, die nach dem Prinzip der Anwesenheit von Lebewesen und ihrem Lebensraum kombiniert werden. Alle Sphären unterscheiden sich in Zusammensetzung, Funktionen und Eigenschaften, aber jede von ihnen spielt eine bedeutende Rolle in der Existenz und Entwicklung der Welt um uns herum.
Unterricht über die Biosphäre
Der Philosoph, Wissenschaftler, Geologe und Biochemiker V. I. Vernadsky schuf ein integrales Wissenssystem. Bis Anfang des 20. Jahrhunderts gab es viele Forschungsarbeiten zum Studium der Erde und der auf ihr ablaufenden Prozesse, aber der große russische Wissenschaftler schaffte es, dieses Material zu vertiefen und zu verallgemeinern. Zu Beginn des 19. Jahrhunderts definierte der französische Naturforscher Lamarck den ersten Begriff der Zukunftswissenschaft, gab ihm jedoch keinen Namen. Der österreichische Paläontologe und Geologe Eduard Suess prägte 1875 den noch heute verwendeten Begriff „Biosphäre“. Er wird diese Wissenschaft als Wissen über alles Leben auf unserem Planeten definieren. Erst nach 50 Jahren wird Vernadsky die Beziehung zwischen lebenden Organismen und anorganischen Substanzen, ihrer Zirkulation beweisen. Was heißtBiosphäre in der gegenwärtigen Phase? Dies ist eine der Hüllen des Planeten, in der natürliche Elemente verschiedener Herkunft interagieren. Ihre Kombination schafft ein einzigartiges, ausgewogenes System.
Atmosphäre
Die äußere Lufthülle des Planeten Erde. Der größte Teil seiner Masse konzentriert sich an der Oberfläche und erstreckt sich in der Höhe über dreitausend Kilometer. Die Atmosphäre ist die leichteste aller Hüllen, sie verlässt die Oberfläche nicht nur aufgrund der Schwerkraft des Planeten, sondern mit zunehmender Höhe werden ihre Schichten allmählich entladen. Die Ozonschicht bietet Schutz vor radioaktiver Sonneneinstrahlung, indem sie das auf die Erde treffende UV-Niveau reduziert. Die Zusammensetzung der Atmosphäre umfasst Gase: Kohlendioxid, Stickstoff, Sauerstoff, Argon, die die Existenz lebender Organismen gewährleisten.
Hydrosphäre
Die Biosphäre der Erde umfasst einen Teil der Wasserhülle des Planeten. Seine Zusammensetzung variiert je nach Aggregatzustand des Stoffes. Die Hydrosphäre vereint alle Wasserressourcen der Erde, die in flüssiger, gasförmiger und fester Form vorliegen können. Die Oberflächenschichten des Weltozeans dienen dazu, die von der Sonne kommende Wärme durch die Atmosphäre umzuverteilen. Wasser kommt im Stoffkreislauf der Natur eine besondere Bedeutung zu, da es die beweglichste Fraktion ist. Die Organismen der Biosphäre haben das Wasserelement vollständig gemeistert, sie sind in den tiefsten Grundbecken des Weltozeans und in den arktischen Gletschern zu finden. Die chemische Zusammensetzung der Hydrosphäre umfasst folgende Hauptelemente: Magnesium, Natrium, Chlor,Schwefel, Kohlenstoff, Kalzium usw.
Lithosphäre
In unserem Sonnensystem haben nicht alle Planeten eine feste Hülle, die Erde ist in diesem Fall eine Ausnahme. Die Lithosphäre ist eine riesige Masse aus Felsen (harten) Felsen, die einen Teil des Landes ausmachen und als Bett der Ozeane dienen. Die Dicke dieser Erdhülle beträgt 70 bis 250 Kilometer, ihre Zusammensetzung ist in Bezug auf die Anzahl der chemischen Elemente (Silizium, Aluminium, Eisen, Sauerstoff, Magnesium, Kalium, Natrium usw.) am unterschiedlichsten notwendig für die Existenz aller lebenden Organismen. Diese Geosphäre zeichnet sich durch die kleinste Breite der Lebensverteilungsschicht aus. Am weitesten entwickelt ist die obere Schicht der Lithosphäre, die mehrere Meter beträgt. Mit zunehmender Tiefe nehmen die Temperatur und die Dichte der harten Schale zu, was zusammen mit dem Fehlen von Licht die Existenz lebender Organismen unmöglich macht.
Biosphäre
Diese Geosphäre vereint alle Schalen der Erde (Hydrosphäre, Atmosphäre und Lithosphäre) durch das Vorhandensein von lebender Materie in ihnen. Die Rolle der Biosphäre für die gesamte Menschheit ist kaum zu überschätzen, sie ist Umwelt und Ursprungsquelle. Dies ist ein komplexes System von Wechselbeziehungen, die die Möglichkeit der Existenz eines Organismus aufgrund des Austauschs von Materie und Energie bestimmen. Mehr als 40 chemische Elemente sind an dem Kreislaufprozess beteiligt, der ständig zwischen organischen und anorganischen Verbindungen stattfindet. Die Hauptenergiequelle ist die Sonne. Die Erde befindet sich im optimalen Abstand zum Stern und ist mit einem Schutzschild ausgestattetAtmosphäre Barriere. Daher ist Sonnenenergie neben lebender Materie der wichtigste biochemische Faktor für die Existenz der Biosphäre. Durch den Einfluss einer Reihe von Faktoren haben die ablaufenden Prozesse eine vollständige zyklische Form, sie sorgen für die Zirkulation der Materie zwischen Atmosphäre, Lithosphäre, Hydrosphäre und lebenden Organismen.
Grenzen der Biosphäre
Wenn man die Länge der Schale der Biosphäre analysiert, sieht man ihre ungleichmäßige Verteilung. Die untere Grenze liegt in den Schichten der Lithosphäre, sie unterschreitet 4 km nicht. Die obere Schicht der Erdkruste - der Boden - ist die gesättigtste Schicht der Biosphäre in Bezug auf die Dichte des Geh alts an lebender Materie. Die Hydrosphäre, zu der die Weiten des Weltozeans, Flüsse, Seen, Sümpfe und Gletscher gehören, ist vollständig Teil der "lebenden Hülle". Die höchsten Konzentrationen von Organismen werden in den Oberflächen- und Küstenschichten von Gewässern beobachtet, aber Leben existiert auch in Tiefseebecken in einer maximalen Tiefe von mehr als 11 km und in Bodensedimenten. Die obere Grenze der Biosphäre befindet sich in einer Entfernung von 20 km von der Oberfläche. Die Atmosphäre begrenzt die "lebende Schicht" auf einen Ozonschild, über dem Organismen durch kurzwellige ultraviolette Strahlung zerstört werden. An den Grenzen von Lithosphäre und Atmosphäre befindet sich also die maximale Konzentration lebender Materie.
Zusammensetzung
Die Doktrin der Biosphäre wurde von VI Vernadsky geschaffen, er bestimmte auch die Schlüsselrolle von Organismen bei der Bildung und Funktion der "lebenden Hülle" der Erde. Zuvor kamen andere Wissenschaftler zu ähnlichen Schlussfolgerungen, aber RussischDer Naturforscher konnte die Notwendigkeit des Vorhandenseins anorganischer Verbindungen in der Struktur nachweisen, die auch am allgemeinen Kreislauf teilnehmen. Die Biosphäre hat seiner Meinung nach folgende Zusammensetzung:
- Lebende Organismen (biologische Masse, Gesamtheit aller Arten).
- Biogene Substanz (während des Lebens lebender Organismen entstanden, ist ein Produkt ihrer Verarbeitung).
- Inerte Materie (anorganische Verbindungen, die ohne Beteiligung lebender Organismen entstehen).
- Bioinerter Stoff (gemeinsam gebildet von lebenden Organismen und inerten Stoffen).
- Eine Substanz kosmischen Ursprungs.
- Verstreute Atome.
Vorgeschichte
Vor Milliarden von Jahren entstand die feste Hülle der Erde, die Lithosphäre. Die nächste Stufe bei der Bildung der sogenannten Biosphäre erfolgte aufgrund geologischer Prozesse, die tektonische Platten bewegten, Vulkanausbrüche, Erdbeben usw. verursachten. Nach der Bildung stabiler geologischer Formen war die Zeit der Entstehung lebender Organismen an der Reihe. Sie hatten die Möglichkeit, sich aufgrund der aktiven Emissionen verschiedener biochemischer Elemente zu entwickeln, die während der Bildung der Lithosphäre auftraten. Lebende Materie schafft seit mehreren Millionen Jahren akzeptable Bedingungen für das Leben. Aufgrund seiner phasenweisen Entwicklung wurde die Gaszusammensetzung der Atmosphäre gebildet. Die ständige Wechselwirkung organischer und anorganischer Verbindungen unter dem Einfluss der Sonnenenergie ermöglichte die Ausbreitung lebender Materie auf dem gesamten Planeten undihr Aussehen deutlich verändern.
Evolution
Die ersten lebenden Organismen auf der Erde tauchten in der Hydrosphäre auf, ihr allmählicher Austritt an Land dauerte ziemlich lange. Die Entwicklung einer anderen Hülle der Biosphäre - der Lithosphäre - verursachte die Bildung der Ozonschicht. Durch den Prozess der Photosynthese absorbierte eine riesige biologische Masse Kohlendioxid aus der Atmosphäre und setzte Sauerstoff frei. In diesem Fall nutzt lebende Materie eine nahezu unerschöpfliche Energiequelle - die Sonne. Aerobe Organismen, denen organische Substanz in der Dicke der Hydrosphäre fehlte, kamen an die Oberfläche des Landes und beschleunigten den Evolutionsprozess aufgrund des Energiekreislaufs erheblich. Die „lebende Hülle“der Erde befindet sich derzeit in einem stabilen Gleichgewicht, wird jedoch zunehmend von der Menschheit negativ beeinflusst. Eine neue Sphäre der Erde wird geschaffen - die Noosphäre, die eine harmonischere Unterstützung von Mensch und Natur impliziert, aber dies ist ein separates und sehr interessantes Studienthema. Die Biosphäre funktioniert trotz deutlicher Abnahme der Biomasse weiter, die „lebende Hülle“versucht, die durch menschliche Aktivitäten verursachten Schäden auszugleichen. Wie die Geschichte zeigt, kann dieser Vorgang viel Zeit in Anspruch nehmen.
Biochemische Funktionen
Der Hauptbestandteil in der Struktur der Biosphäre ist Biomasse. Es erfüllt alle biochemischen Funktionen der "lebenden Hülle", hält ihre Zusammensetzung im Gleichgewicht und gewährleistet den Stoff- und Energiekreislauf. Die Gasfunktion hält die optimale Zusammensetzung der Atmosphäre aufrecht. Sie istSie erfolgt durch Photosynthese von Pflanzen, die Sauerstoff freisetzen und Kohlendioxid aufnehmen. Lebende Organismen setzen CO2 beim Ausatmen und Zersetzen frei. Der Gasaustausch findet ständig statt, anorganische Verbindungen nehmen daran während des Ablaufs chemischer Reaktionen teil. Die Energiefunktion besteht in der Assimilation und Umwandlung der Biomasse (Pflanze) einer externen Quelle - Sonnenlicht. Die Konzentrationsfunktion sorgt für die Anreicherung von Nährstoffen. Alle Organismen im Lebensprozess akkumulieren den notwendigen Geh alt an biochemischen Elementen, die nach ihrem Tod in Form von organischen und anorganischen Verbindungen in die Biosphäre zurückkehren. Die Redoxfunktion ist eine biochemische Reaktion. Es tritt während des Lebens eines lebenden Organismus auf und ist ein notwendiges Glied im Stoffkreislauf.
Biomasse
Alle Lebewesen sind ungleichmäßig über die Sphären der Erde verteilt. Die höchste Biomassekonzentration wird an den Verbindungsstellen der Geosphären des Planeten beobachtet. Dies geschieht aufgrund der Bildung optimaler Lebensbedingungen (Temperatur, Feuchtigkeit, Druck, Vorhandensein biochemischer Verbindungen). Auch die Zusammensetzung der Biomasse ist nicht gleichartig. An Land sind Pflanzen im Vorteil, in der Hydrosphäre bilden Tiere die Grundlage der lebenden Materie. Die Dichte der Biomasse hängt von der geografischen Lage, der Besiedelungstiefe in der Lithosphäre und der Höhe in der Atmosphäre ab. Die Zahl der Pflanzen- und Tierarten ist sehr groß, aber der Lebensraum aller Organismen ist die Biosphäre. Die Biologie als eigenständige Wissenschaft ist weitgehenderklärt alle Prozesse, die darin ablaufen. Dies ist die Entstehung, Vermehrung, Migration aller Arten von Biomasse.
Merkmale der Biosphäre
Die Bedeutung und das Ausmaß der "lebenden Hülle" der Erde werden ihr ständiges Studium durch neue Generationen von Naturwissenschaftlern sicherstellen. Das System ist einzigartig in seiner Integrität, dynamischen Entwicklung und Ausgewogenheit. Als wichtigstes und überraschendstes Merkmal kann man Resilienz und Erholungsfähigkeit hervorheben. Die Zahl der Katastrophen während der Existenz der Biosphäre als lebendiger Film des Planeten ist enorm. Sie führten zum Aussterben des größten Teils der Biomasse, veränderten das Erscheinungsbild des Planeten erheblich und korrigierten die Prozesse auf seiner Oberfläche und im Kern. Aber nach jedem Schlag wurde die Biosphäre in veränderter Form wiederhergestellt, indem sie sich an den negativen Einfluss anpasste oder ihn unterdrückte. Deshalb ist die Biosphäre der Erde ein lebender Organismus, der alle in der Natur ablaufenden Prozesse selbstständig regulieren kann.
Entwicklungsperspektiven
Jedes moderne Kind lernt in der Grundschule ein Fach wie Naturgeschichte (Klasse 3). Bei diesen Lektionen erklären sie einem kleinen Menschen, was die Welt um sie herum ist und nach welchen Regeln sie existiert. Vielleicht lohnt es sich, das Programm ein wenig zu ändern und den Kindern beizubringen, die Natur zu respektieren und zu lieben, dann kann die Menschheit eine neue Geosphäre schaffen. Alle im Laufe der Jahrhunderte gesammelten Erkenntnisse über die Biosphäre müssen für ihre weitere Entwicklung genutzt werden, die die Vereinigung von Natur und Mensch impliziert. Bevor es zu spät ist, das zu reparieren, was getan wurdeUmweltschäden, sollten die Menschen daran denken, dass sich die "lebende Hülle" der Erde von selbst erholen kann, aber gleichzeitig ein Objekt beseitigen kann, das ihre Integrität und Harmonie dauerhaft schädigt.
