Строение, физические и химические свойства биосферы
Учение о биосфере и ноосфере В.И. Вернадского Автором термина «биосфера» является французский естествоиспытатель Жан Батист Ламарк, который употребил его в 1803 г. в труде по гидрогеологии Франции для обозначения совокупности организмов, обитающих на земном шаре. Затем термин был забыт. Биосфера (от греч. bios — жизнь и sphere — шар) — область «жизни», пространство на поверхности земного шара, в котором обитают живые существа. В 1875 г. его «воскресил» профессор Венского университета геолог Эдуард Зюсс (1831-1914) в работе о строении Альп. Он ввел в науку представление о биосфере как особой оболочке земной коры, охваченной жизнью. В таком общем смысле впервые в 1914 г. использовал этот термин русский ученый В.И. Вернадский в статье об истории рубидия в земной коре. В 1926 г. академик В.И. Вернадский опубликовал свой классический труд «Биосфера», где представил целостное учение о биосфере. Вернадский впервые выдвинул тезис о роли живого вещества, т.е. биоты, в формировании и поддержании основных физико-химических свойств оболочек Земли. Он доказал, что совокупность всех живых организмов, несмотря на свою незначительную долю в общей массе Земли, играет огромную роль в геологической эволюции, во всех физических и химических процессах. По В.И. Вернадскому, биосфера представляет собой уникальную геологическую оболочку земного шара, глобальную систему Земли, в которой геохимические и энергетические превращения определяются суммарной активностью живых организмов. Биосфера в современном понимании - это своеобразная оболочка Земли, содержащая всю совокупность живых организмов и ту часть вещества планеты, которая находится в непрерывном обмене с этими организмами. В.И. Вернадский выделил в биосфере 7 разных, но геологически взаимосвязанных типов веществ: 1.Живое вещество — это совокупность живых организмов. Кроме растений и животных, В.И.Вернадский включает сюда и человечество, влияние которого на геохимические процессы отличается от воздействия остальных живых существ. Это воздействие сказывается, прежде всего, в создании многочисленных новых видов культурных растений и домашних животных. Такие виды не существовали раньше и без помощи человека либо погибают, либо превращаются в дикие породы. Поэтому В.И.Вернадский рассматривает геохимическую работу живого вещества в неразрывной связи животного, растительного царства и человечества. 2.Биогенное вещество — это геологические породы, созданные благодаря жизнедеятельности живых организмов: каменный уголь, известняк и др. 3.Косное вещество (атмосфера, горные породы, минералы и т. д.) — это вещество, которое образуется без участия живого вещества. 4.Биокосное вещество (почвы, поверхностные воды и т. п.) создается одновременно и живыми организмами, и косными процессами. 5.Радиоактивные вещества. 6.Рассеянные атомы. 7.Вещества космического происхождения (метеориты, космическая пыль). Решающее отличие живого вещества от косного заключается в следующем: - изменения и процессы в живом веществе происходят значительно быстрее, чем в косных телах, поэтому для характеристики изменений в живом веществе используется понятие исторического, а в косных телах – геологического времени. Секунда геологического времени соответствует примерно ста тысячам лет исторического; - в ходе геологического времени возрастают мощь живого вещества и его воздействие на косное вещество биосферы. Это воздействие, указывает В.И. Вернадский, проявляется прежде всего "в непрерывном биогенном токе атомов из живого вещества в косное вещество биосферы и обратно"; - только в живом веществе происходят качественные изменения организмов в ходе геологического времени. Процесс и механизмы этих изменений впервые нашли объяснение в теории происхождения видов путем естественного отбора Ч.Дарвина (1859 г.); - живые организмы изменяются в зависимости от изменения окружающей среды, адаптируются к ней и, согласно теории Дарвина, именно постепенное накопление таких изменений служит источником эволюции. Вернадский выделил в биосфере три главные геосферы: —газовую оболочку (атмосфера); —водную оболочку (гидросфера); —каменную оболочку (литосфера). I.Газовая (газообразная) оболочка Земли — атмосфера. Атмосфера Земли состоит из смеси газов, водяных паров и мелких частиц твердых веществ. Основа атмосферы — воздух, представляющий собой смесь газов, в первую очередь азота, кислорода, аргона и углекислого газа. Атмосфера относится к азотно-кислородному типу и отличается малым содержанием инертных газов (за исключением аргона) и молекулярного водорода. В атмосфере различают несколько сфер, разделенных узкими переходными зонами: 1. Тропосфера— нижний, примыкающий к Земле слой до 12-14 км. Данный атмосферный слой содержит примерно 90 % массы воздуха, а также основное количество атмосферных примесей. В отличие от других, более высоко расположенных слоев, у тропосферы есть ряд характерных свойств. К ним относятся: —постоянные суточные и сезонные колебания температуры; —постоянное перемещение воздушных потоков; —постоянное присутствие значительного количества водяных паров, обусловливающих образование различного рода конденсатных явлений (облака, туманы, атмосферные осадки); — наличие довольно значительного количества посторонних примесей (твердые, жидкие и газообразные загрязнения). 2.Стратосфера— слой, следующий после тропосферы до 80 км. Загрязнения, попадающие в стратосферу, имеют ряд особенностей. В силу значительной удаленности от поверхности Земли они имеют весьма малый вес, а поэтому скорость их оседания очень незначительна. Горизонтальными потоками воздуха они разносятся на очень большие расстояния и практически распространяются над всей земной поверхностью, что дало основание назвать их «глобальными». Это обстоятельство сыграло существенную роль в процессе заключения соглашения о запрещении испытаний ядерного оружия во внешней среде. 3.Мезосфера —слой, расположенный выше стратосферы. 4.Термосфера —слой, находящийся выше мезосферы. 5.Ионосфера —верхний слой атмосферы до 600—1000 км, переходящий в межпланетарное пространство. Этот слой характеризуется значительной степенью ионизации воздуха, сильной степенью его разрежения. В нижней части ионосферы возникает «северное сияние», наблюдаемое в районах за Полярным кругом. Таким образом, воздушная оболочка имеет наибольшую плотность у поверхности Земли, постепенно разрежается и теряется на высоте около 1000 км. II. Гидросфера —это водная оболочка Земли; совокупность океанов, морей, водных объектов суши (реки, озера, болота водохранилища), подземных вод, включая запасы воды в твердой фазе (ледники, снежный покров). Земная поверхность на значительном протяжении покрыта водой: 71 % ее занимают океаны, около 5 % — континентальные (внутренние) водоемы. III. «Каменная оболочка» Земли — литосфера (греч. lithos — камень) — представляет собой верхнюю часть земной коры. В контексте биосферы под литосферой обычно понимают только поверхностную ее часть — почву. Поэтому иногда употребляют термин педосфера — почвенная оболочка земной коры. Литосфера включает земную кору и часть верхней мантии планеты, имеет толщину от 50 до 75 км на континентах и 5-10 км ниже дна океана. Верхние слои литосферы (2-3 км, а по некоторым данным — до 8,5 км) иногда называют литобиосферой. Почва как самый верхний и плодородный слой литосферы является связующим звеном между всеми оболочками планеты и живыми организмами. Она играет важную роль в процессах обмена веществ и энергии между компонентами биосферы. Таким образом, понятие биосферы имеет два аспекта: с одной стороны, как специфической оболочки земного пространства, с другой, — как глобальной экосистемы. С точки зрения составляющих ее компонентов, биосфера — это нижняя часть атмосферы, гидросфера и верхняя часть литосферы, населенные живыми организмами, или, по выражению В.И. Вернадского, — «область распространения живого вещества». Верхняя граница биосферы находится на высоте 15-20 км от поверхности Земли, в стратосфере. Этот верхний предел жизни ограничивается ультрафиолетовыми лучами и космическими излучениями. Нижняя граница жизни проходит по литосфере на глубине 2-3 км (здесь в нефтеносных слоях были обнаружены бактерии) и по дну океана в гидросфере (10-12 км). Жизнь в основном сосредоточена в верхней части литосферы (в почве) и в верхней части гидросферы. Таким образом, средняя толщина биосферы составляет 12-17 км, а максимальная не превышает 33-36 км.
Популярное: Как вы ведете себя при стрессе?: Вы можете самостоятельно управлять стрессом! Каждый из нас имеет право и возможность уменьшить его воздействие на нас... Как построить свою речь (словесное оформление):
При подготовке публичного выступления перед оратором возникает вопрос, как лучше словесно оформить свою... Модели организации как закрытой, открытой, частично открытой системы: Закрытая система имеет жесткие фиксированные границы, ее действия относительно независимы... ©2015-2024 megaobuchalka.ru Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. (560)
|
Почему 1285321 студент выбрали МегаОбучалку... Система поиска информации Мобильная версия сайта Удобная навигация Нет шокирующей рекламы |