Роль жизни в формировании биосферы

Лекция 2 ОСНОВЫ БИОЛОГИЧЕСКОЙ ЭКОЛОГИИ

Биосфера - оболочка Земли, включающая область распространения живого вещества и само это вещество, возникла 3-4,5 млд. лет тому назад. Органическая жизнь сосредоточена в литосфере, гидросфере и тропосфере.

Наша планета имеет неоднородное строение и состоит из концентрических оболочек (геосфер) - внутренних и внешних. К внутренним относятся ядро, мантия, а к внешним –биосфера, которая состоит из лито­сферы, гидросферыиатмосферы.

Биосфера – своеобразная оболочка Земли, содержащая всю совокупность живых организмов и ту часть вещества планеты, которая находится в непрерывном обмене с этими организмами. Биосфера охватывает нижнюю часть атмосферы, гидросферу и верхнюю часть литосферы.

В современном понимании биосфера Земли представляет собой глобальную открытую систему, входом которой является поток солнечной энергии, поступающей из космоса, и химической энергии из литосферы; вовлекаемое в биогенный круговорот вещество; наличная внутренняя информация и поток внешней информации. На выходе биосферы - рассеиваемая и излучаемая, преимущественно, тепловая энергия, уходящее из круговорота вещество, реорганизованная внутренняя информация и поток исходящей информации. Биосфера, как кибернетическая система, обладает свойством саморегуляции, которая обеспечивается живыми организмами, т.е. системой, в которой один из элементов играет главенствующую роль в функционировании системы в целом.

Роль жизни в формировании биосферы.

Если бы жизнь не преобразила нашу планету, то основным газом в атмосфере был бы углекислый газ, который создавал бы парниковый эффект и температура на поверхности Земли достигла бы примерно 300 .С. С другой стороны, концентрация углекислого газа на уровне примеси создает современные климатические условия на нашей планете.

Атмосфера – наиболее легкая оболочка Земли, которая граничит с космическим пространством; через атмосферу осуществляется обмен вещества и энергии с космосом. Атмосфера имеет несколько слоев:

тропосфера – нижний слой, примыкающий к поверхности Земли (высота 9–17 км). В нем сосредоточено около 80% газового состава атмосферы и весь водяной пар;

стратосфера; ионосфера – там “живое вещество” отсутствует. Имеется предположение, что климат на Венере и Марсе был похож на земной, но затем изменился. Причиной изменения климата Венеры стал парниковый эффект, который привел к повышению температуры на поверхности планеты. В то время как Марс растерял атмосферу и остыл. Преобладающие элементы химического состава атмосферы: N2 (78%), O2 (21%), CO2 (0,03%). Газовая оболочка состоит в основном из азота и кислорода. В небольших количествах в ней содержится диоксид углерода (0,03%) и озон. Состояние атмосферы оказывает большое влияние на физические, химические и биологические процессы на поверхности Земли и в водной среде. Для биологических процессов наибольшее значение имеют: кислород, используемый для дыхания и минерализации мертвого органического вещества, диоксид углерода, участвующий в фотосинтезе, и озон, экранирующий земную поверхность от жесткого ультрафиолетового излучения. Азот, диоксид углерода, пары воды образовались в значительной мере благодаря вулканической деятельности, а кислород - в результате фотосинтеза.

Гидросфера. Гидросфера– водная оболочка Земли. Вследствие высокой подвижности вода проникает повсеместно в различные природные образования, даже наиболее чистые атмосферные воды содержат от 10 до 50 мгр/л растворимых веществ. Преобладающие элементы химического состава гидросферы: Na+, Mg2+, Ca2+, Cl–, S, C. Концентрация того или иного элемента в воде еще ничего не говорит о том, насколько он важен для растительных и животных организмов, обитающих в ней. В этом отношении ведущая роль принадлежит N, P, Si, которые усваиваются живыми организмами. Главной особенностью океанической воды является то, что основные ионы характеризуются постоянным соотношением во всем объеме мирового океана

Вода - важнейший компонент биосферы и один из необходимых факторов существования живых организмов. Основная ее часть (95%) находится в Мировом океане, который занимает около 70% поверхности земного шара и содержит 1300 млн. км³. Поверхностные воды (озера, реки) включают всего 0,182 млн. км³, а количество воды в живых организмах составляет всего 0,001 млн. км³. Значительные запасы воды (24 млн. км³) содержат ледники. Большое значение имеют газы, растворенные в воде: кислород и диоксид углерода. Их количество широко варьирует от температуры и присутствия живых организмов. Диоксида углерода, содержащегося в воде, в 60 раз больше, чем в атмосфере. Гидросфера формировалась в связи с развитием литосферы, которая в течение геологической истории Земли выделяла большое количество водяного пара. Абиотические факторы водной среды (солевой состав, подвижность, температура, ярусы по глубине).

Литосфера – внешняя твердая оболочка Земли, состоящая из осадочных и магматических пород. В настоящее время земной корой принято считать верхний слой твердого тела планеты, расположенный выше сейсмической границы Мохоровичича. Поверхностный слой литосферы, в котором осуществляется взаимодействие живой материи с минеральной (неорганической), представляет собой почву. Остатки организмов после разложения переходят в гумус (плодородную часть почвы). Составными частями почвы служат минералы, органические вещества, живые организмы, вода, газы. Преобладающие элементы химического состава литосферы: O, Si, Al, Fe, Ca, Mg, Na, K.

Ведущую роль выполняет кислород, на долю которого приходится половина массы земной коры и 92% ее объема, однако кислород прочно связан с другими элементами в главных породообразующих минералах. Т.о. в количественном отношении земная кора – это “царство” кислорода, химически связанного в ходе геологического развития земной корыПочва - это рыхлый, поверхностный горизонт суши, способный производить урожай (В.Р.Вильямс). Состав почвы, трехфазная система почвы. Основная масса организмов, обитающих в пределах литосферы, находится в почвенном слое, глубина которого не превышает нескольких метров. Почва включает минеральные вещества, образующиеся при разрушении горных пород, и органические вещества - продукты жизнедеятельности организмов.

Дата добавления: 2014-04-24; просмотров: 384; Нарушение авторских прав

Мы поможем в написании ваших работ!