Biosfēra ietver:

- dzīvā matērija (augi, dzīvnieki, mikroorganismi);

- uzturvielu (dzīvo organismu atkritumi - ogles, bitumens, nafta);

- bioinerta viela (dzīvo organismu iežu nogulumu sabrukšanas un pārstrādes produkti - augsnes, laikapstākļu garoza, visi dabiskie ūdeņi, kuru īpašības ir atkarīgas no dzīvās vielas aktivitātes uz Zemes);

- inerta viela (to biosfēras vielu kopums, kuru veidošanā dzīvās vielas nepiedalās - magmatiskas, neorganiskas izcelsmes ieži, ūdens, kosmiskie putekļi, meteorīti).

Izšķir šādas dzīvās vielas funkcijas:

1. Enerģijas funkcija sastāv no saiknes izveidošanas starp biosfēras-planētu parādībām un Kosmosa starojumu (saules starojumu). Šīs funkcijas pamatā ir fotosintēze, kuras laikā notiek saules enerģijas uzkrāšanās un sekojoša tās pārdale starp biosfēras sastāvdaļām. Uzkrātā saules enerģija nodrošina visu dzīvības procesu norisi.

2. Paldies gāzes funkcija gāzes migrē, transformējas, veidojas biosfēras gāzes sastāvs;

3. Koncentrēšanās funkcija izpaužas ar to, ka dzīvie organismi iegūst un uzkrāj no vides biogēnos elementus, kurus izmanto ķermeņa uzbūvei. Šo elementu koncentrācija dzīvo organismu organismā ir simtiem un tūkstošiem reižu lielāka nekā ārējā vidē.

4. Redox funkcija sastāv no vielu ķīmiskās pārveidošanas, kas satur atomus ar mainīgu oksidācijas pakāpi (dzelzs).

5. Īstenojot destruktīva funkcija notiek procesi, kas saistīti ar mirušo organismu atlieku sadalīšanos. Šajā gadījumā notiek organisko vielu mineralizācija, t.i. dzīvās vielas pārvēršana inertā matērijā.

6. Bioģeoķīmiskā – dzīvās vielas vairošanās, augšana un kustība telpā.

7. Informācija – spēja uzkrāt noteiktu informāciju, konsolidēt to iedzimtajās struktūrās un pēc tam nodot nākamajām paaudzēm.

8. Vidi veidojoša funkcija lielā mērā ir integratīva (citu funkciju kopīgas darbības rezultāts). Dzīvo organismu darbība ir noteikusi mūsdienu atmosfēras sastāvu, no kura ir atkarīgi radiācijas un termiskie režīmi uz planētas un Saules gaismas spektrālais sastāvs, kas sasniedz Zemes virsmu. Veģetācijas segums būtiski nosaka lielu telpu ūdens bilanci, mitruma sadalījumu un klimatiskās īpašības. Dzīvajiem organismiem ir vadošā loma gaisa, upju un ezeru pašattīrīšanā, no tiem lielā mērā ir atkarīgs dabisko ūdeņu sāls sastāvs un daudzu ķīmisko vielu izplatība starp zemi un okeānu. Augi, dzīvnieki un mikroorganismi veido augsni un uztur auglību. Visbeidzot, biota apveltīja cilvēkus ar pārtiku, apģērbu un daudzām citām lietām, radot unikālu daudzveidīgu organismu kopienu - planētas un cilvēka vides galveno bagātību.

Planēta Zeme apvieno unikālas sastāvdaļas, kas ļāva dzīvībai rasties un kopš tā laika kļūt plaši izplatītai un daudzveidīgai. Mūsu Saules sistēmā neviena cita planēta līdz šim nav atklājusi tāda daudzuma biomasas esamību visās tās sarežģītajās un daudzšķautņainās izpausmēs. Tas vēlreiz apliecina, cik neparasta, skaista un unikāla ir mūsu Zeme. Ar šādām īpašībām to apveltījis tās apvalks – biosfēra. Mēs to aplūkosim sīkāk šajā rakstā.

Biosfēras jēdziens

Vispārējā izpratnē šis termins parasti tiek lietots, lai apzīmētu visu dzīvo būtņu daudzveidību uz mūsu planētas un to ražotos produktus. Tomēr biosfēras struktūra ir stingri norobežota, tai ir savas sastāvdaļas, tās ierobežo un veic noteiktas funkcijas.

Šo terminu var burtiski tulkot kā "dzīves sfēru". Tas precīzi parāda būtību. Kopumā biosfēra, tās struktūra un funkcijas ir pētītas vairāk nekā vienai zinātnieku paaudzei. Bet tikai V.I. Vernadskis spēja izveidot holistisku teoriju un doktrīnu, kurš šo jēdzienu definēja kā visu esošo ekosistēmu kopumu un to apstrādes produktus.

Termina vēsture

Pats pirmais zinātnieks, kurš izteica domu, ka dzīvās būtnes mijiedarbojas viena ar otru, ražo produktus un tādējādi ietekmē vidi un planētu kopumā, bija Žans Batists Lamarks. Vēl 18. gadsimtā viņš norādīja, ka biomasa aktīvi piedalās zemes garozas veidošanā.

Pēc viņa daudzi zinātnieki un dabaszinātnieki pētīja šo jautājumu un apstiprināja šo apgalvojumu. Piemēram, biosfēras jēdzienu un tās uzbūvi aprakstīja Eduards Suess 19. gs. Tomēr viņš nav ņēmis vērā daudzus faktus, tāpēc viņš neieguva pilnīgu priekšstatu.

Bet mūsu krievu zinātniekam V.I.Vernadskim un francūzim Teilhardam de Šardēnam izdevās izveidot reālu visaptverošu doktrīnu, kas sniedza pilnīgu šī jēdziena aprakstu, izskaidrojot, kas ir biosfēra, tās uzbūve un robežas. Vernadskis joprojām spēlēja būtisku lomu.

Biosfēras struktūra

Galvenie elementi, kas veido Zemes čaulas būtību, ietver dažādu veidu vielas, kas tajā atrodamas. Vernadskis izšķir biosfēras horizontālo un vertikālo struktūru. Pirmais ietver visu iespējamo Zemes apvalku pārklājumu ar dzīvām būtnēm. Horizontālās biosfēras struktūru var aplūkot šādi:

• Augšējā robeža ir atmosfēras apakšējais slānis (ozons). Apmēram 10 kilometrus no Zemes virsmas. Iepriekš neviens organisms nav dzīvotspējīgs, jo ir stingri ierobežojumi skābekļa un ultravioletā starojuma koncentrācijai. Šādā augstumā attīstīties un dzīvot spēj tikai sēnīšu un baktēriju sporas, kas tur nokļūst no litosfēras, hidrosfēras un tā tālāk.
• Apakšējā robeža litosfērai un hidrosfērai ir atšķirīga. Augsni (litosfēru) var apdzīvot savvaļas dzīvnieku pārstāvji līdz 7,5 km dziļumam. Šeit ir sastopami tādi organismi kā baktērijas, sēnīšu sporas un vienšūņi. Ierobežojošie faktori ir spiediens, skābekļa un gaismas trūkums un ierobežots ūdens saturs.
• Biosfēras sastāvs un struktūra ietver arī hidrosfēru līdz 11 km dziļumam. Visi slāņi ir svarīgi, jo tie ir blīvi apdzīvoti ar dzīvām būtnēm.

Ūdens čaumalas iemītnieku veidi

Hidrosfēra ir biosfēras struktūra, kurā ietilpst absolūti visi ūdens avoti: okeāni, jūras, upes, ezeri, purvi utt. Organismus pēc izplatības vietas ūdens vidē iedala:

• planktonisks - apdzīvo virszemes ūdeņus, kustība notiek bez enerģijas patēriņa ar ūdens straumi;
• nektons - rezervuāru vidējā daļa;
• bentosa daļa - tā sastāv no tiem radījumiem, kas dzīvo apakšā un ierok dūņās.

Biosfēras struktūra, pēc Vernadska domām, zemes garozas lejas daļā ir ierobežota ar tā saukto bijušo biosfēru pēdām. Tās ir fosilās atliekas, kas uzkrājušās masā un veido iežus un nogulumiežus.

Dzīvā matērija

Vladimirs Ivanovičs Vernadskis identificēja vairākus matērijas veidus, kas veido kopējo biosfēras masu. Pirmkārt, tā ir dzīva viela. Tas sastāv no visas biomasas. Tas ir, šajā grupā var ietilpt absolūti jebkuras dzīvās dabas valstības pārstāvis, ieskaitot vīrusus.

Biosfēras elementārā struktūra ir biocenoze, kas ir iekļauta arī dzīvās vielas sastāvā. Cilvēks un visas viņa darbības, kas vērstas uz savstarpējo saistību ar dzīvniekiem, augiem, mikroorganismiem, arī ir daļa no dzīvās vielas.

Biosfēras evolūcija un struktūra ir tāda, ka biomasas sadalījums uz planētas ir nevienmērīgs. Lielākā daļa dzīvo būtņu atrodas augsnes augšējā slānī, sauszemes dzīves vidē un okeāna slānī. Hidro- un litosfēras dzīles joprojām ir mazapdzīvotas vietas.

Dzīvo vielu, kuras daudzums atspoguļo biosfēras struktūru, var īsi sadalīt pēc masas šādi:

1. Lielākā daļa ir bezmugurkaulnieki, vienšūņi un mikroorganismi.
2. Otro izplatītāko sugu aizņem augi.
3. Augstākie mugurkaulnieki ir mazākā grupa.
4. Cilvēks un visas viņa darbības ieņem īpašu vietu biosfēras dzīvās vielas sastāvā.

Ar šādu sadalījumu biomasas ražošana dažādās grupās tomēr tiek ražota nevienādos daudzumos. Tādējādi lielāko daļu nepieciešamo vielu nodrošina augi (apmēram 92%). Bezmugurkaulnieki nes vismazāk noderīgu produktu, lai gan pēc skaita tie ieņem pirmo vietu.

Vernadskis atzīmēja, ka biocenozes ir svarīga biosfēras strukturālā daļa, un visi tajās notiekošie procesi ir izšķiroši dzīvajā dabā un evolūcijā. Aplūkojot biomasas kvantitatīvo sadalījumu, kļūst acīmredzams, ka dominē nepilnīgās sugas, tās, kas atrodas zemākā evolūcijas stadijā, vienkāršāk organizētas un vislabāk pielāgotas.

Kopumā biosfēras dzīvajai vielai ir noteikta loma, ko var izteikt vairākos punktos.

Dzīvās vielas funkcijas

Pastāvīga atomu, molekulu, savienojumu cirkulācija starp dzīvās un nedzīvās dabas elementiem ir viena no visas biosfēras pamatīpašībām. Enerģijas pārveide, sastāva noturības saglabāšana, ģeoloģiskie jauninājumi un transformācijas - to visu veic biomasa un galu galā tas ir nepieciešams nosacījums biosfēras pastāvēšanai un veidošanai. Biomasa veic arī vairākas citas svarīgas funkcijas.

1. Gāzes apmaiņas funkcija. Biosfēras struktūra ietekmē diezgan ievērojamu atmosfēras daļu. Un tas, savukārt, veidojas oglekļa dioksīda un skābekļa daudzuma ietekmē. Zināms, ka dzīvību uzturošo gāzi visām dzīvajām būtnēm, arī viņiem pašiem, ražo mūsu planētas zaļie draugi – augi. Citi dzīvie organismi ir tikai oglekļa dioksīda patērētāji un ražotāji. Tomēr kopā biomasai ir būtiska ietekme uz atmosfēras gaisa komponentu sastāva izmaiņām, tas ir, tā veic gāzes funkciju.
2. Biomasas koncentrācijas loma. Tas sastāv no noteiktu savienojumu, atomu un molekulu uzkrāšanās un to pārvietošanas atkritumu veidā vai pēc nāves nedzīvā vidē.
3. Bioķīmiskā funkcija. Mūsdienu zinātne nozīmīgu vietu pievērš noosfēras lomai biosfēras struktūrā. Un tas ir cieši saistīts ar bioķīmiskajām pārvērtībām, kas notiek dzīvo organismu iekšienē. Pats Vernadskis to definēja kā saprāta un cilvēka spēju sfēru, iedarbojoties uz dzīvo dabu, tās sastāvu un darbību. Tas, ka cilvēkam ir spēja iejaukties gandrīz visās bioķīmiskajās pārvērtībās dzīvās sistēmās, var tās kontrolēt, pielāgot sev un gūt no tā labumu, ir cilvēka prāta augstākais sasniegums. Tas ietver noosfēru, kā arī jebkuru mehānisku, tehnisku, ģenētisku un mutagēnisku ietekmi, ko cilvēki var atstāt uz dzīvo pasauli. Zinātnieks īpašu uzmanību pievērsa cilvēku spējai aizsargāt un saglabāt dzīvās būtnes, rast izeju no sarežģītām izzušanas un vides piesārņojuma situācijām.

Enerģijas vai redoksfunkcija

Galvenie enerģijas ražotāji ir augi. Galu galā tieši viņi fotosintēzes procesā spēj absorbēt saules enerģiju un pārvērst to citā, citiem dzīviem organismiem sagremojamā formā - ķīmiskās saites rezerves barības vielas savienojumos.

Tālāk dzīvnieki tiek savienoti, lai pārveidotu enerģiju, sāk darboties ekoloģiskās barības ķēdes un piramīdas. Rezultātā ģeoloģiskajos iežos uzkrājas minerāli, ar enerģiju bagāti ķīmiskie savienojumi, piemēram, nafta, gāze, akmeņogles, kūdra un citi. Tāpat daļa enerģijas tiek izkliedēta vidē, radot noteiktu atmosfēras fonu. Biosfēras definīcija un struktūra ir saistīta ar faktu, ka šī funkcija ir vissvarīgākā un svarīgākā.

Inerta viela

Vēl viens elements, kas raksturo biosfēru, tās struktūru un funkcijas, ir inerta viela. Tas ietver visus savienojumus, priekšmetus, materiālus utt., kuru radīšanā dzīvie organismi nav piedalījušies. Tipisks piemērs būtu:

• vulkānu izvirdumi (magma un tās produkti);
• pazemes plākšņu un no tā izrietošo vielu kustības;
• meteorīti un citi kosmosa atradumi uz Zemes virsmas.

Kopā ar dzīvām būtnēm inertais ietekmē to, kā veidojas biosfēras struktūra.

Bioinerta viela

Šādam produktam jāiekļauj dzīvu un inertu vielu kopīgs harmonisks rezultāts. Piemēram, augsne, zemes augšējais auglīgais slānis un dziļāki zemes dzīļu slāņi. Augsne ir dzīves vide milzīgam skaitam dzīvo būtņu, bet tajā pašā laikā tās veidošanā piedalās ieži, plākšņu tektoniskās kustības, meteorītu paliekas, ķīmiskie savienojumi un citas sastāvdaļas.

Šādas vielas ietver arī ūdeni, atmosfēru un laika apstākļu izraisītu garozu. Terminu "bioinerta viela" 1926. gadā ieviesa pats Vernadskis. Mūsdienās ir izveidoti daudzi modeļi, kas atspoguļo biosfēras struktūru. Attēli par šo tēmu tiek plaši izplatīti.

Nedzīva uzturviela

No nosaukuma kļūst skaidrs, ka šī materiāla veidošanā piedalījušies dzīvi organismi, bet vēlāk tas kļuva nedzīvs. Šīs uzturvielas ietver:

• eļļa;
• ogles;
• kūdra;
• sapropelis;
• dažādas rūdas;
• krīts un kaļķakmens un citi.

Tādējādi biosfēras funkcionālo struktūru attēlo ne tikai planētas čaulas, bet arī galvenie vielu veidi Zemē.

Biosfēras evolūcija pēc Vernadska

Protams, mēs īsi pārskatījām biosfēras struktūru. Piemēram, Vernadskim bija vajadzīgs vairāk nekā viens gads, lai aprakstītu galvenos galvenos punktus. Tāpēc mēs ņēmām vērā tikai vispārīgas iezīmes.

Ir arī vērts atzīmēt, ka Vernadskis aprakstīja biosfēras evolūcijas attīstību un veidošanos kā procesu, kas ilgst no paša dzīvības rašanās uz Zemes. Tāpēc tā vecums ir tāds pats kā mūsu planētas ģeoloģiskais vecums.

1) dzīvā viela (dažādu sugu organismu kopums).

Dzīvajai vielai raksturīga arī sugu un to skaita daudzveidība, kā arī tendence to skaitam pieaugt dzīvās dabas evolūcijas procesā.

Dzīvības formas ir ļoti dažādas. Ir aptuveni 500 tūkstoši augu sugu un aptuveni 1,5 miljoni dzīvnieku sugu. Neskatoties uz visu sugu daudzveidību, dzīvās vielas masa uz Zemes ir salīdzinoši neliela, 105-106 km 3 . ja šo vērtību pieņem kā 1, tad atmosfēras masa ir 10, hidrosfēra ir 10 000, litosfēra ir 100 000 un visas Zemes masa ir 100 miljoni.

2) biogēna viela - organismu radīti organominerālie un organiskie produkti (visas dendrīta formas (zarojošie kristāli - mangāna oksīdi, dabiskais varš, sudrabs, zelts, bismuts, kalcīts un aragonīts karsta alās), ogles, nafta, gāze utt. . d.);

3) nedzīvi (inerti) — nedzīvi neorganiskie savienojumi, vielas, kuru veidošanā dzīvie organismi nav piedalījušies (magmatiskie ieži, minerāli, nogulumieži);

4) bioinertā viela - neorganiskie produkti, kas veidojas dzīvo un inerto vielu mijiedarbības rezultātā (zaļo augu radītais skābeklis; galvenais bioinertās vielas veids ir ūdens, un galvenais bioinertais ķermenis ir augsne; barības vielu maisījums ar nebiogēnas izcelsmes minerālieži ietver dūņas, dabiskos ūdeņus, gāzi un degslānekli, daļu nogulumu karbonātu, ainavas); Pati biosfēra ir bioinerta sistēma.

5) radioaktīvās vielas;

6) izkliedētie atomi;

7) kosmiskas izcelsmes vielas (meteorīti).

Noosfēra. Raksturīgs.

Noosfēra- tas ir biosfēras attīstības posms, kurā cilvēks, apzināti izmantojot savas zināšanas, uzturēs biosfēras pastāvēšanu un veicinās tās attīstību.

1. Noosfēra vēsturiski ir pēdējais biosfēras ģeoloģiskā apvalka stāvoklis, ko pārveido cilvēka darbība.

2. Noosfēra – prāta un darba sfēra.

3. Izmaiņas biosfērā izraisa gan apzināta, gan zemapziņas cilvēka darbība.

4. Noosfēras attīstība ir saistīta ar sociāli ekonomisko faktoru attīstību.

Biosfēras uzbūve.

Zemes biosfēra ir sarežģīta termodinamiski atvērta sistēma, kas ietver saskaņā ar V.I. Vernadskis, zemes garozas augšējie slāņi, visa hidrosfēra un atmosfēras apakšējā daļa – troposfēra ar tajos mītošajiem organismiem. Dabiski, ka biosfēra sadalās vairāk vai mazāk neatkarīgās vienībās, kurām raksturīgs ļoti noslēgts vielu cikls.

Biosfēras robežas.

Biosfēras apakšējo robežu ierobežo gruntsūdens un iežu temperatūra, kas pakāpeniski paaugstinās un 1,5-15 km dziļumā (geizeri-sākotnējais iezis) jau pārsniedz 100 ºС. Lielākais dziļums, kādā baktērijas atrodas zemes garozas slāņos, ir 4 km. Naftas laukos 2-2,5 km dziļumā baktērijas ir sastopamas ievērojamā daudzumā. Okeānā dzīvība izplatās lielākā dziļumā un ir sastopama pat okeāna ieplaku dibenā (10-11 km no virsmas), kur temperatūra ir aptuveni 0 ºС.

Dzīvības augšējo robežu atmosfērā ierobežo intensīva ultravioletā starojuma koncentrācija. Fiziskā robeža dzīvības izplatībai atmosfērā ir ozona ekrāns, kas 25-30 km augstumā absorbē lielāko daļu Saules ultravioletā starojuma, lai gan lielākā daļa dzīvo būtņu koncentrējas 1-1,5 augstumā. km.

Biosfēras evolūcijas fāzes. Īss apraksts par.

Pirmā fāze. Agrīnās zemes garozas, atmosfēras un hidrosfēras veidošanās. Vielu ģeoloģiskā cikla rašanās.

Otrā fāze. Prebioloģiskā (ķīmiskā) evolūcija.

Šajā fāzē (pirms 4,6-3,8 miljardiem gadu) uz Zemes norisinājās dzīvības pastāvēšanai nepieciešamo vienkāršu organisko savienojumu sintēzes un uzkrāšanās procesi: aminoskābes un vienkāršie peptīdi, slāpekļa bāzes, vienkāršie ogļhidrāti.

Trešā fāze. Senā biosfēra. Prokariotu pasaules evolūcija. Vielu bioloģiskās aprites rašanās. Skābekļa atmosfēras veidošanās.

Ceturtā fāze. Eikariotu rašanās. Norēķini ar suši. Mūsdienu bioloģiskā daudzveidība bioloģiskajā pasaulē.

1875. gadā zinātniskajā literatūrā parādījās termins “biosfēra”. To ierosināja slavenais austriešu ģeologs Eduards Suess (1831-1914). Ieviesis zinātnē jaunu terminu, E. Suess tam nedeva definīciju, tāpēc vārdu “biosfēra” ģeoloģiskajā un ģeogrāfiskajā literatūrā sāka lietot neregulāri, katru reizi ar citu nozīmi.

1926. gadā Ļeņingradā tika izdota izcilā krievu zinātnieka V. I. Vernadska grāmata “Biosfēra”. Šī grāmata ir pirmā, kas sniedz priekšstatu par Zemes biosfēru kā planētu apvalku, ko piepilda, pārveido un pastāvīgi pārveido organismi. V.I. Vernadskis jēdzienu “biosfēra” paplašināja ne tikai uz organismiem, bet arī uz biotopu. Uzsverot dzīvo organismu ģeoloģisko lomu, Vernadskis rakstīja: "Uz zemes virsmas nav tāda ķīmiska spēka, kas būtu pastāvīgi aktīvāks un līdz ar to spēcīgāks galīgajās sekās nekā dzīvie organismi kopumā."

9.1. Biosfēra, tās uzbūve un funkcijas

Ilgais mūsu planētas pirmsbioloģiskās attīstības periods, ko noteica nedzīvās dabas fizikāli ķīmisko faktoru darbība, beidzās ar kvalitatīvu lēcienu – organiskās dzīvības rašanos. Kopš to parādīšanās organismi pastāv un attīstās ciešā mijiedarbībā ar nedzīvo dabu, un procesi dzīvajā dabā uz mūsu planētas virsmas ir kļuvuši dominējoši. Saules enerģijas ietekmē veidojas principiāli jauna (planētu mēroga) sistēma - biosfēra. Biosfēra sastāv no:

♦ dzīvā viela, ko veido organismu kopums;

♦ biogēna viela, kas rodas organismu dzīves laikā (atmosfēras gāzes, ogles, kaļķakmens u.c.);

♦ inerta viela, veidojusies bez dzīvo organismu līdzdalības (pamata ieži, vulkāniskā lava, meteorīti);

♦ bioinerta viela, kas ir organismu dzīvības un abiogēno procesu (augsnes) kopīgs rezultāts.

Biosfēras evolūciju nosaka trīs savstarpēji cieši saistītas faktoru grupas: mūsu planētas kā kosmiska ķermeņa attīstība un tās dziļumos notiekošās ķīmiskās pārvērtības, dzīvo organismu bioloģiskā evolūcija un cilvēku sabiedrības attīstība.

Dzīvības robežas nosaka zemes vides faktori, kas kavē dzīvo organismu pastāvēšanu. Biosfēras augšējā robeža iet aptuveni 20 km augstumā no Zemes virsmas un to norobežo ozona slānis, kas bloķē dzīvībai postošā Saules ultravioletā starojuma īsviļņu daļu. Zemes garozas hidrosfērā dzīvi organismi apdzīvo visus Pasaules okeāna ūdeņus - līdz 10-11 km dziļumā. Litosfērā dzīvība ir sastopama 3,5–7,5 km dziļumā, ko nosaka zemes iekšpuses temperatūra un šķidrā ūdens iespiešanās līmenis.

Atmosfēra. Zemes gāzes apvalks galvenokārt sastāv no slāpekļa un skābekļa. Tas satur nelielu daudzumu oglekļa dioksīda (0,003%) un ozona. Atmosfēras stāvoklim ir liela ietekme uz fiziskajiem, ķīmiskajiem un bioloģiskajiem procesiem uz Zemes virsmas un ūdens vidē. Dzīves procesiem īpaši svarīgi ir: skābeklis, izmanto mirušo organisko vielu elpošanai un mineralizācijai; oglekļa dioksīds, izmanto zaļie augi fotosintēzē; ozons, izveidojot ekrānu, kas aizsargā zemes virsmu no ultravioletā starojuma. Atmosfēra veidojās spēcīgas vulkāniskas un kalnu veidošanas darbības rezultātā, skābeklis parādījās daudz vēlāk kā fotosintēzes produkts.

Hidrosfēra.Ūdens ir svarīga biosfēras sastāvdaļa un nepieciešams nosacījums dzīvo organismu pastāvēšanai. Liela nozīme ir ūdenī izšķīdinātām gāzēm: skābeklim un oglekļa dioksīdam. To saturs ir ļoti atšķirīgs atkarībā no temperatūras un dzīvo organismu klātbūtnes. Ūdenī ir 60 reizes vairāk oglekļa dioksīda nekā atmosfērā. Hidrosfēra veidojusies saistībā ar ģeoloģisko procesu attīstību litosfērā, kuru laikā izdalījās liels ūdens tvaiku daudzums.

Litosfēra. Lielākā daļa litosfēras organismu atrodas augsnes slānī, kura dziļums nepārsniedz vairākus metrus. Augsne sastāv no neorganiskām vielām (smiltīm, māliem, minerālsāļiem), kas veidojas iežu iznīcināšanas laikā, un organiskām vielām - organismu atkritumiem.

9.2. Dzīvā viela kā biosfēras sistēmu veidojošs faktors

V.I. Vernadska milzīgais nopelns ir jaunā ideju satura par dzīvo matēriju pamatojums. Vernadskis dzīvo vielu sauca par "organismu kopumu, kas samazināts līdz to svaram, ķīmiskajam sastāvam un enerģijai". Dzīvā viela savā masā veido nenozīmīgu biosfēras daļu. Ja visa Zemes dzīvā viela ir vienmērīgi sadalīta pa tās virsmu, tad tā pārklāj mūsu planētu ar 2 cm biezu slāni, taču tieši dzīvā viela, pēc V. I. Vernadska domām, pilda vadošās funkcijas zemes veidošanā. garoza.

Dzīvai vielai ir vairākas īpašas īpašības:

1. Dzīvai matērijai raksturīga milzīga brīvā enerģija.

2. Dzīvā vielā ķīmiskās reakcijas norit tūkstošiem (dažreiz miljoniem) reižu ātrāk nekā nedzīvā vielā. Tāpēc, lai raksturotu izmaiņas dzīvajā matērijā, viņi izmanto šo jēdzienu vēsturisks, un inertā vielā - ģeoloģiskā laiks.

3. Ķīmiskie savienojumi, kas veido dzīvo vielu (enzīmi, proteīni utt.), ir stabili tikai dzīvos organismos.

4. Dzīvai vielai raksturīga brīvprātīga kustība - pasīva, augšanas un vairošanās dēļ, un aktīva - organismu virzītas kustības veidā. Pirmā ir visu dzīvo organismu īpašība, otrā ir raksturīga dzīvniekiem un retos gadījumos augiem.

5. Dzīvai vielai ir raksturīga daudz lielāka ķīmiskā un morfoloģiskā daudzveidība nekā nedzīvai vielai.

6. Dzīvā viela Zemes biosfērā ir sastopama izkliedētu ķermeņu - atsevišķu organismu veidā. Dzīvo organismu lielums un masa ļoti svārstās (diapazons ir lielāks par 10 9).

7. Dzīvā matērija rodas tikai no dzīvās matērijas un pastāv uz Zemes nepārtrauktas paaudžu maiņas veidā.

Dzīvie organismi biosfērā ir sadalīti ļoti nevienmērīgi. Hidrosfēras un litosfēras lielos augstumos un dziļumos organismi ir diezgan reti sastopami. Dzīvība koncentrējas galvenokārt uz zemes virsmas, augsnē un Pasaules okeāna virskārtā.

V.I. Vernadskis identificēja divas dzīvās vielas koncentrācijas formas: dzīves filmas, aizņem milzīgas platības, un dzīves kondensācijas, ko attēlo nelielas platības (piemēram, dīķis). Pārējā biosfēra ir dzīvo vielu izplūdes zona.

Okeānā var atšķirt divas dzīves filmas - planktonisks Un apakšā, kas atrodas fāzes saskarnē. Planktons atrodas uz atmosfēras un hidrosfēras robežas, apakšā - uz hidrosfēras un litosfēras robežas. Dzīvības koncentrācija okeānā ir sadalīta trīs veidos: piekrastes, sargassum un rifs.

Uz sauszemes ir arī dažādas dzīvības koncentrācijas formas. Augšējais dzīvības slānis uz sauszemes ir sauszemes, kas atrodas uz atmosfēras un litosfēras robežas. Zem tā atrodas augsnes dzīvības plēve, kas ir sarežģīta sistēma, kurā dzīvo milzīgs skaits baktēriju, vienšūņu un citu dzīvo organismu pārstāvju.

Dzīvības koncentrācijas uz sauszemes attēlo piekrastes, palieņu un tropu formas.

Svarīgs modelis tiek novērots dzīvo organismu sugu sastāva attiecībās uz Zemes. Augi veido 21% no kopējā sugu skaita, veidojot 99% no kopējās biomasas. Dzīvnieku vidū 96% sugu ir bezmugurkaulnieki un tikai 4% ir mugurkaulnieki, no kuriem tikai 10% ir zīdītāji.

Tādējādi kvantitatīvi būtiski dominē organismi ar salīdzinoši zemu evolucionārās attīstības līmeni.

Dzīvās vielas masa ir ļoti maza salīdzinājumā ar nedzīvās vielas masu un veido tikai 0,01–0,02% no biosfēras inertās vielas. Tajā pašā laikā dzīvajai vielai ir dominējoša loma ģeoķīmiskajos procesos. Katru gadu, pateicoties augu un dzīvnieku dzīvībai svarīgajai aktivitātei, tiek atražoti aptuveni 10% no biomasas.

Dzīvā viela biosfērā veic svarīgas funkcijas:

1. Enerģijas funkcija - saules enerģijas un enerģijas absorbcija ķīmiskās sintēzes laikā, tālāka enerģijas pārnešana caur barības ķēdi.

2. Koncentrācijas funkcija - noteiktu ķīmisko vielu selektīva uzkrāšanās.

3. Vidi veidojošā funkcija - vides fizikālo un ķīmisko parametru transformācija.

4. Transporta funkcija - vielu pārvietošana vertikālā un horizontālā virzienā.

5. Destruktīvā funkcija - nebiogēno vielu mineralizācija, nedzīvo neorganisko vielu sadalīšanās.

Dzīvie organismi migrē ķīmiskos elementus biosfērā elpošanas, uztura, vielmaiņas un enerģijas procesā.

Biosfēras galvenā funkcija ir nodrošināt ķīmisko elementu ciklu, kas izpaužas vielu apritē starp atmosfēru, augsni, hidrosfēru un dzīviem organismiem.

9.3. Biosfēra - ekosistēma planētas mērogā

Zinātniskā un tehnoloģiskā progresa apstākļos cilvēce arvien vairāk nonāk konfliktā ar dabu. Aktīvā cilvēka darbība ne tikai būtiski maina ne tikai mūsu planētas izskatu, bet arī ietekmē procesu raksturu biosfērā. Cilvēka darbība izraisa vielu biotiskā cikla traucējumus, dabas resursu izsīkšanu, termodinamiskā līdzsvara traucējumus utt. Šī konflikta tālāka padziļināšanās var izraisīt globālu katastrofu, kas apdraud visas planētas dzīvības, tostarp cilvēku, nāvi. Šajā sakarā ir radikāli jāpārskata attiecības starp cilvēku un viņa vidi un viņa vietu dabā. Cilvēces pastāvēšanai un attīstībai jābūt samērīgai ar biosfēras attīstības likumiem.

Organisko vielu biotiskais cikls ir biosfēras pastāvēšanas pamats un nosacījums. Tās nepārtrauktība ir dzīvības attīstības un pastāvēšanas atslēga uz Zemes. Katra suga ir biotiskā cikla saikne. Dzīves nepārtrauktību nodrošina sintēzes un sabrukšanas procesi. Saules enerģija, kas nonāk biosfērā, daļēji tiek tērēta ar augstu molekulāro enerģiju bagāto organisko vielu sintēzei. Kad enerģija tiek pārnesta no viena trofiskā līmeņa uz citu, tā pakāpeniski izkliedējas. Īpaša loma ciklā ir mikroorganismiem, kas augu un dzīvnieku mirušās atliekas pārvērš neorganiskās vielās, kuras pēc tam zaļie augi izmanto fotosintēzei. Visas dzīvās vielas atjaunošana Zemes biosfērā notiek aptuveni 8 gadu laikā. Sauszemes augu matērija atjaunojas 14 gados, bet visa okeāna biomasa - 33 dienās.

V.I. Vernadskis uzskatīja biotisko ciklu par pamatu dzīvības organizēšanai planētas mērogā.

9.4. Biosfēras uzbūves principi

Tātad biosfēra ir visu dzīvo organismu kopums kopā ar to dzīvotni. Biotopos ietilpst ūdens, atmosfēras apakšējā daļa un augšējā garoza. Biosfēras dzīvās un nedzīvās vielas atrodas nepārtrauktā mijiedarbībā un vienotībā, veidojot vienotu sistēmu. V. I. Vernadska daudzu gadu darbs pie dzīvās vielas un ģeoķīmisko procesu mijiedarbības problēmām uz Zemes tika pabeigts, izveidojot biosfēras doktrīnu, kuras galvenie nosacījumi ir šādi.

1. Biosfēras integritāti nosaka visu biosfērā notiekošo procesu paškonsekvence, ko ierobežo fizikālās konstantes, radiācijas līmeņi utt.

2. Zemes atomu kustības un enerģijas transformācijas likumi ir kosmosa harmonijas atspoguļojums, nodrošinot biosfēras harmoniju un organizāciju. Saule kā galvenais enerģijas avots biosfērā regulē dzīvības procesus uz Zemes.

3. Kopš seniem ģeoloģiskiem laikiem dzīvā viela biosfērā aktīvi pārveido saules enerģiju sarežģītu organisko vielu ķīmisko saišu enerģijā. Tajā pašā laikā dzīvo būtņu būtība ir nemainīga, mainās tikai dzīvās matērijas eksistences forma. Dzīvā matērija pati par sevi nav nejaušs radījums, bet gan saules gaismas enerģijas pārveidošanas rezultāts faktiskajā Zemes enerģijā.

4. Jo mazāki organismi, jo ātrāk tie vairojas. Reprodukcijas ātrums ir atkarīgs no dzīvās vielas blīvuma. Dzīvības izplatīšanās ir tās ģeoķīmiskās enerģijas izpausmes rezultāts.

5. Autotrofiskie organismi visas dzīvībai nepieciešamās vielas iegūst no apkārtējās inertās vielas. Heterotrofu dzīvībai ir nepieciešami gatavi organiskie savienojumi. Fotosintētisko organismu (autotrofu) izplatību ierobežo saules enerģijas iespiešanās.

6. Aktīvu kosmiskās enerģijas pārveidošanu ar dzīvu matēriju pavada vēlme pēc maksimālas izplešanās, vēlme aizpildīt visu iespējamo telpu. V.I. Vernadskis šo procesu nosauca par "dzīves spiedienu".

7. Ķīmisko elementu sastopamības formas ir ieži, minerāli, magma, mikroelementi un dzīvā viela. Zemes garozā notiek pastāvīgas vielu pārvērtības, cikli, atomu un molekulu kustība.

8. Dzīvības izplatību uz mūsu planētas nosaka zaļo augu ilgtspējības joma. Maksimālo dzīvības lauku ierobežo organismu ekstrēmās izdzīvošanas robežas, kas ir atkarīgas no dzīvās vielas veidojošo ķīmisko savienojumu stabilitātes noteiktos vides apstākļos.

9. Dzīvās vielas daudzums biosfērā ir nemainīgs un atbilst gāzu, galvenokārt skābekļa, daudzumam atmosfērā.

10. Katra sistēma sasniedz stabilu līdzsvaru, kurā sistēmas brīvā enerģija tuvojas nullei.

Biosfēras evolūcijas jēdziens V. I. Vernadska darbos ieņem īpašu vietu. Viņš identificē trīs biosfēras attīstības posmus. Pirmais ir primārās biosfēras rašanās ar vielu biotisko ciklu. Galvenie faktori šajā posmā ir ģeoloģiskās un klimatiskās izmaiņas uz Zemes. Otrais posms ir biosfēras struktūras sarežģījums vienšūnu un daudzšūnu eikariotu organismu rašanās rezultātā. Vadošais faktors ir bioloģiskā evolūcija. Un visbeidzot, trešais posms ir cilvēku sabiedrības rašanās un pakāpeniska biosfēras pārveide par noosfēru. Vadošais faktors šajā procesā ir saprātīga cilvēka darbība, ko raksturo cilvēka un dabas attiecību racionāls regulējums.

9.5. Biosfēras transformācija noosfērā

Mūsdienu biosfēra ir radusies mūsu planētas dzīvās un inertās vielas ilga evolūcijas procesa rezultātā. Cilvēka lomu biosfēras attīstībā galvenokārt nosaka viņa biosociālais raksturs. Cilvēka kā heterotrofiska organisma eksistence ir atkarīga no bioloģiskās pārtikas, gaisa, ūdens u.c. pieejamības. Tajā pašā laikā cilvēkam ir būtiskas iezīmes, kas viņu atšķir no dzīvās dabas - inteliģence, darba spējas, radošā darbība un ražība. attiecības. Cilvēka pastāvēšanas sākumposmā viņa darbība neizjauca līdzsvaru biosfērā. Cilvēces patērētie dabas resursi un tās dzīvībai svarīgās darbības produkti cirkulēja vispārējā vielu ciklā, kā arī citu dzīvo būtņu sugu darbības produkti. Pamazām cilvēka darbība kļuva ne tikai par pielāgošanos vides apstākļiem, bet ieguva racionālu, mērķtiecīgu raksturu, mainot apkārtējo dabu. Cilvēks ir izstrādājis daudzas jaunas augu un dzīvnieku šķirnes, palielinot dabisko sugu daudzveidību, bet tajā pašā laikā daudzas sugas ir izzudušas vai atrodas uz iznīcības robežas (dodo, Stellera govs, pasažieru balodis u.c.). Cilvēka darbība kļūst par spēcīgu vides faktoru, kas izjauc līdzsvaru dabā un biosfērā. Cilvēka ietekme uz vidi tagad ir sasniegusi planētu apmērus. Cilvēka darbības rezultātā notiek izmaiņas klimatā, ainavās, atmosfēras sastāvā, dzīvo būtņu sugās un skaitā. Plaša mežu iznīcināšana izraisa skābekļa izplūdes atmosfērā un oglekļa dioksīda izmantošanas samazināšanos, augsnes eroziju, klimata pārmaiņas un ūdens režīma traucējumus. Organiskās degvielas sadegšana samazina skābekļa saturu atmosfērā (piemēram, automašīnai nobraucot 100 km, tiek patērēta gada skābekļa norma vienam cilvēkam). Pēdējos gados ir vērojams oglekļa dioksīda satura pieaugums atmosfērā un rūpniecisko putekļu uzkrāšanās. Tas noved pie "siltumnīcas efekta" rašanās - siltuma izkliedes no Zemes virsmas uz kosmosu traucējumiem, kas noved pie pakāpeniskas planētas klimata sasilšanas. Katru gadu atmosfērā nonāk miljoniem tonnu piesārņojošo vielu. Īpaši bīstams ir sēra dioksīds, kas savienojas ar ūdens tvaikiem un izraisa skābos lietus. Visur uz mūsu planētas ūdens sistēmu stāvoklis pasliktinās apūdeņošanas un meliorācijas pasākumu rezultātā. Gruntsūdeņi tiek noplicināti, mazas upes masveidā izmirst, lielās upes sarūk, lielas ūdenstilpes izžūst (piemēram, Arāla jūra-ezers ir pazudis no Zemes virsmas). Cilvēka ietekme uz litosfēru ir nozīmīga - zemju aršana lauksaimniecības vajadzībām (šobrīd 30% zemes aizņem zeme) izraisa augsnes eroziju, sāļošanos un gruntsūdeņu celšanos. Cilvēks rada tehnosfēra, neveidojot vienotu sistēmu ar biosfēru, neveidojot jaunas enerģijas rezerves. Cilvēka darbība apdraud ekoloģisko līdzsvaru un biosfēras pastāvēšanu.

Izejai no vides krīzes vajadzētu būt radīšanai uz Zemes noosfēra. Noosfēras jēdziens bija loģisks V. I. Vernadska zinātniskā darba rezultāts, kurš teica, ka “biosfēra kādu dienu pāries saprāta sfērā - noosfērā. Notiks liela apvienošanās, kuras rezultātā planētas attīstība tiks virzīta ar saprāta spēku.” Sīkāk par noosfēras veidošanos uz Zemes viņš rakstīja savā nepabeigtajā darbā “Zinātniskā doma kā planētu parādība”. Ņemot vērā biosfēras pāreju uz noosfēru (“prāta sfēru”), V. I. Vernadskis norādīja uz vairākiem specifiskiem nosacījumiem, kas nepieciešami noosfēras veidošanai un pastāvēšanai. Vajag:

♦ cilvēce kļuva par vienu, apdzīvojot un pārveidojot visu planētu;

♦ saziņas un informācijas apmaiņas līdzekļi starp valstīm ir krasi mainījušies – kļuvuši mobili;

♦ ir nostiprinājušās saites, arī politiskās, starp visām Zemes valstīm;

♦ paplašinājās biosfēras robežas, notika kosmosa izpēte;

♦ tika atklāti un aktīvi izmantoti jauni enerģijas avoti, attīstījās enerģētikas nozare;

♦ tika izveidota visu rasu un reliģiju cilvēku patiesa vienlīdzība;

♦ ir izveidota saprātīga Zemes primārās dabas transformācija, lai tā spētu apmierināt visas skaitliski pieaugošā iedzīvotāju materiālās, estētiskās un garīgās vajadzības;

♦ kari tika izslēgti no sabiedrības dzīves;

♦ pieauga vispārējais dzīves līmenis, tika uzvarēts bads un slimības.

Noosfēra ir augstākais biosfēras attīstības posms, kad transformatīvā cilvēka darbība balstās uz zinātnisku izpratni par dabas un sociālajiem procesiem, ņemot vērā vispārīgos dabiskās attīstības likumus. Noosfēra nevar veidoties spontāni, tās veidošanai nepieciešama cilvēku apzināta darbība, aktīva prāta iejaukšanās dabas liktenī. Pārmaiņām biosfērā ir jānotiek cilvēces interesēs, bet nekaitējot pašai biosfērai. Šīs attiecības starp cilvēku un biosfēru sauc koevolūcija.

Noosfēras struktūra ietver šādas sastāvdaļas: cilvēce, zinātnisko zināšanu kopums, iekārtu un tehnoloģiju kopums vienotībā ar biosfēru.

Noosfēra paredz nevis cilvēces izdzīvošanu, bet gan ekosfēras saglabāšanu dzīvās un nedzīvās dabas harmonijā, dabas saglabāšanu ar organiskās pasaules resursa saglabāšanu biogeocenozēs.

V. I. Vernadska idejas atspoguļojas mūsdienu ilgtspējīgas attīstības koncepcijas. Cilvēka civilizācija ir sasniegusi kritisko līmeni, pēc kura vienlīdz iespējama gan kvalitatīvi jauna attīstības pakāpe, gan katastrofa. Ilgtspējīga attīstība ietver gan līdzsvara veidošanu starp dabas resursu patēriņu un atražošanu, gan ilgtspējīgas labklājības, sociālās drošības un harmoniskas personības attīstības iespēju nodrošināšanu. Ilgtspējīga attīstība ir progresīva ekonomiskās izaugsmes tempu kustība, kurā spiediens uz vidi tiek kompensēts, atjaunojot tās īpašības. Noosfēras pārvērtības prasa no cilvēces spēju uz racionālu domāšanu, zinātnisku tālredzību un ekoloģijas, ekonomikas un politikas vienotību.

Pašpārbaudes jautājumi

1. Kas ir biosfēra?

2. Kāda ir biosfēras uzbūve?

3. Nosauciet vielas, kas veido biosfēru.

4. Kā tiek noteiktas dzīves robežas?

5. Kādas īpašības piemīt dzīvai vielai?

6. Nosauc dzīvās vielas koncentrācijas formas biosfērā.

7. Kāda ir biosfēras kosmiskā loma?

8. Kas ir biogeocenoze?

9. Nosauc biogeocenozes organismu grupas, kuras vieno trofiskās saites.

10. Kas ir koevolūcija?

Biosfēra- Zemes apvalks, kurā dzīvo dzīvi organismi. Ietver zemāko atmosfēru, hidrosfēru un augšējo litosfēru. Biosfēras doktrīnas pamatlicējs ir V.I. Vernadskis. Viņš uzsvēra, ka biosfēra ir sarežģīta ģeoloģiskās un bioloģiskās attīstības mehānisma un inertas un biogēnas vielas mijiedarbības rezultāts. Biosfēras dzīvā viela ir visu tās dzīvo organismu kopums. Par biosfēras augstāko attīstības pakāpi Vernadskis nosauca noosfēru, kad saprātīga cilvēka darbība ir noteicošais faktors dzīvības attīstībā. Biosfēras stabilitātes pamats ir visas Zemes dzīvības bioloģiskā daudzveidība – no gēniem līdz ekosistēmām.

Biosfēras jēdziens un definīcija. Biosfēras struktūra

Sarežģītais dabiskais process, kas ir noticis un notiek uz Zemes, ir tieši saistīts ar trīs planētas čaulu mijiedarbību: litosfēru, hidrosfēru un atmosfēru. Tieši šīs čaulas ir sfēra, apgabals, kurā pastāv dzīvi organismi. Reģionu, kurā uz Zemes pastāv dzīvi organismi, sauc par biosfēru.

Pirmo reizi franču dabaszinātnieks J.B. tuvojās jēdzienam “biosfēra”. Lamarks 18. gadsimtā. Viņa izdarītie secinājumi liecina, ka tie satur biosfēras jēdziena pamatus. Lamarka darbi lika pamatu priekšstatiem par noteiktas telpas, kurā dzīvo dzīvas būtnes, pastāvēšanu uz mūsu planētas. Turklāt tika uzsvērts, ka šo telpu organizē tieši organismu dzīvībai svarīgā darbība.

Austrijas ģeologs E.-F. Suess biosfēras jēdzienu un definīciju ieviesa zinātnē 1875. gadā. Viņš rakstīja: “Augšējo sfēru un litosfēras mijiedarbības zonā un uz kontinentu virsmas var izdalīt neatkarīgu biosfēru. Tagad tas attiecas gan uz sausām, gan mitrām virsmām, taču ir skaidrs, ka iepriekš tas bija ierobežots tikai ar hidrosfēru.

(no grieķu valodas bios - dzīvība un sphaira - bumba) - Zemes apvalks, ko apdzīvo dzīvi organismi, dzīvo organismu dzīvotņu zona uz planētas. Tieši dzīvie organismi veidoja kaļķakmens nogulsnes, ogļu un naftas atradnes un uzkrāja atmosfērā brīvo skābekli.

Biosfēras struktūra

Biosfēra ir sarežģīts planētu dzīvības apvalks, kurā dzīvo organismi, kas kopā veido dzīvo vielu. Šī ir lielākā (globālā) Zemes ekosistēma - dzīvās un inertās vielas sistēmiskas mijiedarbības zona.

Biosfēra aptver atmosfēras apakšējo daļu līdz ozona ekrāna augstumam (20-25 km), litosfēras augšējo daļu (laika laika garoza) un visu hidrosfēru līdz dziļajiem okeāna slāņiem (1. att.).

Pārāk augsta vai zema temperatūra ierobežo dzīves sadalījumu. Biosfēras apakšējā robeža kontinentos parasti tiek novilkta pa 100 ° C izotermu. Augstākā temperatūrā lielākā daļa baktēriju nevar pastāvēt. Eiropā šī izoterma atrodas 10-15 km dziļumā, jaunās Alpu ieplakās tā paceļas līdz 1,5-2 km. Patiesībā dzīvi litosfērā var izsekot 3-4 km dziļumā.

Biosfēras garuma robeža ir 39-40 km. Taču dzīvība biosfērā ir koncentrēta daudz šaurākās robežās, aptverot tikai dažus desmitus metru. Salīdzinot ar Zemes diametru (13 000 km), biosfēra uz tās virsmas ir plāna kārtiņa.

Runājot par biosfēras robežu jūrās un okeānos, angļu dabaszinātnieks E. Forbss 1841. gadā, balstoties uz Vidusjūrā veikto novērojumu rezultātiem, kategoriski apgalvoja, ka okeāna ūdeņos, kas dziļāki par 540 m, dzīve nav iespējama. Tomēr 20 gadus vēlāk no nogrimušā kuģa no 2160 m dziļuma tika izcelts kabelis: tas izrādījās klāts ar koraļļiem, austerēm, gliemežvākiem un gliemežiem, kā arī kalmāru olām.

1960. gada 23. janvārī okeanogrāfi J. Picard un D. Walsh ar zemūdens kuģi nolaidās Klusā okeāna Marianas tranšejā. 10 525 m dziļumā viņi pamanīja zivis un garneles. Tas pierādīja dzīvo organismu eksistenci okeāna dziļākajās vietās. Jāatzīmē tikai tas, ka organismu blīvums okeānā ir ārkārtīgi nevienmērīgs. Apmēram 5/6 tās iedzīvotāju dod priekšroku augšējiem, saules apspīdētajiem slāņiem. Nolaižoties dziļumā, sugu skaits strauji samazinās.

Runājot par dzīvības pastāvēšanas augšējo robežu, jāatzīmē, ka zinātnieki to parasti novieto 20-25 km augstumā, kur atrodas visu dzīvo glābjošais ozona ekrāns. Šeit situācija ar organismu izkliedi ir tāda pati kā okeānā, tikai otrādi. Jau 8-9 km augstumā zemā temperatūra ļoti ierobežo dzīvnieku un augu eksistenci.

Rīsi. 1. Zemes čaulu vispārējā struktūra, kas veido biosfēru

Biosfēru apdzīvo aptuveni 2-2,5 miljoni dzīvo būtņu sugu. Īpaša vieta atvēlēta augiem – organisko vielu ražotājiem. To kopējā sausā masa (fitomasas masa) tiek lēsta aptuveni 2,42 x 10 12 tonnas, kas veido 99% no visas planētas dzīvās vielas. Atlikušais 1% nāk no heterotrofiskiem organismiem.

Noosfēra

Terminu “noosfēra” (burtiski – prāta sfēra) 1927. gadā pirmo reizi lietoja franču pētnieks E. Lerojs. V.I.Vernadskis noosfēras doktrīnas pamatidejas sāka attīstīt un paust 20.gadsimta sākumā. Jau tad viņš saprata cilvēka prāta iespējas globālajā pasaules pārveidē, cilvēka ietekmes uz dabu izredzes un nepieciešamību pēc ātras savstarpējo attiecību harmonizācijas.

Vernadskis biosfēru iztēlojās kā ģeoloģisku ķermeni, kura uzbūvi un funkcijas nosaka Zemes (Saules sistēmas planētas) un kosmosa īpašības. Dzīvie organismi, populācijas, sugas un visa dzīvā viela ir biosfēras formas, līmeņi un organizācijas. Viņš uzskatīja cilvēku par dabisku saikni dzīvo būtņu evolūcijā tās “intelektualizācijas” virzienā un par jaunu saprātīgu spēku, kas rada īpašu situāciju biosfēras evolūcijā - noosfēras stadijā.

Noosfēra nozīmē jaunu biosfēras un visas planētas stāvokli kopumā, kurā cilvēka, cilvēka prāta apzinātā darbība kļūst ne tikai par izšķirošu faktoru biosfēras evolūcijā, bet arī par svarīgu tās saglabāšanas nosacījumu.

Noosfēra ir saprātīgas cilvēka darbības sfēra, lai pārveidotu vidi. Vienlaikus sabiedrība sasniedz apzinātas rūpniecības attīstības regulēšanas un adekvātas iejaukšanās dabas procesos līmeni. Noosfēras stāvoklī sabiedrības vajadzībām jākļūst samērīgām ar ģeo- un biosfēras iespējām. Noosfēras paplašināšanās nozīmēs noogēna perioda sākšanos sabiedrības un dabas mijiedarbības vēsturē.