Учение о биосфере

Содержание

Слайд 2

Слайд 3

Ж.Б. Ламарк отметил планетарную роль жизни в формировании земной коры Термин

Ж.Б. Ламарк отметил планетарную роль
жизни в формировании земной коры
Термин «биосфера»

для определения земной оболочки, занятой жизнью, одновременно с терминами «гидросфера» и «литосфера» в конце XIX в. Утвердил в научном обиходе знаменитый австрийский геолог Э. Зюсс (1831–1914).
Слайд 4

Понятие биосферы Зюсс, создав новый термин, которому было суждено такое блестящее

Понятие биосферы

Зюсс, создав новый термин, которому было суждено такое блестящее будущее,

не дал ему научного определения. Автор современного учения о биосфере В.И. Вернадский (1863–1945) стал употреблять термин «биосфера» с 1911 г., но впервые дал его определение в 1923 г. и с тех пор не менее 15 раз его уточнял, подчеркивая, что биосфера – это «особая охваченная жизнью оболочка» Земли – область распространения живого вещества на планете.
Слайд 5

Понятие биосферы Биосферой В.И. Вернадский назвал ту область нашей планеты, в

Понятие биосферы

Биосферой В.И. Вернадский назвал ту область нашей планеты, в которой

существует или когда-либо существовала жизнь и которая постоянно подвергается или подвергалась воздействию живых организмов (верхняя часть литосферы, гидро- и тропосфера). Ту часть биосферы, где живые организмы встречаются в настоящее время, обычно называют современной биосферой или необиосферой, а древние биосферы относят к палеобиосферам, или былым биосферам.
Слайд 6

Биосферу В. И. Вернадский определяет как наружную область Земного шара, граничащую

Биосферу В. И. Вернадский определяет как наружную область Земного шара, граничащую

с Космосом, сосредоточившую в себе жизнь в различных формах ее проявления (латентном и активном), пронизывающую всю гидросферу, верхние слои литосферы и нижние слои атмосферы, в которой происходит аккумуляция, трансформация световой энергии и совершается геохимическая работа.
Слайд 7

Сущность учения Вернадского В.И. Признание исключительной роли живого вещества, преобразующего облик

Сущность учения Вернадского В.И.

Признание исключительной роли живого вещества, преобразующего облик планеты.

Именно живые организмы улавливают и преобразуют лучистую энергию Солнца и создают бесконечное разнообразие нашего мира
Представление об организованности биосферы, которая является продуктом сложного превращения вещественно-энергетического и информационного потоков живым веществом
Слайд 8

Слайд 9

Слайд 10

Биосфера Живая оболочка Земли, где распространена жизнь (от греч. «био» –

Биосфера

Живая оболочка Земли, где распространена жизнь
(от греч. «био» – жизнь,


«сфера» – шар, оболочка)
биосфера – это глобальная экосистема, объединяющая все экосистемы Земли, в которых живые организмы Земли, ее биота, взаимодействуют с абиотической средой Земли как единое целое..
Слайд 11

Эволюция биосферы 1. прокариотная биосфера до неопротерозойской революции (около 1 млрд.

Эволюция биосферы

1. прокариотная биосфера до неопротерозойской революции (около 1 млрд. лет назад)


2. биосфера фанерозоя (600 млн. лет назад)
3. биосфера девона-палеозоя (350-270 млн. лет назад)
Слайд 12

Эволюция биосферы 4. Антропогенез –1,5–3 млн. лет назад 5. Техногенез –

Эволюция биосферы

4. Антропогенез –1,5–3 млн. лет назад
5. Техногенез – 10–15 тыс. лет

назад
6. Ноогенез
Слайд 13

33-35 км Границы биосферы 12-17 км

33-35 км

Границы биосферы

12-17 км

Слайд 14

Биосфера и ее границы В 1926 г. В.И. Вернадский впервые поставил

Биосфера и ее границы

В 1926 г. В.И. Вернадский впервые поставил вопрос

о границах биосферы; он вернулся к нему в специальной статье «О пределах биосферы» в 1937 г. Однако вопрос, как тогда, так и сейчас, не имеет однозначного ответа. Какие же физико-химические условия наиболее благоприятны для существования жизни?
Достаточное количество углекислого газа и кислорода.
Достаточное количество воды (причем обязательно – в жидком состоянии).
Температурный режим, исключающий как слишком высокие температуры (вызывающие свертывание белков), так и слишком низкие (прекращающие работу ферментов).
Наличие «прожиточного минимума» элементов минерального питания.
Определенная соленость водной среды.
Современная жизнь распространена в верхней части земной коры (литосфере), нижних слоях атмосферы Земли (тропосфере) и в водной оболочке Земли (гидросфере).
Слайд 15

Верхняя граница биосферы определяется высотой озонового слоя Озоновый слой является преградой

Верхняя граница биосферы определяется высотой озонового слоя

Озоновый слой является преградой для

мощного УФ-излучения Солнца
высота озонового слоя у полюсов: 7-8 км,
у экватора: 17-18 км,
высота наибольшей концентрации озона: 22-26 км,
максимальная высота, где встречается озон: 45-50 км
Слайд 16

Нижняя граница биосферы 10-15 км (гидросфера); 3-3,5 км (литосфера) – на

Нижняя граница биосферы

10-15 км (гидросфера);
3-3,5 км (литосфера) – на

этой глубине температура достигает 100 °С.
Слайд 17

Границы существования живых организмов в литосфере, атмосфере, гидросфере В литосфере жизнь

Границы существования живых организмов в литосфере, атмосфере, гидросфере

В литосфере жизнь ограничивает

прежде всего температура горных пород и подземных вод, которая постепенно возрастает с глубиной и на уровне 1,5–15 км превышает +100°С. Самая большая глубина, на которой в породах земной коры были обнаружены бактерии, составляет 4 км. В нефтяных месторождениях на глубине 2–2,5 км бактерии регистрируются в значительном количестве.
В океане жизнь распространена до более значительных глубин и встречается даже на дне океанических впадин глубиной 10–11 км. Верхняя граница жизни в атмосфере определяется нарастанием с высотой ультрафиолетовой радиации.
Озоновый слой поглощает большую часть ультрафиолетового излучения Солнца на высоте 22–25 км. Все живое, поднимающееся выше защитного слоя озона, погибает. Споры бактерий и грибов обнаруживают до высоты 20–22 км, но основная часть аэропланктона сосредоточена в слое до 1–1,5 км. В горах граница распространения наземной жизни проходит на высоте около 6 км над уровнем моря.
Слайд 18

Структура биосферы Биосфера Косное вещество Живое вещество Биогенное вещество – Биокосное

Структура биосферы

Биосфера

Косное вещество

Живое вещество

Биогенное вещество –

Биокосное вещество-

Радиоактивное вещество

Вещество космического происхождения


Рассеянные атомы

Слайд 19

Структура биосферы Биосфера Косное вещество Оно сформировалось без участия живых организмов:

Структура биосферы

Биосфера

Косное вещество
Оно сформировалось без участия живых организмов: вода, гранит, базальт


и т.д.

Живое вещество – совокупность всех живых организмов на Земле

Биогенное вещество – создано в процессе жизнедеятельности организмов:
Кислород, каменный уголь, известняк

Биокосное вещество-
Совместный результат деятельтности организмов и небиологических процессов:
почва

Слайд 20

Категории веществ в биосфере (по Вернадскому В.И.) Живое вещество – совокупность

Категории веществ в биосфере (по Вернадскому В.И.)

Живое вещество – совокупность живых

организмов, населяющих планету Земля. (Растения, животные, микроорганизмы).
Биомасса ~ 2,42 ∙1012 т: растения ~ 97 %, животные ~ 3 %
Косное вещество – неживое вещество, образованное процессами, в которых живое вещество участия не принимало (магматические горные породы)
Слайд 21

3. Биокосное вещество – структура из живого и косного вещества, которая

3. Биокосное вещество – структура из живого и косного вещества, которая

создается одновременно косными процессами и живыми организмами (Почва – 93 % минеральных, косных веществ, 7 % живых и биогенных в-в)
4. Биогенное вещество – вещество, которое возникло в результате разложения остатков живых организмов, но еще не полностью минерализовано (нефть, торф)
5. Радиоактивное вещество
6. Вещество космического происхождения
7. Рассеянные атомы
Слайд 22

Энергетика биосферы

Энергетика биосферы

Слайд 23

Функции живого вещества на нашей планете Энергетическая функция заключается в осуществлении

Функции живого вещества на нашей планете

Энергетическая функция заключается в осуществлении связи

биосферно-планетарных явлений с космическим излучением, преимущественно с солнечной радиацией. В основе этой функции лежит фотосинтетическая деятельность зеленых растений, в процессе которой происходит аккумуляция (накопление) солнечной энергии и ее перераспределение между отдельными компонентами биосферы. За счет накопленной солнечной энергии протекают все жизненные явления на Земле.
Концентрационная функция проявляется в извлечении и накоплении живыми организмами биогенных элементов окружающей среды. В составе живого вещества преобладают атомы легких элементов: водорода, углерода, азота, кислорода, натрия, магния, алюминия, кремния, серы, хлора, калия, кальция. Концентрация этих элементов в теле живых организмов в сотни и тысячи раз выше, чем во внешней среде. Этим объясняется неоднородность химического состава биосферы и ее существенное отличие от состава неживого вещества планеты.
Слайд 24

Функции живого вещества на нашей планете Деструктивная функция обусловливает процессы, связанные

Функции живого вещества на нашей планете

Деструктивная функция обусловливает процессы, связанные с

разложением организмов после их смерти, вследствие которой происходит минерализация органического вещества, т. е. превращение живого вещества в косное. В результате образуются также биогенное и биокосное вещество биосферы.
Средообразующая функция заключается в преобразовании физико-химических параметров среды в результате процессов жизнедеятельности. В. И. Вернадский писал: «Организм имеет дело со средой, к которой он не только приспособлен, но которая приспособлена к нему».
Транспортная функция – это осуществление переноса вещества против силы тяжести и в горизонтальном направлении. Живое вещество – единственный (помимо поверхностного натяжения) фактор, обусловливающий обратное перемещение вещества – снизу вверх, из океана – на континенты, реализующий тем самым «восходящую» ветвь биогеохимических циклов.
Слайд 25

Ноосфера Сегодняшний период развития биосферы – техносфера. Этот этап ставит задачи

Ноосфера

Сегодняшний период развития биосферы – техносфера. Этот этап ставит задачи срочного

принятия мер по охране окружающей среды.
Следующий этап эволюции биосферы - ноосфера, сфера разума. Это сфера взаимодействия природы и общества, в пределах которой разумная деятельность человека становится главным, определяющим фактором развития. Природные процессы обмена веществ и энергии будут контролироваться обществом и преобразовываться соответственно познанным и освоенным законам строения и развития биосферы.
Слайд 26

Первое употребление термина «ноосфера» (от греч. noos – разум) принадлежит двум

Первое употребление термина «ноосфера» (от греч. noos – разум) принадлежит двум современникам Вернадского,

слушавшим его лекции по геохимии в Сорбонне: философу, математику, палеонтологу и антропологу Э. Леруа и его другу, палеонтологу и антропологу П.Т. де Шардену. Под ноосферой французские ученые понимали ту стадию эволюции природы, когда появился человеческий разум.
Развернутое обоснование эта трактовка получила в книге П.Т. Де Шардена «Феномен человека», впервые опубликованной в 1959 г. В ней Шарден определял ноосферу как «новый покров», «мыслящий пласт», который, зародившись в конце третичного периода, разворачивается над миром растений и животных – вне биосферы и над ней.
Слайд 27

Биосфера и ноосфера Ноосфера, по Вернадскому, это такой этап развития биосферы,

Биосфера и ноосфера

Ноосфера, по Вернадскому, это такой этап развития биосферы, при

котором «проявляется как мощная, все растущая геологическая сила роль человеческого разума (сознание) и направленного им человеческого труда».
Оценивая роль человеческого разума и научной мысли как планетарного явления, В.И. Вернадский пришел к следующим выводам:
Ход научного творчества является той силой, которой человек меняет биосферу, в которой он живет.
Это проявление изменения биосферы есть неизбежное явление, сопутствующее росту научной мысли.
Это изменение биосферы происходит независимо от человеческой воли, стихийно, как природный естественный процесс.
А так как среда жизни – биосфера – есть организованная оболочка планеты, то вхождение в нее в ходе ее геологически длительного существования нового фактора ее изменения – научной работы человечества – есть природный процесс перехода биосферы в новую фазу, в новое состояние – в ноосферу.
Слайд 28