Biosfera: los límites de la biosfera. Composición y límites de la biosfera. El límite superior de la biosfera

La biosfera se considera generalmente como la concha de la Tierra, poblada por organismos vivos, que en el transcurso de su actividad vital la transforman activamente.

Historia del estudio

El concepto de la biosfera como campo de vida fue introducido en la ciencia por Jean Baptiste de Lamarque en la primera mitad del siglo XIX. Era él quien se acercaba más a su entendimiento. Pero el término mismo fue propuesto por el científico austriaco Edward Süss. Trabajó en el campo de la geología y entendió bajo la biosfera la totalidad de todos los organismos. Ahora este significado se pone en el término "biota". Suess presentó sus hipótesis y resultados de investigación en el famoso trabajo científico "La cara de la Tierra", en el que describió la geología de los Alpes.

El concepto moderno de la biosfera fue formulado por un geoquímico ruso que posee conocimientos enciclopédicos en muchas ramas de la ciencia – Vladimir I. Vernadsky. Como profesor de mineralogía en la Universidad de Moscú, se convirtió en autor de la gran obra "Biosfera", publicada en 1926. Fue en este trabajo que primero dio una definición detallada de este término.

VM Vernadsky creía correctamente que la biosfera es una gran región concéntrica de la Tierra, que desempeña el papel de la principal fuerza geoquímica. Por lo tanto, es un espacio en el que la vida existe en el momento o ha existido siempre, es decir, la biosfera se caracteriza por la presencia de organismos vivos o productos de su actividad vital.

Tipos de sustancias en la biosfera

VI Vernadsky distinguía varios tipos de sustancias que constituyen la base de la biosfera.

1. En realidad, la materia viva, que está formada por una combinación de organismos.
2. Sustancia biogénica, que se forma durante y después de la vida de los organismos. Estos son los gases de la atmósfera, el carbón, el petróleo y así sucesivamente.
3. Sustancia cósmica, que se forma sin la intervención de organismos.
4. Las sustancias biocósicas son compuestos que son el resultado de la actividad vital de organismos en conjunción con procesos abiogénicos.

Los límites de la biosfera se determinan de acuerdo con la presencia de un conjunto de las sustancias anteriores en las conchas de la Tierra.

Materia viva en la biosfera

Es obvio que los principales procesos geoquímicos y energéticos tienen lugar con la participación obligatoria de la materia viva. VI Vernadsky formuló así su concepto. Materia viva – todos los organismos vivos existentes en el momento, que constituyen un conjunto único, que se expresa en una composición química elemental, el peso, la energía.

La principal propiedad de la materia viva es su actividad, debido a la conexión con el medio ambiente por un flujo biogénico constante. El flujo está formado por la respiración, la alimentación, la reproducción. En este contexto, podemos considerar la actividad vital de los organismos como un poderoso proceso geológico de naturaleza planetaria.

La migración constante de elementos químicos entre el cuerpo y el medio ambiente en ambas direcciones ocurre continuamente. La realización de este proceso es posible debido a la proximidad de la composición química elemental de los organismos a la composición química de la corteza terrestre.

Las plantas, llevando a cabo la fotosíntesis, crean en la biosfera moléculas orgánicas complejas que tienen un gran suministro de energía. Así, la materia viva acumula y transforma la energía radiante asociada del Sol. El movimiento de la energía se hace posible debido al constante crecimiento y desarrollo del cuerpo. La velocidad de reproducción, tal como VI Vernadsky justamente consideró, es la velocidad a la que la energía geoquímica se transfiere en la biosfera.

Fronteras

Parte de la biosfera, en la que actualmente hay organismos vivos, se suele llamar neo-isosfera. En otras palabras, moderno. Y el espacio que fue el hábitat de los organismos antiguos es la paleobiosfera.

La masa total de las geospheres del planeta es de aproximadamente 2.420 millones de toneladas. Este valor es 200 veces mayor que la masa de la atmósfera. Por lo tanto, se puede concluir que la capa de materia viva en la masa total de las geospheres es insignificante.

La gama de oportunidades potenciales y la escala de adaptabilidad de los organismos determinan la "esperanza de vida". Los seres vivos gradualmente se establecieron en los mares y océanos, y luego se establecieron en la tierra. Según Vernadsky, la composición y los límites de la biosfera están cambiando ahora.

Cabe señalar que, a diferencia de otras conchas terrestres, sólo la biosfera puede considerarse compleja. También desempeña la función de "cobertura" de la entidad viviente y es el hábitat de muchos organismos, incluido el hombre.

Los límites de la biosfera se definen como sigue. Incluye la zona inferior de la atmósfera, la zona superior de la litosfera y toda la hidrosfera. Y las alturas de la atmósfera, caracterizadas por el frío, la baja presión, y la profundidad del océano, la presión en la que puede llegar a 12.000 atmósferas, es toda la biosfera. Los límites de la biosfera son tan amplios debido a los muy amplios límites de tolerancia a la temperatura de los organismos.

Cabe señalar que existen bacterias que pueden existir en el vacío. Los límites de adaptación a las condiciones químicas también son muy amplios. La realidad es la existencia de organismos, por ejemplo, bajo la influencia constante de la radiación ionizante. Los estudios demuestran que algunos seres vivos son tan resistentes que, según ciertos criterios, sus posibilidades están aún más allá de los límites de la biosfera.

Además de las principales condiciones mencionadas anteriormente, la vida de los organismos está condicionada por la constancia de la corriente biogénica de los átomos.

El límite superior de la biosfera

En diferentes partes del mundo, la vida en la atmósfera existe en diferentes alturas. En las zonas de los polos sur y norte este valor es 8-10 km, cerca del ecuador – 17-18 km, sobre todos los demás territorios – 20-25 km. Así, sólo la troposfera está llena de vida – la parte inferior de la atmósfera

El límite físico de la propagación de la vida en la atmósfera está en el límite inferior de la capa de ozono.

Hidrosfera

La hidrosfera está formada por océanos, mares, lagos, ríos y cubiertas de hielo. Hay vida en todas las profundidades. La abrumadora mayoría de los organismos vivos ocupaba las capas superficiales y las zonas costeras. Pero incluso a una profundidad de 11 022 m, en la cuenca más profunda del Océano Mundial (Mariinsky), hay habitantes. La no-biosfera también incluye sedimentos del fondo, que alguna vez fueron el hábitat de criaturas antiguas.

Límite inferior de la biosfera

Hablando de la litosfera, el suelo es sin duda la capa más densamente poblada de ella, pero la existencia de la vida se ve mucho más profundo – alrededor de 6-7 kilómetros bajo la tierra. Esto se aplica, en primer lugar, a grietas profundas y cuevas.

Organismos que habitan la biosfera

Los organismos vivos se dividen en dos grupos, dependiendo del método de obtención de energía necesaria para la vida: autotrófico y heterotrófico. El hábitat de los representantes de ambos grupos es la biosfera. Los límites de la biosfera están determinados por su distribución.

Los representantes de organismos autotróficos en su dieta no están asociados con ningún otro ser vivo. Necesitan la luz solar o la energía de enlaces químicos de compuestos de origen inorgánico para esto. Ambos pueden ser utilizados como una fuente de energía, mientras que se derivan de sustancias minerales.

Los autótrofos se dividen en dos subgrupos. Estos son fototróficos (verde) y hemotróficos (bacterias). Los primeros sólo pueden existir en la región de penetración de los rayos solares. Pero estos últimos, debido al uso de compuestos químicos de naturaleza orgánica como fuente de energía, son mucho más comunes.

Los heterótrofos, por el contrario, como fuentes de energía y nutrición requieren sustancias orgánicas producidas por otros organismos. Es decir, sin el trabajo preliminar de los autótrofos, su existencia sería imposible. Los animales y los seres humanos, como habitantes de la biosfera, pertenecen a organismos heterotróficos.

"Películas de la vida"

Distribución desigual de la vida – esta es una de las características importantes que caracteriza a la biosfera. Los límites de la biosfera tienen la menor densidad de vida. El más grande se observa en las uniones de los hábitats. En general, la distribución de la vida en la biosfera es muy desigual. VI Vernadsky introdujo el término "Películas de la vida", describiendo con su ayuda las áreas más densamente pobladas de la biosfera. La frontera del contacto "suelo-aire" es la primera de estas películas, su espesor es de 2 a 3 cm y la segunda, la zona de contacto "aire-suelo", la franja costera y la zona de surgencia. El tercero está representado por la zona euphotic del océano (hasta 200 m), es decir, la región de la penetración libre de los rayos del sol.

Así, la vida, transformando la "faz de la Tierra", está inseparablemente ligada al concepto de "biosfera". Los límites de la biosfera son los límites de la vida.

La organización espacio-funcional es un mecanismo que asegura "la eternidad geológica de todos los seres vivos". El hombre, como residente de la biosfera, junto con otros organismos heterótrofos es un participante directo en el ciclo energético que proporciona la vida en la Tierra.