Понятие о биосфере

Федеральное агентство по образованию

Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Южно-Уральский государственный университет»

Кафедра Экономической теории и мировой экономики

 

 

 

 

РЕФЕРАТ

По курсу « концепции современного естествознания»

 

 

 

                                                                                     Выполнил:

                                                                                     Студент группы

                                                                                     Ф.И.О.

                                                                                     Проверил: Никифоров С.А.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2011

 

СОДЕРЖАНИЕ

 

      Введение………………………………………………………………………………...3

1.Понятие о биосфере……………………………………………………………………….4

2. Учение В.И.Вернадского о  биосфере……………...........................................................5

3. Структура и функции биосферы…………………………………………………………9

4. Границы биосферы……………………………………………………………………….11

5. Живое вещество планеты…………………………...........................................................14

6. Функции живого вещества……………………………………………………………….16

7. Заключение………….……………………………….........................................................21

   Список литературы……………………………………………………………..………….22

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

               

 

 

 

 

 

 

 

 

ВВЕДЕНИЕ

 

         Солнечная система состоит из центрального небесного тела -- звезды Солнца, 9 больших планет, обращающихся вокруг него, их спутников, множества малых планет -- астероидов, многочисленных комет и межпланетной среды. Большие планеты располагаются в порядке удаления от Солнца следующим образом: Меркурий, Венера, Земля, Марс, Юпитер, Сатурн, Уран, Нептун, Плутон. Три последние планеты можно наблюдать с Земли только в телескопы. Остальные видны как более или менее яркие кружки и известны людям со времен глубокой древности.

  Один из важных вопросов, связанных с изучением нашей планетной системы -- проблема ее происхождения. Решение данной проблемы имеет естественно-научное, мировоззренческое и философское значение. На протяжении веков и даже тысячелетий ученые пытались выяснить прошлое, настоящее и будущее Вселенной, в том числе и Солнечной системы. Однако возможности планетной космологии и по сей день остаются весьма ограниченными -- для эксперимента в лабораторных условиях доступны пока лишь метеориты и образцы лунных пород. Ограничены и возможности сравнительного метода исследований: строение и закономерности других планетных систем пока еще недостаточно изучены.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1.ПОНЯТИЕ О БИОСФЕРЕ

 

     Понятие биосфера вошло в науку до некоторой  степени  случайно.  Около

ста лет назад, в  1875  году,  австрийский  геолог  Эдуард  Зюсс,  говоря  о

различных оболочках земного шара, впервые употребил этот термин в  последней

главе своей небольшой книжке о происхождении Альп. Однако эта  концепция  не

сыграла заметной роли в развитии научной мысли до тех пор, пока в 1926  году

не были опубликованы две  лекции  русского  минералога  Владимира  Ивановича

Вернадского.  Концепция биосферы, которую мы принимаем  сейчас,  в  основном

опирается на идеи Вернадского, развитые им спустя 50 лет после работ  Зюсса.

Сам Вернадский считал, что впервые к понятию  биосферы  подошел  французский

натуралист Жан Батист Ламарк, в  чьих  работах  можно  немало  геохимических

идей, пусть и архаично изложенных.

      Биосферой  называется  та  часть  земного  шара,  в  пределах  которой

существует жизнь. Однако такое определение порождает ряд вопросов и  требует

уточнений. Пропуская через фильтр воздух, взятый на больших  высотах,  можно

найти в нем споры бактерий и грибов. Но этот  «аэропланктон»,  очевидно,  не

имеет активного метаболизма. Даже на поверхности Земли немало мест,  слишком

холодных, слишком жарких  или  слишком  сухих,  для  того  чтобы  там  могли

существовать организмы с активным метаболизмом. Но и в таких  местах  всегда

можно найти споры. Таким  образом,  оболочка  Земли,  называемая  биосферой,

имеет  неправильную  форму,  т.  к.  она  окружена  некоей  «парабиосферной»

областью, в которой жизнь присутствует  только  в  покоящемся  состоянии.  В

настоящее время живой  организм   может,  конечно,  существовать  далеко  за

пределами  естественной  биосферы,  находясь  в  космическом   корабле   или

скафандре.  Такие  искусственные  местообитания  можно   рассматривать   как

участки биосферы, вырванные из нее и временно заброшенные в космос. (5)

      Что же характерно для биосферы как особой оболочки земного  шара?  Во-

первых, это область, в которой имеется  в  значительных  количествах  жидкая

вода. Во-вторых, на нее падает мощный поток энергии от Солнца.  Наконец,  в-

третьих,  в  биосфере  имеются   поверхности   раздела   между   веществами,

находящимися в жидком, твердом и газообразном состояниях.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2. УЧЕНИЕ В. И. ВЕРНАДСКОГО О БИОСФЕРЕ

 

    Одним  из  выдающихся  естествоиспытателей,  который   посвятил   себя

изучению процессов, протекающих в биосфере, был академик В.  И.  Вернадский.

Он стал основоположником научного направления, названного  им  биогеохимией,

которое легло в основу современного учения о биосфере.

      До появления  работ В. И. Вернадского роль живых организмов  на  Земле

представлялась ученым очень  скромной.  Действительно,  казалось  бы,  какое

может быть сравнение последствий их  жизнедеятельности  с  мощью  внутренних

сил планеты, вздымающих  высочайшие  горы,  разверзающих  океанские  пучины,

перемещающих целые континенты.

      В. И. Вернадский доказал, что, как бы слаб ни был  каждый  организм  в

отдельности, все они,  вместе  взятые,  на  протяжении  длительного  отрезка

времени выступают как мощный  геологический  фактор,  играющий  существенную

роль в жизни нашей  планеты.  Геологическая  деятельность  живых  организмов

проявляется как следствие следующих их особенностей: они  теснейшим  образом

связаны с окружающей средой  и  взаимодействуют  с  ней  в  процессе  обмена

веществом и энергией; обмен веществ организмов со  средой  осуществляется  в

процессе   биологического   круговорота;   суммарный   эффект    результатов

деятельности организмов проявляется на протяжении  очень  длительных  (сотен

миллионов лет) отрезков  времени.  Таким  образом,  приоритет  в  разработке

теоретических основ учения о биосфере принадлежит советским ученым.

      По определениям ученых, возраст Земли  равен  приблизительно  5  млрд.

лет.  Наиболее  древние  следы  живых  организмов  найдены  в  Южной  Африке

(Восточный  Трансвааль), в толще горных  пород,  возраст  которых  равен  3,2

млрд. лет. Эти организмы напоминали современных  нитчатых  бактерий.  Ученые

даже дали им название – эобактериум изолятум. Таким образом, можно  считать,

что биосфера Земли возникла около трех миллиардов лет назад.

      Наземные организмы появились около 400 млн. лет назад. Это были первые

примитивные  растения.   С   появлением   на   суше   живых   организмов   и

возникновением  растений  начинается  важнейший  этап  в  истории   развития

биосферы. С этого периода началось их быстрое распространение по планете,  и

в  настоящее  время  Землю  населяет  огромное  количество  разнообразнейших

растительных и животных организмов (см. табл.).

      В 19 веке в России  постепенно складывалось представление  о  единстве

человека и  природы,  о  тех  проблемах,  с  которыми  неизбежно  столкнется

человечество при необузданном стремлении  всецело  подчинить  себе  природу.

Вообще идея цельного знания,  основанного  на  органической  полноте  жизни,

принадлежит русской философии. Она легла в основу  направления  общественной

жизни, получившего название «русский космизм». Именно тогда в научной  среде

засверкали имена  психолога  и  физиолога  И.  М.  Сеченова,  химика  Д.  И.

Менделеева, почвоведа В. В. Докучаева, основоположника  космонавтики  К.  Э.

Циолковского.  К  плеяде  этих  выдающихся  ученых  принадлежит  и   В.   И.

Вернадский.

      В 1926 году опубликовал в Ленинграде книгу под  названием  «Биосфера»,

которая ознаменовала рождение новой науки о природе,  о  взаимосвязи  с  ней

человека. В этой работе биосфера впервые показана  как  единая  динамическая

система,  населенная  и  управляемая  жизнью,   живым   веществом   планеты.

«Биосфера – организованная, определенная оболочка земной  коры,  сопряженная

с жизнью». В работах по биосфере ученый показал, что  взаимодействие  живого

вещества с веществом косным  есть  часть  большого  механизма  земной  коры,

благодаря  которому  происходят  разнообразные  геохимические  и   биогенные

процессы, миграции атомов,  осуществляется  их  участие  в  геологических  и

биологических циклах.

      В. И. Вернадский впервые показал, что  химическое  состояние  наружной

коры нашей планеты всецело  находится  под  влиянием  жизни  и  определяется

живыми организмами,  с  деятельностью  которых  связан  великий  планетарный

процесс – миграция химических элементов в биосфере. Эволюция видов,  отмечал

ученый, приводящая к созданию форм жизни, устойчива в биосфере и должна идти в направлении увеличения биогенной миграции атомов.

      Биосфера представляет собой  сложнейшую  планетарную  оболочку  жизни,

населенную организмами, составляющими в  совокупности  живое  вещество.  Это

самая  крупная  (глобальная)   экосистема   Земли   –   область   системного

взаимодействия  живого   и   косного   вещества   на   планете.   Совокупная

деятельность живых  организмов  в  биосфере  проявляется  как  геохимический

фактор планетарного масштаба.

      Биосфера по вертикали разделяется на две четко  обособленные  области:

верхнюю,  освещенную  светом,   -   фотобиосферу,   в   которой   происходит

фотосинтез, и нижнюю,  «темную»,  - меланобиосферу,  в  которой  фотосинтез

невозможен. На суше граница между ними проходит по поверхности Земли.

      Биосфера охватывает нижнюю часть атмосферы до высоты озонового  экрана

(20-25 км), верхнюю часть литосферы (кора  выветривания) и всю гидросферу  до

глубинных слоев океана. В. И.  Вернадский  отмечал,  что  «пределы  биосферы

обусловлены, прежде всего, полем существования жизни».  На  развитие  жизни,

а, следовательно, и границы биосферы  оказывают  влияние  многие  факторы  и

прежде всего наличие кислорода, углекислого газа, воды  в  ее  жидкой  фазе.

Ограничивают область распространения жизни  и  слишком  высокие  или  низкие

температуры. Элементы минерального питания также влияют на  развитие  жизни.

К ограничивающему фактору можно отнести и  сверхсоленую  среду  (превышение

концентрации  солей  в  морской  воде  примерно  в  10  раз). Лишены  жизни

подземные воды с концентрацией солей свыше 270 г/л.

      В  планетарной  биосфере  выделяют  континентальную   и   океаническую

биосферы,    которые     отличаются     геологическими,     географическими,

биологическими,   физическими   и   другими   условиями.    Нижний    предел

распространения живого ограничивается дном океана (глубина около 11 км)  или

изотермой в 100 град. C в литосфере (по  данным  сверхглубокого  бурения  на

Кольском полуострове эта цифра составляет около 6 км).  Фактически  жизнь  в

литосфере прослеживается до глубины  3-4  км.  Таким  образом,  вертикальная

мощность океанической биосферы  составляет  17  км,  сухопутной до  12  км.

Вверх, в атмосферу, биосфера  простирается  не  выше  наибольших  плотностей

озонового  экрана,  что   составляет   22-24   км.   Следовательно,   предел протяженности  биосферы   на   Земле   выражается   цифрой   33-35км,   хотя

теоретически он может быть более широким.

На основе работ В. И. Вернадского и других исследователей,  внесших  большой

вклад в изучение биосферы планеты, предлагается различать  три  основные  ее

формы:

 3. формы биологической  систематики,  включающие  популяции,  виды,  роды,

    семейства и др., принятые в ботанике и зоологии;

  2. биогеографические формы –  территории,  характеризующие  географическое

распространение и распределение  растений  и  животных,  специфику  флоры  и