Gyvų žemės organizmų evoliucija ir jų atspindys geografiniame apvalkale. KR Gyvosios medžiagos vaidmuo geografiniame apvalkale.doc

- tai sudėtingas Žemės rutulio apvalkalas, kuriame jie liečiasi ir tarpusavyje prasiskverbia bei sąveikauja vienas su kitu, ir. jo ribose esantis apvalkalas beveik sutampa su biosfera.

Abipusis dujų, vandens, gyvųjų ir kriauklių, sudarančių Žemės geografinį apvalkalą, įsiskverbimas vienas į kitą ir jų sąveika lemia vientisumą. geografinis vokas. Tai nuolatinė medžiagų ir energijos cirkuliacija ir mainai. Kiekvienas Žemės apvalkalas, besivystantis pagal savo dėsnius, patiria kitų apvalkalų įtaką ir, savo ruožtu, daro jiems savo įtaką.

Biosferos įtaka atmosferai siejama su fotosinteze, dėl kurios tarp jų vyksta intensyvi dujų mainai ir dujų reguliavimas atmosferoje. Augalai iš atmosferos sugeria anglies dvideginį ir į ją išskiria deguonį, kuris būtinas visų gyvų būtybių kvėpavimui. Atmosferos dėka Žemės paviršius per dieną neperkaista saulės spinduliai ir naktį per daug neatvėsina, o tai sudaro sąlygas gyviems individams egzistuoti. Biosfera taip pat veikia hidrosferą, nes organizmai daro didelę įtaką. Jie paima iš vandens jiems reikalingas medžiagas, ypač kalcį, skeletams, kriauklėms, kriauklėms kurti. Daugeliui būtybių hidrosfera yra gyvavimo aplinka, o vanduo yra būtinas daugeliui augalų ir gyvūnų gyvenimo procesų. Organizmų poveikis ypač pastebimas jo viršutinėje dalyje. Jame kaupiasi negyvų augalų ir gyvūnų liekanos, susidaro organinės kilmės. Organizmai dalyvauja ne tik formuojant uolienas, bet ir suardant jas – išskiria rūgštis, kurios veikia akmenys, sunaikinti juos šaknimis, prasiskverbiančiomis į plyšius. Tankios, kietos uolienos virsta biriomis nuosėdomis (žvyru, akmenukais).

Rengiamos sąlygos mokytis. Litosferoje atsirado uolienos, kurias pradėjo naudoti žmogus. Geografinio apvalkalo vientisumo dėsnio išmanymas yra labai svarbus praktinė vertė. Jeigu ekonominė veiklažmogus į tai neatsižvelgia, tai dažnai sukelia nepageidaujamas pasekmes.

Vieno iš geografinio apvalkalo apvalkalo pasikeitimas atsispindi visuose kituose. Pavyzdys yra didžiojo ledyno era.

Padidėjus žemės paviršiui atšalo, o dėl to susidarė sniego ir ledo sluoksnis, dengęs didžiulius plotus šiaurėje, o tai savo ruožtu lėmė floros ir floros pokyčius. fauną ir dirvožemio pokyčius.

Šiuolaikinis geografinis apvalkalas yra jos ilgo tobulėjimo rezultatas, kurio metu jis nuolat tapo sudėtingesnis. Mokslininkai išskiria 3 jo vystymosi etapus.

Aš scenoje truko 3 milijardus metų ir buvo vadinamas prebiogeniniu. Jo metu egzistavo tik patys paprasčiausi organizmai. Kuriant ir formuojant jie mažai dalyvavo. Atmosfera šiame etape pasižymėjo mažu laisvo deguonies kiekiu ir dideliu anglies dioksido kiekiu.

II etapas truko apie 570 milijonų metų. Jai buvo būdingas pagrindinis gyvų būtybių vaidmuo kuriant ir formuojant geografinį apvalkalą. Gyvos būtybės turėjo didžiulį poveikį visoms jo sudedamosioms dalims. Susikaupė organinės kilmės uolienos, keitėsi vandens ir atmosferos sudėtis, kur padidėjo deguonies kiekis, nes žaliuose augaluose vyko fotosintezė, mažėjo anglies dvideginio kiekis. Šio etapo pabaigoje pasirodė vyras.

III etapas- modernus. Ji prasidėjo prieš 40 tūkstančių metų ir pasižymi tuo, kad žmogus pradeda aktyviai veikti įvairias geografinio apvalkalo dalis. Todėl nuo žmogaus priklauso, ar ji išvis egzistuos, nes žmogus Žemėje negali gyventi ir vystytis atsiribojęs nuo jos.

Be vientisumo, bendrieji geografinio apvalkalo dėsniai apima jo ritmą, tai yra, tų pačių reiškinių periodiškumą ir pasikartojimą, ir.

Geografinis zonavimas pasireiškia tam tikra kaita nuo polių. Zonavimo pagrindas yra skirtingas šilumos ir šviesos tiekimas į žemės paviršių, ir jie jau atsispindi visuose kituose komponentuose, o visų pirma dirvožemyje ir gyvūnų pasaulyje.

Zonavimas yra vertikalus ir platumos.

Vertikalus zonavimas- reguliarus natūralių kompleksų aukščio ir gylio pasikeitimas. Kalnams pagrindinė tokio zoniškumo priežastis yra drėgmės kiekio kitimas su aukščiu, o vandenyno gelmėse - karštis ir saulės šviesa. „Vertikalaus zonavimo“ sąvoka yra daug platesnė nei „“, kuri galioja tik žemės atžvilgiu. AT platumos zoniškumas išskirti didžiausią geografinio apvalkalo padalijimą -. Jam būdingas temperatūros sąlygų bendrumas. Kitas geografinio apvalkalo padalijimo žingsnis yra geografinė zona. Jis išsiskiria viduje geografinė zona jau ne tik temperatūros sąlygų bendrumu, bet ir drėgme, o tai lemia augmenijos, dirvožemių ir gyvūnijos bendrumą. Geografinėse zonose (arba natūraliose zonose) išskiriamos pereinamosios zonos. Jie susidaro dėl laipsniško kaitos

Biosfera yra gyvybės sfera, Žemės apvalkalas, kuriame gyvena gyvi organizmai. Gyvų organizmų pasiskirstymo sritis lemia biosferos ribas. Terminą „biosfera“ pasiūlė austrų geologas Eduardas Suessas, kuris jį suprato kaip plona plėvelė gyvenimas toliau žemės paviršiaus. Biosferos doktriną sukūrė iškilus rusų mokslininkas V.I. Vernadskis.

Viršutinei biosferos ribai imu ozono sluoksnį (ozono ekraną), esantį 20–25 km aukštyje. Apatinė biosferos riba eina per litosferą. Biosfera apima apatinę atmosferos dalį, visą hidrosferą, viršutinę žemės plutos dalį ir gyvąją medžiagą. Gyvąją planetos medžiagą atstovauja augalai, gyvūnų mikroorganizmai ir žmogus. Manoma, kad gyvybė Žemėje atsirado daugiau nei prieš 3 milijardus metų sekliuose vandens telkiniuose šiltame ir drėgname klimate.

Gyvybė Žemėje geologiškai numatomu laikotarpiu visada egzistavo sudėtingai organizuotų įvairių organizmų kompleksų (biocenozių) pavidalu. Tuo pačiu metu gyvi organizmai ir jų buveinė yra glaudžiai susiję, sąveikauja tarpusavyje, sudarydami vientisas dinamines sistemas – biogeocenozes. . Organizmų mityba, kvėpavimas ir dauginimasis bei su jais susiję organinių medžiagų kūrimo, kaupimosi ir irimo procesai užtikrina nuolatinę medžiagų ir energijos cirkuliaciją. Šis ciklas yra susijęs su atomų migracija cheminiai elementai biogeniniai – jų biogeocheminiai ciklai. Biogeocheminių ciklų metu daugumos cheminių elementų atomai daugybę kartų praskriejo per gyvąją medžiagą. Taigi visas atmosferos deguonis per gyvąją medžiagą apsisuka per 2000 metų, anglies dioksidas – per 200 (300) metų, o visas Biosferos vanduo – per 2 mln.

Platų gyvųjų organizmų pasiskirstymą Žemėje padėjo jų gebėjimas prisitaikyti prie pačių įvairiausių aplinkos sąlygų, stebėtinai plačios fizinės gyvosios medžiagos gyvenimo ribos, taip pat didelis dauginimosi potencialas. Šiuo metu biosferos sudėtyje dominuoja gyvūnai, o ne augalai, o pagal medžiagos masę augalai yra daug kartų didesni už gyvūnų masę. Didžioji dalis biomasės yra sutelkta sausumoje: ji 1000 kartų viršija vandenyno biomasę. Gyvi organizmai biosferoje pasiskirstę itin netolygiai. Didžiausia jų koncentracija stebima žemės paviršiuje (įskaitant dirvožemį ir paviršinius atmosferos sluoksnius), paviršiniuose Pasaulinio vandenyno sluoksniuose, taip pat jo dugne sekliojo vandens zonoje. Gyvosios medžiagos masė, palyginti su jų geosferų mase, yra labai nereikšminga (0,01% visos biosferos masės). Tačiau gyvosios medžiagos vaidmuo biosferoje yra didžiulis.

Atmosferoje dauguma organizmų nepakyla aukščiau kelių šimtų metrų. Bakterijų rasta litosferoje daugiau nei 2000 m gylyje.Dirvožemyje ypač gausu gyvybės. Sausumoje biomasė paprastai didėja nuo ašigalių iki pusiaujo, o augalų ir gyvūnų rūšių skaičius didėja ta pačia kryptimi.

Gyvų organizmų veiklos rezultatai paveikė visus Žemės apvalkalus. Gyvi organizmai daugiausia lemia dabartinę vandenynų vandenų druskų sudėtį, naikina, modifikuoja ir kuria uolienas, taip pat kai kurias reljefo formas (koralų salas). Beveik visas atmosferoje esantis deguonis yra biogeninės kilmės, organizmų dėka subalansuotas anglies dvideginio įtekėjimas ir nutekėjimas.

Augalai yra organizmai, kurie fotosintezės procese iš neorganinių medžiagų sukuria organines medžiagas, kurias gyvūnai naudoja maistui. Šiuo metu biosferoje gyvūnai (1,5 mln.) vyrauja prieš augalų (apie 500 tūkst.) rūšis pagal rūšinę sudėtį. Tačiau augalų biomasė yra 1000 kartų didesnė nei gyvūnų biomasė.

Gyvūnai sudaro tik nedidelę mūsų planetos biosferos dalį; jų masė neviršija 2% visų gyvų dalykų. Tačiau jų vaidmuo biosferoje ir Žemės geografiniame gaubte itin didelis: maitindamiesi augalais ir vieni kitais, gyvūnai dalyvauja biologiniame medžiagų cikle ir energijos virsme – pagrindiniame biosferos procese. Gyvūnų vaidmuo dirvožemio formavime, įvairiapusė jų įtaka augalų gyvenimui, žmogaus gyvenime yra didelė.

Organizmai vaidina svarbų vaidmenį formuojant dirvą.

Dirvožemis – viršutinis plonas sluoksnis Žemės pluta vaisingas - gebėjimas aprūpinti augalus jiems reikalingomis maistinėmis medžiagomis ir drėgme. Tai sudėtingas organomineralinis kompleksas, susidaręs sąveikaujant dirvožemio formavimosi veiksniams: pirminėms uolienoms, reljefui, klimatui, vandenims, augalams ir gyvūnams. Atsižvelgiant į šių veiksnių derinį, susidaro skirtingi dirvožemiai.

Vieno ar kitokio tipo dirvožemio susidarymas priklauso nuo organinių medžiagų (daugiausia augalų liekanų) patekimo į dirvą ir drėgmės. Pagal mechaninę sudėtį (įvairių dydžių mineralinių dalelių santykį) dirvožemiai skirstomi į priesmėlio, priesmėlio, priemolio ir molingus. Dirvožemio vieta Žemėje pirmiausia priklauso nuo klimato. Lygumose dirvožemiai keičiasi nuo ašigalių iki pusiaujo:

Žmogaus įsikišimas į natūralius biosferos procesus sukelia įvairių pasekmių. Taigi žmogus kuria naujas augalų ir gyvūnų veislių atmainas, spartina rūšių evoliuciją gamtoje, aklimatizuodamas gyvus organizmus turtina gamtines bendrijas, didina dirvožemio derlingumą. Čia intensyviai naudojami gamtos ištekliai. Šiuo metu bioresursų suvartojimo greitis viršija jų atsigavimo greitį, todėl naikinama natūrali augmenija ir gyvūnija, blogėja gyvų organizmų gyvenimo sąlygos, naikinamas dirvožemis ir kt.

Tuo pačiu metu žmogaus veikla veikia ir gyvūnus. Poveikis gali būti tiesioginis ir netiesioginis, teigiamas ir neigiamas, sukelti vienų skaičiaus padidėjimą, kitų sumažėjimą ir visišką trečiųjų rūšių išnykimą. Neigiama įtaka imasi tokio didelio ir vis didesnio masto, kad reikia skubių priemonių gyvūnams apsaugoti. Visos retos ir nykstančios gyvūnų ir augalų rūšys yra įrašytos į Tarptautinę raudonąją knygą, išleistą 1976 m.

Šiuolaikiniame pasaulyje Ypatingas dėmesys taip pat mokama biosferos užterštumo lygiui mažinti pagal JT konferencijos darnaus vystymosi klausimais, kuri vyko 1992 m. Rio de Žaneire, dokumentus. Pagal paskirtį saugomos teritorijos skirstomos į rezervatus, laukinės gamtos rezervatus. , gamtos (nacionaliniai) parkai, gamtos paminklai.

Draustinys yra įstatymų specialiai saugoma gamtinė teritorija, visiškai pašalinta iš ūkinės veiklos tipinių ar unikalių gamtos kompleksų apsaugai ir tyrinėjimui.

Biosferos rezervatas yra griežtai saugoma reikšminga gamtinė teritorija, kuri praktiškai nepatiria antropogeninio poveikio. Tai teritorija, kurioje vykdomas nuolatinis visų draustinio biogeninių komponentų pokyčių monitoringas (monitoringas).

Zakaznikai – teritorijos, kuriose draudžiama vykdyti tam tikras ūkinės veiklos rūšis ir formas (arimas, medienos ruoša, šienapjūtė, medžioklė, žvejyba, turizmas ir kt.). Draustiniuose saugomas ne visas gamtos kompleksas, o tik atskiri jo komponentai (gyvūnų, augalų rūšys).

Nacionaliniai parkai – tai didžiulės teritorijos, kuriose vaizdingų kraštovaizdžių apsauga derinama su intensyviu jų naudojimu turizmo reikmėms.

Gamtos paminklai yra unikalūs, reti ir išskirtiniai gyvosios ir negyvosios gamtos objektai, įskaitant ir susijusius su kokiais nors istoriniais įvykiais ar asmenimis.

Apsaugos priemonės taip pat apima retų ir nykstančių rūšių gyvūnų ir augalų veisimo bei jų perkėlimo į saugomas teritorijas, naujas buveines, taip pat zoologijos soduose ir botanikos sodų metodų kūrimą.

Apskritai floros ir faunos apsauga yra kompleksas tarptautinių, valstybinių, regioninių administracinių ir ekonominių bei socialiniai ivykiai siekiama išsaugoti populiaciją ir rūšinę sudėtį bei išlaikyti tokį augalų ir gyvūnų rūšių skaičių, kuris užtikrintų jų egzistavimą.

Rusijos Federacijos floros ir faunos apsaugą ir racionalų naudojimą nustato Rusijos Federacijos konstitucija, federaliniai įstatymai, nutarimais ir kitais teisės aktais, Rusijos Federacijos aplinkosaugos doktrina.

Gyvosios medžiagos darbas biosferoje yra gana įvairus. Pasak Vernadskio, gyvosios medžiagos darbas biosferoje gali pasireikšti dviem pagrindinėmis formomis:

a) cheminė (biocheminė) – I rūšis geologinės veiklos; b) mechaninė – II transporto veiklos rūšis.

Pirmosios rūšies atomų biogeninė migracija pasireiškia nuolatiniu medžiagų apykaita tarp organizmų ir aplinkos kuriant organizmų kūną, virškinant maistą. Antrosios rūšies atomų biogeninė migracija – tai materijos judėjimas organizmų gyvenimo metu (statant urvus, lizdus, ​​kai organizmai įkasami į žemę), pačios gyvosios medžiagos judėjimas, taip pat. kaip neorganinių medžiagų prasiskverbimas per dirvinių vabalų, dumblo vabalų, filtrų tiektuvų skrandžio traktą.

Norint suprasti, kokį darbą gyvoji medžiaga atlieka biosferoje, labai svarbios trys pagrindinės nuostatos, kurias V. I. Vernadskis pavadino biogeocheminiais principais:

1. Biogeninė cheminių elementų atomų migracija biosferoje visada linkusi į maksimalų pasireiškimą.
2. Geologinio laiko eigoje vykstanti rūšių evoliucija, dėl kurios susidaro stabilios biosferoje gyvybės formos, vyksta ta kryptimi, kuri didina biogeninę atomų migraciją.
3. Gyvoji medžiaga nuolat vyksta cheminiuose mainuose su ją supančia kosmine aplinka, kurią mūsų planetoje sukuria ir palaiko spinduliuojanti Saulės energija.

Gyvosios medžiagos funkcijos:

1. Energinė funkcija

Saulės energijos absorbcija fotosintezės metu ir cheminė energija skaidant daug energijos turinčias medžiagas, energijos perdavimas maisto grandinėmis.

Dėl to biosferos-planetinių reiškinių ryšys su kosmine spinduliuote, daugiausia su saulės radiacija. Dėl sukauptos saulės energijos Žemėje vyksta visi gyvybės reiškiniai. Nenuostabu, kad Vernadskis žaliuosius chlorofilo organizmus pavadino pagrindiniu biosferos mechanizmu.

Sugerta energija paskirstoma ekosistemoje tarp gyvų organizmų maisto pavidalu. Dalis energijos išsisklaido šilumos pavidalu, o dalis kaupiasi negyvoje organinėje medžiagoje ir pereina į fosilinę būseną. Taip susidarė durpių, anglies, naftos ir kitų degiųjų naudingųjų iškasenų telkiniai.

Iš litosferos uolienų jose vykstančių geocheminių procesų metu išsiskiria deguonis. Jame yra 2,8 1014 tonų.Per pastaruosius 200 milijonų metų deguonies kiekis ore išliko pastovus dėl augalų fotosintezės. Deguonies atsiradimas pakeitė daugelį Žemės savybių. Ozono sluoksnis pradėjo sulaikyti gyviems organizmams kenksmingus ultravioletinius spindulius. Uolienų dūlėjimo procesai suintensyvėjo, nes deguonis yra stiprus oksidatorius. Nesant jo atmosferoje, litosferos sudėtis Žemėje buvo visiškai kitokia. Taigi KMA geležies kvarcitai, taip pat Sibiro geležies rūdos telkiniai susidarė prekambru. Tai juodosios geležies formos, kurios susidaro su nedideliu deguonies kiekiu. Vėlesnėse tokių sankaupų geologinėse epochose geležies rūda nebuvo žemėje. Atmosferoje atsirado deguonies ir pradėjo formuotis oksidinės geležies formos, kurios yra judresnės ir negali sukurti didelių nuosėdų9.

Atmosferos azotą pasisavina augalai, o gyvūnai jo gauna iš augalinio maisto. Bet pagrindinis vaidmuo azoto fiksacijoje priklauso dirvožemio bakterijoms. Jo kiekis atmosferoje – 3,8 1015 t.Azotas į atmosferą grąžinamas dėl kitų bakterijų – denitrifikatorių veiklos. Be jų dauguma atmosferos azotas būtų surištas vandenyne ir nuosėdinėse uolienose.

Anglies. Fotosintetinių organizmų egzistavimo Žemėje metu jų atmosfera perėjo į žemės plutą didelis skaičius anglies. Šiuolaikinėje atmosferoje jame yra 7 1011 tonų.Anglies balansas yra susijęs su organizmo veikla, absorbuojant ir išskiriant anglies dvideginį. Tačiau šią pusiausvyrą vietomis sutrikdo ūkinė organizmo veikla ir emisijos į aplinką dideli anglies kiekiai.

Taigi šiuolaikinė atmosfera yra organizmų, įskaitant žmones, gyvybinės veiklos produktas, lemiantis, reguliuojantis ir keičiantis jos sudėtį.

2. Naikinamoji funkcija

Ši funkcija susideda iš irimo, negyvų organinių medžiagų mineralizacijos, cheminio uolienų skaidymo, susidariusių mineralų įtraukimo į biotinį ciklą, t.y. sukelia gyvosios medžiagos virsmą inertiška. Dėl to taip pat susidaro biogeninė ir bioinertiška biosferos medžiaga.

Atskirai reikėtų paminėti cheminį uolienų skaidymą. „Žemėje neturime galingesnio materijos trupintuvo nei gyvoji medžiaga“, – rašė Vernadskis.

Gyvybės uolienose pradininkai – bakterijos, melsvadumbliai, grybai ir kerpės – stipriausiai uolienas cheminiu būdu veikia viso komplekso rūgščių – anglies, azoto, sieros ir įvairių organinių – tirpalais. Jų pagalba skaidydami tam tikrus mineralus, organizmai selektyviai išgauna ir į biotinį ciklą įtraukia svarbiausius maistinių medžiagų- kalcis, kalis, natris, fosforas, silicis, mikroelementai.

3. Koncentracijos funkcija

Taip vadinamas selektyvus tam tikrų rūšių medžiagų, skirtų organizmo kūnui formuoti arba iš jo pasišalinti medžiagų apykaitos metu, kaupimasis gyvenimo eigoje. Dėl koncentracijos funkcijos gyvi organizmai išgauna ir kaupia biogeninius aplinkos elementus. Gyvosios medžiagos sudėtyje vyrauja lengvųjų elementų atomai: vandenilis, anglis, azotas, deguonis, natris, magnis, silicis, siera, chloras, kalis, kalcis. Šių elementų koncentracija gyvų organizmų organizme yra šimtus ir tūkstančius kartų didesnė nei išorinėje aplinkoje. Tai paaiškina biosferos cheminės sudėties nevienalytiškumą ir reikšmingą jos skirtumą nuo negyvosios planetos medžiagos sudėties. Kartu su gyvo organizmo koncentracijos funkcija išsiskiria ir rezultatu priešinga medžiaga – sklaida. Jis pasireiškia per organizmų trofinę ir transportinę veiklą. Pavyzdžiui, medžiagos sklaida organizmams išsiskiriant, organizmų mirtis per skirtingos rūšies judesiai erdvėje, viršelių kaita. Kraujo hemoglobino geležis pasklinda, pavyzdžiui, per kraują siurbiančius vabzdžius.

4. Aplinką formuojanti funkcija

Aplinkos fizikinių ir cheminių parametrų (litosferos, hidrosferos, atmosferos) transformacija dėl gyvybinių procesų palankiomis organizmams egzistuoti sąlygomis. Ši funkcija yra bendras aukščiau aptartų gyvosios medžiagos funkcijų rezultatas: energetinė funkcija aprūpina energiją visoms biologinio ciklo grandims; destruktyvus ir koncentracija prisideda prie išgavimo iš natūrali aplinka ir išsibarsčiusių, bet gyviems organizmams gyvybiškai svarbių elementų kaupimasis. Labai svarbu pažymėti, kad dėl aplinką formuojančios funkcijos geografiniame apvalkale įvyko šie esminiai įvykiai: pasikeitė pirminės atmosferos dujų sudėtis, pakito pirminio vandenyno vandenų cheminė sudėtis, litosferoje susidarė nuosėdinių uolienų sluoksnis, o žemės paviršiuje atsirado derlinga dirvos danga. „Organizmas elgiasi su aplinka, prie kurios jis ne tik prisitaikęs, bet ir kuri yra prie jos prisitaikiusi“, – taip Vernadskis apibūdino gyvosios medžiagos aplinką formuojančią funkciją.

Svarstomos keturios gyvosios medžiagos funkcijos yra pagrindinės apibrėžiančios funkcijos. Galima išskirti dar keletą gyvosios medžiagos funkcijų, pavyzdžiui10:

Dujinė funkcija lemia dujų migraciją ir jų virsmą, suteikia dujų sudėtis biosfera. Žemėje vyraujanti dujų masė yra biogeninės kilmės. Gyvosios medžiagos funkcionavimo procese susidaro pagrindinės dujos: azotas, deguonis, anglies dioksidas, vandenilio sulfidas, metanas ir kt. Aiškiai matyti, kad dujų funkcija yra dviejų pagrindinių funkcijų – destruktyvių ir aplinką formuojančių – derinys. ;

Redokso funkcija susideda iš tų medžiagų, kuriose yra įvairaus oksidacijos laipsnio atomų (geležies, mangano, azoto ir kt. junginiai), cheminis transformavimas. Tuo pačiu metu Žemės paviršiuje vyrauja biogeniniai oksidacijos ir redukcijos procesai. Paprastai oksidacinė gyvosios medžiagos funkcija biosferoje pasireiškia tuo, kad bakterijos ir kai kurie grybai gana mažai deguonies turinčius junginius dirvožemyje, atmosferos plutoje ir hidrosferoje paverčia deguonies turinčiais junginiais. Redukcijos funkcija atliekama susidarant sulfatams tiesiogiai arba per biogeninį vandenilio sulfidą, kurį gamina įvairios bakterijos. Ir čia matome, kad ši funkcija yra viena iš gyvosios medžiagos aplinką formuojančios funkcijos apraiškų;

Transporto funkcija – medžiagos perdavimas prieš gravitaciją ir horizontalia kryptimi. Jau nuo Niutono laikų buvo žinoma, kad mūsų planetoje medžiagų srautų judėjimą lemia gravitacijos jėga. Pati negyva materija juda pasvirusia plokštuma tik iš viršaus į apačią. Upės, ledynai, lavinos, slenksčiai juda tik šia kryptimi.

Biosfera- Žemės apvalkalas, kuriame egzistuoja gyvybė. Biosfera apima apatinę atmosferos dalį, viršutinę litosferos dalį ir visą hidrosferą. Terminą „biosfera“ biologijoje įvedė J.B. Lamarkas įėjo pradžios XIX amžiuje, o geologijoje jį pasiūlė austrų geologas E. Suessas 1875 m., tuo tarpu biosferos doktrinos pagrindai, kurie aktualūs ir 1875 m. modernus mokslas, sukūrė V.I. Vernadskis.

Biosferos ribos:

Viršutinė atmosferos riba: 15 - 20 km. Ją lemia ozono sluoksnis, blokuojantis trumpųjų bangų UV spinduliuotę, kuri yra kenksminga gyviems organizmams;

Apatinė riba litosferoje: 3,5 - 7,5 km. Ją lemia vandens virsmo garais temperatūra ir baltymų denatūravimo temperatūra, tačiau apskritai gyvų organizmų plitimas ribojamas kelių metrų gylyje;

Apatinė riba hidrosferoje: 10 - 11 km. Jį lemia Pasaulio vandenyno dugnas, įskaitant dugno nuosėdas.

Biosfera sudarytas iš gyvų, arba biotinių, ir negyvų, arba abiotinių, komponentų. Biotinis komponentas yra gyvų organizmų visuma (pagal Vernadskį – „gyva medžiaga“). Abiotinis komponentas yra energijos, vandens, tam tikrų cheminių elementų ir kitų neorganinių sąlygų, kuriose egzistuoja gyvi organizmai, derinys.

Pagrindiniai biosferos formavimosi veiksniai yra gyvi organizmai, vanduo, vėjas. Apibendrintos biosferos savybės: gyvos medžiagos buvimas, vandens buvimas skystoje būsenoje, saulės energijos kaupimasis.

Svarbi savybė biosfera yra ta, kad ji vykdo nuolat materijos ir energijos cirkuliacija, kuriame aktyviausią vaidmenį atlieka organizmai (gamintojai, vartotojai, skaidytojai). Tikslus biosferoje gyvenančių rūšių skaičius nenustatytas. Kai kurių autorių teigimu, jų yra 10-15 mln.. Tiksliai identifikuota ir aprašyta apie 2,5 milijono gyvūnų rūšių, 400 tūkstančių augalų, 100 tūkstančių grybų.

Biosferos dinamikoje išskiriami smulkieji (biologiniai) ir dideli (geologiniai) medžiagų ciklai. Tuo pačiu metu materijos cirkuliacija visada yra susijusi su energijos cirkuliacija.

Sausumoje tarp organizmų ir dirvožemio vyksta nedidelis biologinis ciklas. Hidrosferoje nemaža dalis vandenyje ištirpusių druskų ir dujų dalyvauja nedidelėje medžiagų cirkuliacijoje. Kiekvienas biologinis ciklas sausumoje ir vandenyne nėra subalansuotas ir nėra užburtas ratas. Tai paaiškinama tuo, kad medžiagos pajamos bet kuriame komplekse nėra lygios jos suvartojimui, nes dalis medžiagos pernešama į kitą natūralūs kompleksai, o kita medžiagos dalis nusėda ir užsikonservuoja šiame komplekse, ilgam paliekant apyvartą.

Maži ciklai yra glaudžiai susiję vienas su kitu ir vyksta didelio geologinio ciklo fone. Didelės cirkuliacijos metu medžiaga upių srautais ir oro masėmis nunešama iš sausumos į vandenyną, jūros nuosėdos išeina į žemę, pakeldamos vandenyno dugną ir žemindamos sausumos plotus.

Viena iš biosferos ypatybių yra ta, kad ji yra tik jos ribose fotosintezės procesas. Tai pagrindinis procesas, kurio metu iš neorganinių sintetinamos organinės medžiagos – angliavandeniai. Tai atliekama tik šviesiuose ir žaliuose augaluose, kuriuose yra chlorofilo.

Fotosintezės procesas yra sudėtingų reakcijų grandinė:

6CO 2 + 6H 2 O + 674 000 kal. \u003d C 6 H 12 O 6 + 6O 2

Fotosintezės metu augalai sugeria saulės energija ir kurį laiką palaikykite biosferoje. Organines medžiagas, kurias gauna iš žalių augalų, vartotojai paverčia ir kartu su šiomis medžiagomis pasisavina energiją. Skaidytojams veikiant negyvų organinių medžiagų irimo bei mineralizacijos metu išsiskiria energija. Taigi gyvi organizmai vykdo medžiagų ir energijos cirkuliaciją.