Лекція 2 Біосфера і перетворювальна діяльність людини План

1. Загальні властивості біосфери.

2. Роль В.І. Вернадського у вивченні біосфери. Скад і функціонування біосфери. Глобальні процеси у біосфері.

3. Колообіги речовин у біосфері.

4. Трансформація енергії у біосфері. Продуктивність біосфери.

5. Вплив антропогенного фактора на кругообіг речовин та енергії у біосфері.

6. Ноосфера. Відновні та невідновні ресурси біосфери та їх використання.

1. Загальні властивості біосфери

Простір нашої планети, в якому існує й "працює" жива речовина, називають біосферою. Перше уявлення про біосферу дав відомий французький природознавець Ж.Б. Ламарк, а термін "біосфера" ввів у науку австрійський біолог Е.Зюсс (1875р). Проте цілісне вчення про біосферу створив засновник і перший президент Академії наук України В І. Вернадський(1864 - 1945).

Біосфера охоплює нижню частину атмосфери, верхню частину літосфери та всю товщу гідросфери. Межі біосфери визначаються межами поширення живої речовини, яка, як підкреслював Вернадський, має властивість „розтікатися”, тобто розселятися, займати все нові й нові простори.

Верхня межа біосфери в атмосфері, проходить на висоті вершин Гімалаїв (10 км над рівнем моря ), на думку інших вчених, - досягає нижніх шарів тропосфери (30м ), де ще трапляється в досить великій кількості спори й навіть клітини бактерій, грибів і деяких водоростей, що активно вегетують. Іноді верхньою межею біосфери вважають озоновий шар ( 25-30 км ), вище якого все живе гине під дією космічного випромінювання.

Межа біосфери в літосфері також чітко не окреслена. Починаючи з глибин 0.5-2 м від земної поверхні кількість живої речовини зменшується в логарифмічній послідовності. На глибинах понад 10 м породи, як правило, вже стерильні. Та навіть у товщі стерильної породи іноді трапляються острівці життя. Найбільші глибини, де знайдено живу речовину, - 2-3 км У нафтових родовищах на цих глибинах виявлено "нафтову" мікрофлору. Нафта залягає також і на значно більших глибинах - до 5 - 7 км. Припускають, що й у таких глибинних родовищах можна знайти "нафтові" бактерії. Деякі дослідники нижньою межею біосфері вважають глибини, на яких температура літосфери починає перевищувати 100°С: близько 10 км на рівнинах і 7-8 км у горах.

Межі біосфери в гідросфері окреслені чітко: біосфера охоплює всю гідросферу, в тому числі найбільші океанічні западини, до 11 км, де існує значна кількість глибоководних видів.

В цілому екологічний діапазон поширення живої речовини досить великий.

Що принципово відрізняє нашу планету від інших планет Сонячної системи? Наявність життя. ''Якби на Землі не було життя, - писав академік В.І. Вернадський, - обличчя її було б так само незмінним і хімічно інертним, як нерухоме обличчя Місяця, як інертні уламки небесних світил". Життя на Землі реалізується у формі живої речовини, яку часто називають біотою. Поняття "жива речовина" ввів у науку В.І. Вернадський і розумів під ним сукупність усіх живих організмів планети. Вона виконує надзвичайно важливу роль у процесах, що відбувається у всіх сферах Землі.

Жива речовина протидіє хаосові та ентропії. Використовуючи прямо й непрямо сонячну енергію, жива речовина створює з простих, бідних на енергію молекул, передусім води й вуглекислого газу, складніші й енергетично впорядкованіші сполуки - вуглеводи, білки, жири, нуклеїнові кислоти або переробляє їх. Жива речовина концентрує хімічні елементи, перерозподіляє їх у земній корі, руйнує й агрегує неживу матерію, окислює, відновлює й перерозподіляє хімічні сполуки.

Суха маса живої речовини оцінюється в 2-3 трлн. т. Проте жива речовина відрізняється від неживої надзвичайно високою активністю, зокрема дуже швидким кругообігом речовин. Уся жива маса біосфери оновлюється за 33 дні, а фітомаса - щодня. Життєдіяльність тварин , рослин і мікроорганізмів супроводжується безперервним обміном речовин між біотою та зовнішнім середовищем, внаслідок чого всі атоми земної кори, атмосфери й гідросфери протягом історії Землі багаторазово входили до складу живих організмів.

Основні властивості живої речовини:

• високоорганізована внутрішня структура;

• здатність уловлювати із зовнішнього середовища й трансформува­ти речовини та енергію, забезпечуючи ними процеси своєї життєдіяль­ності;

• здатність підтримувати сталість власного внутрішнього середовища, незважаючи на коливання умов середовища зовнішнього, якщо ці коливання сумісні з життям;