Doktrína biosféry - tenká škrupina Zeme, ktorej zloženie, štruktúra a energia sú v podstate určené minulosťou resp. moderné aktivityživé organizmy - vrchol vedecké úspechy V. I. Vernadskij. Biosféra podľa vedca pozostáva zo siedmich vzájomne prepojených látok: živých, biogénnych, inertných, bioinertných, rádioaktívnych, kozmických, rozptýlených atómov. Všade v jeho hraniciach možno nájsť buď samotnú živú hmotu, alebo stopy jej biochemickej aktivity. Vzduch, voda, ropa, uhlie, vápenec, hlina, bridlica, mramor a žula sú vytvorené živými látkami planéty. Horné vrstvy zemská kôra, v súčasnosti bez života, boli spracované živými organizmami v iných geologických dobách. Najjednoduchšou štruktúrou modernej aktívnej časti biosféry je biogeocenóza.
Vernadského učenie sa stalo základom moderného chápania vzájomných vzťahov a konjugovaného vývoja všetkých štruktúr biosféry. Je to táto ideológia, ktorá vedie vedcov pri vývoji medzinárodných a národných programov „Medzinárodná hydrologická dekáda“, „Svetový klimatický program“, „Medzinárodný biologický program“. Prirodzene, doktrína biosféry slúži ako vedecký základ pre racionálne riadenie a riešenie environmentálnych problémov. Vernadsky veril, že vzhľad človeka znamenal novú etapu vo vývoji biosféry a teraz jeho osud závisí od neho. V dôsledku toho ľudstvo potrebuje vyvinúť jednotnú stratégiu interakcie s prírodou, formovať environmentálne vedomie, nové myslenie a vytvárať kvalitatívne nové technológie.
V 20-tych rokoch XX storočia. V.I. Vernadsky vyvinul doktrínu biosféry ako globálnej jednotný systém Zeme, kde hlavný priebeh geochemických a energetických premien určuje život. Predtým sa väčšina procesov, ktoré v priebehu geologického času menia tvár našej planéty, považovala za čisto fyzikálne, chemické alebo fyzikálno-chemické javy (erózia, rozpúšťanie, sedimentácia, hydrolýza atď.). Vernadsky ako prvý vytvoril doktrínu o geologickej úlohe živých organizmov a ukázal, že činnosť živých bytostí je hlavným faktorom premeny zemskej kôry. Vernadského myšlienky boli náležite ocenené až v druhej polovici 20. storočia, keď vznikol koncept ekosystémov.
Vernadsky napísal, že účasť každého jednotlivého organizmu na geologickej histórii Zeme je malá, ale živá


17

Na Zemi je nekonečne veľa tvorov a tie, ktoré majú vysoký reprodukčný potenciál, aktívne interagujú so svojím prostredím a v konečnom dôsledku predstavujú v súhrne špeciálny, globálny vývojový faktor, ktorý premieňa vrchné obaly Zeme.
Živé organizmy sú nekonečne rozmanité, všadeprítomné, rozmnožujú sa v mnohých generáciách, majú selektivitu biochemickej aktivity a výnimočne vysokú chemickú aktivitu v porovnaní s ostatnými zložkami prírody.
Vernadskij nazval súhrn organizmov na planéte živou hmotou, ktorá sa vyznačuje celkovou hmotnosťou, chemickým zložením a energiou. O úlohe živých organizmov na Zemi Vernadskij napísal: „Bez preháňania možno povedať, že chemický stav vonkajšej kôry našej planéty, biosféry, je úplne pod vplyvom života a určujú ho živé organizmy; Niet pochýb o tom, že energia, ktorá dáva biosfére jej obvyklý vzhľad, je kozmického pôvodu. Pochádza zo Slnka vo forme žiarivej energie. Ale sú to živé organizmy, súhrn života, ktoré premieňajú túto kozmickú žiarivú energiu na pozemskú, chemickú energiu a vytvárajú nekonečnú rozmanitosť nášho sveta. Sú to živé organizmy, ktoré svojím dýchaním, výživou, látkovou premenou, odumieraním a rozkladom, neustálym využívaním svojej látky a hlavne neustálou výmenou generácií trvajúcou stovky miliónov rokov, ich zrodom, rozmnožovaním, viesť k jednému z najveľkolepejších planetárnych fenoménov, ktorý neexistuje nikde okrem biosféry."
Podľa vedca je jediný správny prístup k biosfére nevyhnutný ako integrálny globálny ekologický systém, ktorý má určitú štruktúru a stabilitu a jej vlastné črty formovania a vývoja. Toto pochopenie biosféry je obzvlášť dôležité teraz, keď technogénny vplyv človeka na prírodu dosiahol bezprecedentné rozmery a môže spôsobiť planetárne zmeny v ľudskom prostredí.
V rámci biosféry takmer každý chemický prvok prechádza reťazcom živých organizmov a je zaradený do systému biogeochemických premien. Všetok kyslík na planéte - produkt fotosyntézy - sa teda obnovuje každých 2000 rokov a oxid uhličitý - každých 300 rokov.
Biochemické procesy v organizmoch sú tiež zložité reťazce reakcií organizovaných v cykloch. Ich reprodukcia v neživej prírode by si vyžadovala enormný energetický výdaj, no v živých organizmoch k nim dochádza prostredníctvom proteínových katalyzátorov – enzýmov, ktoré znižujú aktivačnú energiu molekúl o niekoľko rádov. Keďže živé bytosti čerpajú materiály a energiu pre metabolické reakcie z prostredia, premieňajú prostredie jednoducho tým, že žijú. Vernadsky zdôraznil, že živá hmota vykonáva gigantickú geologickú a chemickú prácu v biosfére, pričom počas svojej existencie úplne premieňa vrchné obaly Zeme.
Viac ako 99 % energie prichádzajúcej na zemský povrch tvorí žiarenie zo Slnka, táto energia sa míňa v prevažnej väčšine fyzikálnych a chemických procesov v hydrosfére, atmosfére a litosfére: pohyb vzdušných a vodných hmôt, vyparovanie, prerozdeľovanie; látok, absorpcia a uvoľňovanie plynov a pod.
Na Zemi existuje len jeden proces, pri ktorom sa energia slnečného žiarenia nielen míňa a prerozdeľuje, ale aj viaže a skladuje niekedy na veľmi dlhý čas – toto je stvorenie organickej hmoty počas procesu syntézy. Spaľovaním uhlia v peciach teda uvoľňujeme a využívame slnečnú energiu uloženú vegetáciou pred stovkami miliónov rokov.
Hlavnou planetárnou funkciou živej hmoty na Zemi je teda viazať a uchovávať slnečnú energiu, ktorá sa potom využíva na udržiavanie mnohých ďalších geochemických procesov v biosfére.
Vernadskij považoval biochemickú funkciu biosféry za univerzálny prejav života na Zemi. Žiadny jednotlivý druh organizmu nemohol plniť túto úlohu. Zabezpečiť plnú rozmanitosť foriem biogénnej migrácie chemické prvky bol nevyhnutný vývoj určitého komplexu organizmov. To vyvoláva problém vývoja biosféry ako jedného celku v procese historického a geologického vývoja našej planéty.
Moderná biosféra je teda výsledkom dlhého historického vývoja celého organického sveta v jeho interakcii s neživou prírodou. Vďaka tomu v biosfére vznikla zložitá sieť vzájomne prepojených procesov a javov; Vďaka interakcii abiotických a biotických faktorov je biosféra v neustálom pohybe a vývoji. Od príchodu človeka, teda za posledné 2 milióny rokov, prešla významným vývojom. Ak však spočiatku bolo možné človeka z hľadiska jeho vplyvu na prírodu považovať len za jeden zo sekundárnych faktorov, tak s rozvojom civilizácie a rastom jej technického vybavenia sa jeho úloha stala porovnateľnou s pôsobením mocných geologických procesov. . Táto okolnosť nás núti brať veľmi vážne možné dlhodobé dôsledky tak priemyselných, ako aj environmentálnych ľudských aktivít.
V dôsledku technogénnej činnosti ľudstva sa biosféra Zeme radikálne transformuje a podľa Vernadského definície sa stáva noosférou – „sférou mysle“. Noosféra je nový geologický fenomén na našej planéte, v ktorom sa človek po prvý raz stáva najväčšou geologickou silou. Noosféra je svet rozumných, vedecky podložených akcií v globálnom meradle.
Samozrejme, len ťažko možno očakávať, že na Zemi spontánne vznikne éra noosféry. Len proces degradácie sa môže vyvinúť sám od seba. A už to prebieha, a to aj na ruskom území. Znečistenie atmosféry, vody a pôdy v mnohých našich mestách a regiónoch mnohonásobne prekračuje normy, ktoré sú bezpečné pre ľudské zdravie. Čistiarne v priemyselných podnikoch a poľnohospodárskych zariadeniach, ako aj v kanalizácii sú často v predhavarijnom stave. Narastajúce narušenia ich normálneho fungovania vedú ku katastrofám.
Ruský vedec N. Moiseev naliehavo varoval pred globálnou ekologickou katastrofou v dôsledku nekontrolovaného a neobmedzeného rastu výroby a spotreby v priemyselných krajinách. Jeho varovanie možno zhrnúť takto: nasledujúcim spôsobom: ak ľudstvo v blízkej budúcnosti radikálne nezmení svoje správanie v planetárnom meradle vo vzťahu k prírode a vo vzťahoch na osobnej, medzietnickej a medzištátnej úrovni, tak do polovice 21. storočia. Na Zemi môžu vzniknúť podmienky prostredia, v ktorých ľudská rasa nemôže existovať.
Zvlášť znepokojujúca je skutočnosť, že biosféra ešte nereagovala na výrazný nárast – o 20 – 21 % – podielu oxidu uhličitého v atmosfére planéty, ku ktorému došlo za posledných sto rokov. Keďže tento plyn slúži ako potrava pre rastlinné organizmy, prírodné procesy by spôsobili výrazné zvýšenie celkového množstva biomasy Zeme. Ale z nejakého dôvodu sa to nestalo a absencia takejto reakcie je hrozným príznakom.
Možno to naznačuje, že biosféra už stratila (alebo začína strácať) svoju prirodzenú schopnosť kompenzovať poruchy, ktoré sa v nej vyskytujú, pod vplyvom ktorých sa môže posunúť do nového stavu nevhodného pre ľudskú existenciu.
K našej najväčšej ľútosti sa však táto veľmi pravdepodobná hrozba pre celé ľudstvo ešte nestala predmetom úvah ani v OSN, ani v žiadnej inej medzinárodnej organizácii. A ani jedna vláda na svete, vrátane našej, oficiálne neuznáva alebo nepopiera existenciu takejto hrozby. Zdá sa, že politici si to nevšímajú.
Korporácie so sídlom v krajinách „zlatej miliardy“ majú vlastný záujem na udržaní globálneho ekonomického poriadku, v ktorom 14 % populácie Zeme spotrebúva 86 % svetových prírodných zdrojov.
Mlčanie politikov o nevyhnutných katastrofálnych dôsledkoch takéhoto „udržateľného rozvoja“ pre osud celého ľudstva pomáha tento pomer udržiavať a zbavuje chudobnú väčšinu obyvateľov Zeme čo i len strašidelnej nádeje, že raz sa tento pomer zmení.
Možno v niektorých krajinách absolútnej chudoby, kde dnes žije asi 60 % svetovej populácie, sa priemerný ročný príjem na obyvateľa zvýšil o niekoľko desiatok amerických dolárov a v krajinách relatívnej chudoby, ktorých obyvatelia tvoria viac ako štvrtinu celé ľudstvo o niekoľko stoviek dolárov. Ale zaostalosť sa im nepodarí prekonať. Aby sme uspokojili efektívny dopyt „zlatých miliardárov“, nadnárodné korporácie budú aj naďalej odčerpávať všetko najlepšie, čo majú z rozvojových krajín.
Zastavenie deštruktívneho vplyvu súčasného postindustriálneho systému spoločenského života na prírodu je možné len s rozvojom a postupnou implementáciou novej sociálno-ekonomickej doktríny všetkými krajinami. Jeho definujúcim princípom by malo byť uznanie prírodných zdrojov, vodných a vzdušných nádrží za spoločné dedičstvo celého ľudstva. Prostredníctvom tohto princípu sa musí realizovať neodňateľné právo každej osoby na prístup k prirodzeným výhodám.
Je dôležité venovať pozornosť Charte Zeme a možnosti jej prijatia ako oficiálneho dokumentu OSN. Charta Zeme (Deklarácia) obsahuje základné princípy pre vytvorenie spravodlivej, udržateľnej a mierovej globálnej spoločnosti v 21. storočí. Tento dokument je akousi obdobou Deklarácie ľudských práv v oblasti životného prostredia. A, samozrejme, nové
Preteky v zbrojení, najmä americké pokračovanie rozsiahlych experimentov v oblasti cieleného a silného ovplyvňovania prostredia v blízkosti Zeme vysokofrekvenčnými rádiovými vlnami, t. j. v skutočnosti vytváranie geofyzikálnych zbraní, ktoré predstavujú obrovský potenciál nebezpečenstvo pre ľudstvo, je úplne nezlučiteľné s Chartou Zeme.
Ako viete, Rusko je z hľadiska svojho národného a prírodného bohatstva viac ako 2-krát väčšie ako Spojené štáty a západná Európa. Ale ak Európa využíva toto bohatstvo na 50 %, tak Rusko využíva len 2 %.
Rusko je schopné významne prispieť k noosférickej bezpečnosti planéty v nadväznosti na novú ekoetiku 21. storočia. Na to bude musieť posilniť skutočne kolektívnu bezpečnosť nielen na troch úrovniach (v postsovietskom priestore SNŠ, v rozšírenom a upravenom formáte NATO a parametroch Šanghajskej šestky), ale aj na planetárnej úrovni.
Cirkulácia základných prvkov v biosfére je opakovaná účasť látok na procesoch prebiehajúcich v atmosfére a hydrosfére, vrátane tých vrstiev, ktoré sú súčasťou biosféry planéty. Zvlášť dôležité sú cykly kyslíka, uhlíka, dusíka, síry a fosforu. Biogeochemický kyslíkový cyklus je planetárny proces spájajúci atmosféru a hydrosféru so zemskou kôrou. Kľúčovými článkami cyklu sú: tvorba voľného kyslíka počas fotosyntézy v zelených rastlinách, spotreba kyslíka na dýchanie všetkými živými organizmami, oxidácia organických zvyškov a anorganických látok (napríklad spaľovanie paliva) a iných chemických látok. transformácie, ktoré vedú k tvorbe oxidovaných zlúčenín, ako je oxid uhličitý, voda, a ich následné zapojenie do nového cyklu fotosyntetických premien.

Cyklus kyslíka jasne odhaľuje aktívnu geochemickú aktivitu živej hmoty, jej vedúcu úlohu v tomto cyklickom procese. Na základe množstva organickej hmoty syntetizovanej v priebehu roka (berúc do úvahy 15 % vynaložených na proces dýchania) môžeme konštatovať, že ročná produkcia kyslíka zelenou vegetáciou planéty je asi 300 x 109 ton niečo viac ako 25 % z tohto množstva uvoľňuje suchozemská vegetácia, zvyšok pochádza z fotosyntetických organizmov Svetového oceánu (voľný kyslík je prítomný nielen v atmosfére, v rozpustenom stave sa nachádza aj v prírodných vodách). Celkový objem vody vo svetovom oceáne je 137 x 109 litrov a v 1 litri vody sa rozpustí 2 až 8 cm3 kyslíka. V dôsledku toho je vo vodách svetového oceánu od 2,7 do 10,9 x 1012 ton
rozpustený kyslík. Časť organickej hmoty je pochovaná, v dôsledku čoho sa z ročného cyklu odstráni viazaný kyslík.

Na súši počas procesu fotosyntézy je oxid uhličitý fixovaný rastlinami s tvorbou organických látok a uvoľňovaním kyslíka. Zvyšky rastlín a živočíchov rozkladajú mikroorganizmy, v dôsledku čoho sa uhlík oxiduje na oxid uhličitý a uvoľňuje sa späť do atmosféry. Podobný uhlíkový cyklus prebieha aj vo vodnom prostredí. Uhlík fixovaný rastlinami je vo veľkých množstvách spotrebovaný živočíchmi, ktoré ho následne uvoľňujú vo forme oxidu uhličitého počas dýchania.
Cyklus uhlíka v hydrosfére je zložitejší proces ako v atmosfére, pretože vek tohto prvku vo forme oxidu uhličitého závisí od prísunu kyslíka do horných vrstiev vody z atmosféry aj zo spodnej vrstvy, keďže medzi pevninou a svetovým oceánom prebieha neustála výmena uhlíka. Prevládajúce odstraňovanie tohto prvku vo forme uhličitanu a organických zlúčenín z pevniny do oceánu. Tok uhlíka zo Svetového oceánu na pevninu sa vyskytuje v neporovnateľne menších množstvách, a to len vo forme oxidu uhličitého difundujúceho do atmosféry a následne transportovaného vzdušnými prúdmi.
V kolobehu dusíka zohrávajú mimoriadne dôležitú úlohu mikroorganizmy: fixátory dusíka, nitrifikátory, denitrifikátory. Všetky ostatné organizmy ovplyvňujú cyklus dusíka až po jeho asimilácii do svojich buniek. Dusík fixujú aj fialové a zelené fotosyntetické baktérie a rôzne pôdne baktérie.
V biosfére ako celku je fixácia dusíka zo vzduchu v priemere 140-700 mg/m3 za rok. Ide najmä o biologickú fixáciu a len malé množstvo dusíka (v priemere nie viac ako 35 mg/m3 za rok) je zaznamenané v dôsledku elektrických výbojov a fotochemických procesov.
Vysoké úrovne fixácie boli pozorované v niektorých znečistených jazerách s hojným výskytom modrozelených rias. V oceáne, kde je produktivita nižšia, je fixácia dusíka na m3 nižšia ako na súši. Celkové množstvo fixovaného dusíka je však dosť významné a dôležité pre globálny cyklus.
Z obrovskej zásoby tohto prvku v atmosfére a litosfére sa kolobehu dusíka zúčastňuje iba fixný dusík, asimilovaný živými organizmami pevniny a oceánu. Na kolobehu dusíka sa zúčastňujú: dusík z biomasy, biologický dusík fixovaný baktériami a živými organizmami, juvenilný (vulkanogénny) dusík, atmosférický (fixovaný počas búrky) a technogénny.
Na obrovských plochách, kde nie je žiadna ľudská činnosť, berú rastliny potrebný dusík z dusíka zavedeného do pôdy zvonku (dusičnany s dažďom, amoniak zo vzduchu), z dusíka vráteného do pôdy (zvyšky zvierat, rastlín, zvieracie exkrementy). ), ako aj z rôznych organizmov viažucich dusík.
Najväčšie množstvo prvkov dusíka a popola je obsiahnuté v biosfére lesnej vegetácie takmer vo všetkých typoch vegetácie, hmotnosť prvkov popola je 2-3 krát väčšia ako hmotnosť dusíka. Výnimkou sú tundrové rastliny, v ktorých je obsah dusíka a popola približne rovnaký. Najväčší počet prvkov cirkulujúcich počas celého roka (t.j. kapacita biologického cyklu) je v tropických dažďových pralesoch, potom v černozemných stepiach a listnatých lesoch mierneho podnebia (v dubových lesoch).
Proces cyklických premien síry a jej zlúčenín je v biosfére dobre rozvinutý.
Zásobník síry je rozsiahly v pôde a sedimentoch a menší v atmosfére. Hlavnú úlohu v bazéne na výmenu síry zohrávajú špeciálne mikroorganizmy, z ktorých každý typ vykonáva špecifickú oxidačnú a redukčnú reakciu; V dôsledku toho sa sírovodík presúva z hlbokomorských sedimentov na povrch. V celosvetovom meradle regulácia cyklu síry zahŕňa geochemické a meteorologické procesy (erózia, sedimentácia, vylúhovanie, dážď, adsorpcia, desorpcia atď.), biologické procesy (produkcia biomasy a jej rozklad), vzťah medzi vzduchom a vodou. a pôdy. Síran, podobne ako dusičnany a fosforečnany, je hlavnou, prístupnou formou síry, ktorá je redukovaná autotrofami a je súčasťou bielkovín (síra je súčasťou množstva aminokyselín).
Cyklus dusíka a síry je čoraz viac ovplyvňovaný priemyselným znečistením ovzdušia, spaľovaním fosílnych palív sa najmä v mestách výrazne zvýšil obsah prchavých oxidov dusíka (NO a M02) a síry (SO2). Ich koncentrácia sa stáva nebezpečnou pre biotické zložky ekosystémov.
Geochemický cyklus fosforu sa viac líši od cyklov uhlíka a dusíka. Obsah tohto prvku v zemskej kôre je 0,093 %. To je niekoľko desiatok krát viac ako dusík, ale na rozdiel od dusíka nie je fosfor jedným z hlavných prvkov zemských obalov. Napriek tomu jeho geochemický cyklus zahŕňa rôzne migračné cesty v zemskej kôre, intenzívnu biologickú cirkuláciu a migráciu v hydrosfére.
Fosfor je jedným z hlavných organogénnych prvkov. Jeho organické zlúčeniny hrajú dôležitú úlohu v životných procesoch všetkých rastlín a živočíchov, sú súčasťou nukleových kyselín, komplexných bielkovín, membránových fosfolipidov a slúžia ako základ bioenergetických procesov. Fosfor sa koncentruje v živej hmote, kde je jeho obsah 10x väčší ako v zemskej kôre. Na povrchu zeme prebieha intenzívny cyklus fosforu v systéme „pôda-rastliny-živočíchy-pôda“. Vzhľadom na to, že minerálne zlúčeniny fosforu sú málo rozpustné a prvok v nich obsiahnutý je pre rastliny takmer nedostupný, tieto prednostne využívajú jeho ľahko rozpustné formy, vznikajúce pri rozklade organických zvyškov. Cyklus fosforu sa vyskytuje aj v systéme zem-oceán: fosforečnany sa unášajú s riečnym odtokom, interagujú s vápnikom a vytvárajú fosfority, ktorých usadeniny sa nakoniec dostanú na povrch a sú opäť zahrnuté do migračných procesov.
Osoba musí plánovať svoje ekonomické aktivity s prihliadnutím na povahu prírodných procesov. Toto by sa malo robiť obzvlášť opatrne v poľnohospodárstve, pastve, zásobovaní vodou a plavbe. Orba, aplikácia minerálnych hnojív, znečistenie ropou a ťažkými kovmi ochudobňuje pôdnu faunu. Väzby normálnych potravinových reťazcov sú narušené a dokonca úplne stratené biogeochemické cykly. Reakcia pôdy na ľudský zásah je nezvyčajne veľká.
Zásoby anorganických zlúčenín potrebné na udržanie životnej činnosti organizmov, ktoré ich obývajú, by dlho nevydržali, ak by sa tieto zásoby neobnovovali počas života organizmov, ako aj po ich smrti. Koniec koncov, spoločnosť je

tvorí s anorganickým prostredím určitý systém, v ktorom tok atómov spôsobený vitálnou činnosťou organizmov tvorí kolobeh.
Hlavným mechanizmom zadržiavania slnečnej energie a tvorby fytomasy, vrátane obrovského množstva uhlíka, vody a bežných biofilov, sú biogeocenózy lesnej a trávnatej krajiny.
Medzi neobnoviteľné zdroje patrí podložné bohatstvo. Využitie týchto zdrojov je možné len raz (aj keď niektoré kovy môžu slúžiť ako druhotné suroviny), čo nevyhnutne vedie k vyčerpaniu ich zásob, tieto druhy zdrojov majú obmedzené zásoby a ich doplnenie na Zemi je takmer nemožné nedostatok podmienok, v ktorých vznikli pred mnohými miliónmi rokov, alebo sa to deje veľmi pomaly.
Obnoviteľné zdroje zahŕňajú pôdu, vegetáciu, faunu, ako aj niektoré nerastné zdroje, napríklad soli uložené v jazerách a morských lagúnach, ktoré je možné reprodukovať prirodzenými procesmi a udržiavať ich v určitom konštantnom množstve určenom úrovňou ich ročnej reprodukcie a spotreba.
Niekedy sa však pri nehospodárnom využívaní môžu niektoré typy obnoviteľných zdrojov stať neobnoviteľnými alebo ich obnova môže trvať príliš dlho. Napríklad zloženie pôd, ktoré pri racionálnom využívaní zvyšujú úrodnosť, sa môže pri nevhodných spôsoboch obrábania prudko zhoršiť a výsledná erózia často fyzicky ničí pôdnu vrstvu. To isté možno povedať o zdrojoch flóry a fauny. Pri predátorskom využívaní je narušená schopnosť biologických systémov reprodukovať sa a potom sa tieto zdroje stávajú prakticky neobnoviteľné.
Vďaka nepretržitému fungovaniu systému „atmosféra-pôda-rastliny-živočíchy-mikroorganizmy“ sa na súši, v atmosfére a vo vnútrozemských vodách vytvoril biogeochemický cyklus mnohých chemických prvkov a ich zlúčenín. Jeho celkové charakteristiky sú porovnateľné s celkovým riečnym tokom pôdy, celkovou zásobou hmoty z horného plášťa do biosféry planéty. Preto je živá hmota na Zemi už mnoho miliónov rokov faktorom geologického významu.
Príroda skrýva neobmedzené možnosti uspokojovania ľudských potrieb. Avšak len silou vedeckého poznania v procese výrobnej činnosti si človek vynucuje
prírodné zdroje slúžia na uspokojenie ich potrieb.
Človek využíva zdroje (predovšetkým potravu, vodu, vzduch) od samého začiatku svojej existencie, ale spočiatku sa nesnažil ich rozmnožovať. Zdroje určili oblasti raného ľudského osídlenia. Zdrojmi na jednoduchú reprodukciu predindustriálnej spoločnosti sa rozumejú prirodzené výrobné sily tradičných stáročných foriem hospodárenia, ktoré využívali najmä látky, ktoré neprešli hĺbkovým spracovaním: kameň, drevo, prírodné vlákna a pod.Industriálna spoločnosť je založená na tzv. o prírodných zdrojoch, ktoré nie sú ani tak potrebné na udržanie ľudského života, ako na výrobu tovarov a služieb, ktoré zabezpečujú rozvinutejšie potreby jednotlivcov a celej spoločnosti. Prevažná väčšina zdrojov sa vynakladá na proces rozšírenej reprodukcie.

Doktrína biosféry Zeme je jedným z najväčších a najzaujímavejších zovšeobecnení moderná prírodná veda. Je to vedecký základ pre štúdium prírodných objektov a integrovaný prístup k organizácii modernej výroby.
Život na planéte sa vyskytuje a vyvíja iba v tenkej vrstve atmosféry, hydrosfére a litosfére. Tento tenký obal zeme, obývaný organizmami, sa zvyčajne nazýva biosféra.
Biosféra je oblasť „života“, priestor na povrchu zemegule, v ktorom žijú živé bytosti.
Veľkosť V.I. Vernadského je, že ako prvý pochopil a vedecky podložil jednotu človeka a biosféry.
Vladimír Ivanovič Vernadskij (1863-1945) - významný ruský vedec, mineralóg a kryštalograf, jeden zo zakladateľov geochémie a biogeochémie.
Podstata tohto učenia: biosféra je kvalitatívne jedinečný obal Zeme, ktorého vývoj je do značnej miery determinovaný činnosťou živých organizmov.

Hlavné ustanovenia učenia V.I. Vernadského o biosfére.
V prvom rade V.I. Vernadsky definoval priestor pokrytý biosférou Zeme. Biosféra (grécky „bios“ - život; „guľa“ - guľa) je škrupina Zeme, v ktorej sa vyvíja život rôznych organizmov, ktoré obývajú zemský povrch, pôdu, spodné vrstvy atmosféry a hydrosféru.
Planéta Zem sa vyznačuje prítomnosťou troch povrchových geosfér – hydrosféry, litosféry a atmosféry.
Hydrosféra, alebo vodný obal Zeme, predstavujú oceány, moria, jazerá, rieky a umelé nádrže. Vodná škrupina pokrýva asi 71% povrchu zemegule, najväčšiu hĺbku v západnej časti Tichý oceán dosahuje 11,5 km (marianská priekopa).
Litosféra, alebo zemská kôra, je vonkajší tvrdý obal zemegule hrubý niekoľko desiatok kilometrov. V kontexte biosféry sa pod litosférou zvyčajne rozumie len jej povrchová časť – pôda.
Atmosféra alebo vzduchový obal pozostáva z niekoľkých vrstiev: troposféra do výšky 15 km nad zemským povrchom; stratosféra s ozónovým štítom siahajúcim až do výšky 100 km; ionosféra, čo je vrstva riedeného plynu vysoká až 500 km.
Biosféra zahŕňa:
1) Živé organizmy (rastliny, živočíchy, mikroorganizmy).
2) Troposféra (spodná vrstva atmosféry).
3) Hydrosféra (oceány, moria, rieky atď.).
4) Litosféra ( vrchná časť zemská kôra).

Vek biosféry je približne 4 miliardy rokov.

Schéma štruktúry biosféry
Vernadsky rozlíšil tieto kategórie látok:
1) živá hmota - súbor živých organizmov obývajúcich biosféru (od najjednoduchších vírusov po ľudí), charakterizovaných chemickým zložením, hmotnosťou, energiou, informáciami; premieňa slnečnú energiu a vťahuje anorganickú hmotu do nepretržitého cyklu). Živá hmota je „funkciou biosféry“ a biosféra je výsledkom vývoja živej hmoty.
2) biogénna látka - odpadové produkty živých organizmov (uhlie, ropa, rašelina, krieda);
3) bioinertná látka - produkty rozpadu a spracovania hornín a sedimentárnych hornín živými organizmami (pôda, bahno, prírodné vody). Má minerálny základ, ktorý sa životnou činnosťou organizmov radikálne premieňa (pôdny pokryv, vzduch, voda).
4) inertná hmota - všetko, čo nemalo žiadnu súvislosť so živými vecami (zamrznutá láva, sopečný popol).
5) Rádioaktívne látky vznikajúce pri rozpade rádioaktívnych prvkov (rádium, urán, tórium atď.).
6) Rozptýlené atómy (chemické prvky) nachádzajúce sa v zemskej kôre v rozptýlenom stave.
7) Látka kozmického pôvodu - meteority, protóny, neutróny, elektróny.
V rámci biosféry existujú 4 živé prostredia: dve mŕtve (voda, vzduch), jedno bioinertné (pôda) a jedno živé (organizmus).
Procesy prebiehajúce v ekosystéme (počet živých organizmov, rýchlosť ich vývoja atď.) závisia od množstva energie vstupujúcej do ekosystému a od obehu látok v ekosystéme. Biosféra je energeticky otvorený systém, z ktorého sa absorbuje energia vonkajšie prostredie.
Živá hmota našej planéty existuje vo forme obrovského množstva organizmov rôznych tvarov a veľkostí. V súčasnosti je na Zemi viac ako 2 milióny organizmov, z toho 0,5 rastlín, 1,5 rastlín a mikroorganizmov (z toho 1 milión hmyzu).
Hlavným znakom živej bytosti je okrem bunkovej aktivity a prenosu informácií aj spôsob využívania energie. Živé bytosti zachytávajú energiu priestoru vo forme slnečného žiarenia, zadržiavajú ju vo forme energie zložitých organických zlúčenín (biomasy), navzájom si ju odovzdávajú a premieňajú na iné druhy energie (mechanickú, elektrickú, tepelnú). Neživé látky prednostne rozptyľujú energiu.
Živá hmota, biosféra, premieňa energiu Slnka na voľnú energiu schopnú konať prácu. Práca vykonaná životom je prenos a redistribúcia chemických prvkov v biosfére.
Všetky pôdy a povrchové minerály (černozem, íl, vápenec, ložiská rúd, uhlia a ropy) vznikli vplyvom života.
Premena energie v organizmoch je založená na teplotných rozdieloch a iných princípoch. Živé veci by sa mali považovať za chemické stroje, kde sa chemická energia premieňa na iné formy energie.
Vlastnosti fungovania živých bytostí:
schopnosť samostatne sa rozmnožovať;
schopnosť vytvárať polymérne škrupiny, ktoré chránia živú hmotu pred inertným prostredím;
schopnosť akumulovať a prenášať chemické látky
energie, ako aj uskutočňovať chemické reakcie za normálnych podmienok teploty a tlaku bez tvorby vedľajších produktov. Život na Zemi je v ideálnom prípade šetrný k životnému prostrediu.
Základ dynamickej rovnováhy a udržateľnosť biosféry obeh látok a premena energie.

Kolobeh látok v biosfére

Základný princíp fungovania ekosystému- získavanie zdrojov a zbavovanie sa odpadu nastáva v rámci kolobehu všetkých prvkov.
Zoberme si takýto cyklus pre hlavné zložky, ktoré tvoria biosféru.

Uhlíkový cyklus

Zoberme si napríklad uhlíkový cyklus. Zásoby uhlíka vo forme CO2 sú v atmosfére malé, sú prítomné v zemskej kôre vo forme fosílnych palív. Keď sa asi pred 2 miliardami rokov objavil na Zemi život, atmosféra pozostávala hlavne z CO2. Prvé organizmy boli anaeróbne, t.j. žil v neprítomnosti kyslíka. Akumulácia kyslíka je spôsobená existenciou zelených rastlín. Teraz sa jeho zásoby na Zemi odhadujú na 1,6-105 ton. Zelené rastliny dokážu vytvoriť túto hmotu za 10 tisíc rokov. Uhlík uvoľnený do atmosféry z rôznych dôvodov je absorbovaný zelenými rastlinami, ktoré pri svojich životných procesoch uvoľňujú kyslík. A v dôsledku živočíšnej spotreby organických zlúčenín sa organické látky oxidujú na oxid uhličitý, ktorý sa dostáva do atmosféry. Inými slovami, uhlík je hlavným účastníkom biotického cyklu. Ľudia do tohto cyklu aktívne zasahujú, čo môže v najbližších 100 rokoch viesť ku klimatickým zmenám, zvýšeniu hladiny oceánov, zníženiu množstva kyslíka v atmosfére atď.

Cyklus síry

Síra sa premieňa na rôzne zlúčeniny a cirkuluje v biosfére. Z prírodných zdrojov vstupuje do atmosféry v tejto forme:
sírovodík (H2S) - bezfarebný, zapáchajúci jedovatý plyn - pri sopečných erupciách, pri rozklade organických látok v močiaroch a prílivových nížinách;
oxid siričitý (SO;) - bezfarebný, dusivý plyn počas sopečných erupcií;
častice síranových solí (napríklad síran amónny) - od najmenších postriekania oceánska voda.
Asi tretina všetkých zlúčenín síry a 99 % oxidu siričitého vstupujúceho do atmosféry je antropogénneho pôvodu. Spaľovanie uhlia a ropy s obsahom síry na výrobu elektriny produkuje približne dve tretiny všetkých antropogénnych emisií oxidu siričitého do atmosféry. Zvyšná tretina pochádza z takých technologických procesov, ako je rafinácia ropy, tavenie kovov z medených, olovených a zinkových rúd obsahujúcich síru.
Oxid siričitý sa v atmosfére oxiduje kyslíkom na plynný oxid sírový, ktorý pri reakcii s vodnou parou vytvára drobné kvapôčky kyseliny sírovej (H2SO4). Interakciou s inými zložkami atmosféry môže oxid sírový vytvárať drobné častice síranových solí. Kyselina sírová a síranové soli prispievajú k tvorbe kyslých zrážok, ktoré narúšajú život lesných a vodných ekosystémov.

Vodný cyklus

Hydrologický cyklus, počas ktorého dochádza k akumulácii, čisteniu a redistribúcii planetárneho zásobovania vodou, je nasledujúci. Slnečná energia a gravitácia nepretržite presúvajú vodu medzi oceánmi, atmosférou, pevninou a živými organizmami. Najdôležitejšie procesy tohto cyklu sú vyparovanie, kondenzácia, zrážky a tok vody späť do mora, aby sa cyklus obnovil.
Pod vplyvom prichádzajúcej slnečnej energie sa voda vyparuje z povrchu oceánov, riek, jazier, pôdy a rastlín a dostáva sa do atmosféry. Vetry a vzdušné masy transportujú vodnú paru do rôznych oblastí Zeme. Pokles teploty v určitých častiach atmosféry vedie ku kondenzácii vodných pár, tvorbe mrakov a hmiel a zrážkam.
Časť sladkej vody sa vracia na povrch zeme vo forme zrážok a zamŕza v ľadovcoch. Väčšinou však vypĺňa priehlbiny a priehlbiny a vlieva sa do blízkych jazier, potokov a riek, ktoré ho nesú späť do oceánu, čím uzatvára kruhový kruh. Taká drenáž sladkej vody z povrchu zeme tiež spôsobuje eróziu pôdy, ktorá vedie k pohybu rôznych chemikálií prostredníctvom iných biogeochemických cyklov.
Veľká časť vody vrátenej na pevninu presakuje hlboko do libry. Tam sa librová voda hromadí vo vodonosných vrstvách – podzemných nádržiach. Podzemné pramene a potoky nakoniec vracajú vodu na povrch krajiny a do riek, jazier a potokov, odkiaľ sa opäť vyparuje alebo tečie do oceánu. Cirkulácia podzemných vôd však prebieha neporovnateľne pomalšie ako cirkulácia povrchových a atmosférických vôd.

Evolúcia biosféry

Takže v procese rozvoja biosféry rozlišujú 3 úrovne:
1) Biosféra(kde ľudia mali malý vplyv na prírodu).
2) Biotechnosféra
Technosféra predstavuje súbor umelých predmetov vytvorených cieľavedomou ľudskou činnosťou a prírodných predmetov touto činnosťou upravených. Moderná biosféra je výsledkom dlhého vývoja organického sveta a neživej prírody. Ľudská spoločnosť je jednou z etáp vo vývoji života na Zemi. Ľudské aktivity by sa mali považovať za neoddeliteľnú súčasť biosféry. Technológia je kvalitatívne novou etapou jej vývoja. Vynára sa otázka – akou cestou sa bude uberať vývoj človeka a biosféry v budúcnosti, akými prostriedkami sa vyhnúť nezvratným následkom v prírode. Zabrániť zmenám nie je možné. Je zrejmé, že by sme sa mali naučiť riadiť procesy medzi človekom a prírodou tak, aby boli vzájomne prospešné.
3) Noosféra - sfére mysle.
Tento koncept zaviedol francúzsky matematik a filozof Le Roy v roku 1927 a zdôvodnil ho Vernadsky v roku 1944. Ide o najvyšší stupeň rozvoja biosféry, kedy sa inteligentná ľudská činnosť stáva hlavným určujúcim faktorom rozvoja. V noosfére sa človek stáva hlavnou geologickou silou, svojou prácou a myslením reštrukturalizuje oblasť svojho života. Človek je neoddeliteľne spojený s biosférou a nemôže ju opustiť. Jeho existencia je funkciou biosféry, ktorú nevyhnutne mení.

Ľudia zvyčajne nazývajú okolitý priestor prírodou alebo biotopom. Väčšina z nás získala základné vedomosti o tomto koncepte v škole: prírodopis (3. ročník), geografia a biológia (4), anatómia a chémia (6). Málokto však chápe, ako sú tieto vedy spojené, okrem toho, že všetky patria do oblasti prírodných vied. Aby sme zhrnuli všetky ľudské poznatky o okolitom svete, vzniklo jedno veľké pomenovanie – biosféra. Napriek mnohoročnému výskumu a starostlivému štúdiu dáva planéta Zem vedcom stále dôvod premýšľať o procesoch, ktoré na nej prebiehajú.

Definícia

Čo sa nazýva biosféra? V literatúre možno nájsť pomerne veľa výkladov tohto pojmu a všetky sa líšia obsahom, no významovo sú takmer totožné. Biosféra je najčastejšie pomenovanie globálneho ekosystému planéty, ktorý ako jeden z mála druhov zahŕňa človeka. Ak preložíme názov „biosféra“ doslovne zo starovekého gréckeho jazyka, potom má dva korene. „Sphere“ znamená „región, guľa, lopta“ a koreň „bios“ sa prekladá ako „život“. Výsledkom je pomerne priestranný a presný názov, ktorý v podstate definuje komplexnú a mnohostrannú vedu. V.I. Vernadsky dáva rozšírenú odpoveď na otázku, čo sa nazýva biosféra. Tento pojem definuje ako komplex vedeckých poznatkov o Zemi, ktorý zahŕňa geografiu, geochémiu, biológiu a geológiu. Biosféra je súbor, ktorý je zjednotený podľa princípu prítomnosti živých bytostí a ich biotopu. Všetky sféry sa líšia zložením, funkciami a vlastnosťami, no každá z nich zohráva významnú úlohu v existencii a vývoji sveta okolo nás.

Doktrína biosféry

Filozof, vedec, geológ a biochemik V. I. Vernadskij vytvoril ucelený systém poznania. Pred začiatkom 20. storočia ich bolo veľa výskumná práca o štúdiu Zeme a procesov, ktoré sa na nej vyskytujú, ale veľkému ruskému vedcovi sa podarilo tento materiál prehĺbiť a zovšeobecniť. Začiatkom 19. storočia francúzsky prírodovedec Lamarck definoval počiatočnú koncepciu budúcej vedy, ale nepomenoval ju. Rakúsky paleontológ a geológ Eduard Suess vymyslel v roku 1875 termín „biosféra“, ktorý sa používa dodnes. Túto vedu bude definovať ako poznatky o všetkom živom na našej planéte. Len o 50 rokov neskôr Vernadsky dokáže prepojenie živých organizmov a ich obehu. Čo sa v súčasnosti nazýva biosféra? Toto je jedna zo schránok planéty, v ktorej sa vzájomne ovplyvňujú prírodné prvky rôzneho pôvodu, práve ich kombinácia vytvára jedinečný, vyvážený systém.

Atmosféra

Vonkajší vzduchový obal planéty Zem. Väčšina jeho hmoty sa sústreďuje blízko povrchu a na výšku siaha tri tisícky kilometrov. Atmosféra je najľahšia zo všetkých škrupín, neopúšťa povrch len vďaka gravitačnej sile planéty, ale s pribúdajúcou výškou sa jej vrstvy postupne vybíjajú. poskytuje ochranu pred rádioaktívnym slnečným žiarením znížením úrovne ultrafialového žiarenia, ktoré dopadá na zem. Atmosféra obsahuje plyny: oxid uhličitý, dusík, kyslík, argón, ktoré zabezpečujú existenciu živých organizmov.

Hydrosféra

Biosféra Zeme zahŕňa časť vodnej škrupiny planéty. Jeho zloženie sa mení podľa stavu agregácie látky. Hydrosféra spája všetky vodné zdroje na planéte, ktoré môžu byť v kvapalnej, plynnej a pevnej forme. Povrchové vrstvy Svetového oceánu slúžia na prerozdelenie tepla prichádzajúceho zo Slnka cez atmosféru. Voda má osobitný význam v procese kolobehu látok v prírode, pretože je najpohyblivejšou frakciou. Organizmy biosféry úplne ovládli vodný živel, možno ich nájsť v najhlbších dnoch Svetového oceánu a v arktických ľadovcoch. Chemické zloženie hydrosféry zahŕňa tieto hlavné prvky: horčík, sodík, chlór, síra, uhlík, vápnik atď.

Litosféra

V našom slnečná sústava Nie všetky planéty majú pevný obal, Zem je v tomto prípade výnimkou. Litosféra je obrovská masa skalných (pevných) hornín, ktoré tvoria časť pevniny a slúžia ako dno Svetového oceánu. Hrúbka tejto škrupiny Zeme sa pohybuje od 70 do 250 kilometrov, jej zloženie je najrozmanitejšie v množstve hliníka, železa, kyslíka, horčíka, draslíka, sodíka atď.), ktoré sú nevyhnutné pre existenciu všetkých živých organizmov. . Táto geosféra sa vyznačuje najmenšou šírkou vrstvy rozloženia života. Najrozvinutejšia je vrchná vrstva litosféry, ktorá je dlhá niekoľko metrov. Ako idete hlbšie, teplota a hustota tvrdej škrupiny sa zvyšuje, čo spolu s nedostatkom svetla neumožňuje existenciu živých organizmov.

Biosféra

Táto geosféra spája všetky obaly Zeme (hydrosféru, atmosféru a litosféru) prítomnosťou živej hmoty v nich. Pre celé ľudstvo je ťažké preceňovať úlohu biosféry, je to životné prostredie a zdroj pôvodu. Ide o zložitý systém vzťahov, ktoré určujú možnosť existencie akéhokoľvek organizmu v dôsledku výmeny hmoty a energie. Viac ako 40 chemických prvkov sa podieľa na cyklickom procese, ktorý neustále prebieha medzi organickými a anorganickými zlúčeninami. Hlavným zdrojom energie je Slnko. Zem sa nachádza v optimálnej vzdialenosti od hviezdy a je vybavená ochrannou bariérou v podobe atmosféry. Slnečná energia je preto spolu so živou hmotou najdôležitejším biochemickým faktorom existencie biosféry. Vplyvom viacerých faktorov majú prebiehajúce procesy dohru cyklický pohľad, zabezpečujú obeh hmoty medzi atmosférou, litosférou, hydrosférou a živými organizmami.

Hranice biosféry

Pri analýze rozsahu obalu biosféry je možné vidieť jej nerovnomerné rozloženie. Spodná hranica sa nachádza vo vrstvách litosféry, neklesá pod 4 km. Vrchná vrstva zemskej kôry – pôda – je z hľadiska hustoty živej hmoty najviac nasýtenou vrstvou biosféry. Hydrosféra, ktorá zahŕňa rozlohy svetového oceánu, rieky, jazerá, močiare a ľadovce, je úplne zahrnutá do „živej škrupiny“. Najvyššie koncentrácie organizmov sa pozorujú v povrchových a pobrežných vrstvách vodných útvarov, ale existuje aj život hlbokomorské depresie, v maximálnej hĺbke viac ako 11 km, a v dnových sedimentoch. Horná hranica biosféry sa nachádza vo vzdialenosti 20 km od povrchu. Atmosféra obmedzuje „živú vrstvu“ na ozónový štít, nad ktorým budú organizmy zničené krátkovlnným ultrafialovým žiarením. Maximálna koncentrácia živej hmoty je teda na hraniciach litosféry a atmosféry.

Zlúčenina

Doktrínu biosféry vytvoril V.I. Vernadsky, ktorý tiež určil kľúčovú úlohu organizmov pri vytváraní a fungovaní „živej škrupiny“ Zeme. Predtým k podobným záverom dospeli iní vedci, ale ruský prírodovedec dokázal dokázať nevyhnutnosť prítomnosti anorganických zlúčenín, ktoré sa tiež podieľajú na všeobecnom cykle. Podľa jeho názoru má biosféra nasledujúce zloženie:

1. Živé organizmy (biologická hmotnosť, súhrn všetkých druhov).
2. Biogénna látka (vzniká počas života živých organizmov a je produktom ich spracovania).
3. (anorganické zlúčeniny, ktoré vznikajú bez účasti živých organizmov).
4. Bioinertná látka (vytvorená spoločne živými organizmami a inertnou hmotou).
5. Látka kozmického pôvodu.
6. Rozptýlené atómy.

História pôvodu

Pred miliardami rokov vznikol pevný obal Zeme – litosféra. Ďalšia fáza formovania tzv. biosféry nastala v dôsledku geologických procesov, ktoré posúvali tektonické platne, vyvolávali sopečné erupcie, zemetrasenia atď. Po vytvorení stabilných geologických foriem prišiel rad na vznik živých organizmov. Dokázali sa vyvinúť vďaka aktívnym emisiám rôznych biochemických prvkov, ktoré sa vyskytli počas tvorby litosféry. Živá hmota vytvára podmienky prijateľné pre život už niekoľko miliónov rokov. Jeho postupným vývojom sa vytvorilo plynové zloženie atmosféry. Neustála interakcia organických a anorganických zlúčenín pod vplyvom energie Slnka umožnila, aby sa živá hmota rozšírila po celom území planéty a výrazne zmenila jej vzhľad.

Evolúcia

Prvé živé organizmy na Zemi sa objavili v hydrosfére, ich postupný nástup na pevninu trval pomerne dlho. Vývoj ďalšieho obalu biosféry - litosféry, spôsobil vznik ozónovej vrstvy. Procesom fotosyntézy obrovská biologická hmota absorbovala oxid uhličitý z atmosféry a uvoľnila kyslík. Živá hmota v tomto prípade využíva prakticky energiu – Slnko. Na povrch pevniny sa dostali aeróbne organizmy, ktorým v hrúbke hydrosféry chýbala organická hmota a vďaka energetickému cyklu výrazne urýchlili proces evolúcie. V súčasnosti je „živá škrupina“ Zeme v stave stabilnej rovnováhy, no ľudstvo na ňu má čoraz negatívny vplyv. Vytvorené nová oblasť Zem - noosféra, to znamená harmonickejšiu spoluprácu medzi človekom a prírodou, ale toto je samostatná a veľmi zaujímavá téma na štúdium. Biosféra naďalej funguje, napriek výraznému poklesu biomasy sa „živá škrupina“ snaží kompenzovať škody spôsobené ľudskou činnosťou. História ukazuje, že tento proces môže trvať značné časové obdobie.

Biochemické funkcie

Hlavnou zložkou v štruktúre biosféry je biomasa. Vykonáva všetky biochemické funkcie „živej škrupiny“, udržuje jej zloženie v rovnovážnom stave a zabezpečuje proces cirkulácie látok a energie. Plynová funkcia udržiava optimálne zloženie atmosféry. Vykonáva sa prostredníctvom fotosyntézy rastlín, ktoré uvoľňujú kyslík a absorbujú oxid uhličitý. Živé organizmy emitujú CO 2 pri výdychu a pri rozklade. Výmena plynu prebieha neustále, počas prechodu sa na nej zúčastňujú anorganické zlúčeniny chemické reakcie. Energetická funkcia spočíva v absorpcii a premene biomasou (rastlinami) vonkajšieho zdroja – slnečného žiarenia. Koncentračná funkcia zabezpečuje akumuláciu všetkých organizmov v procese života akumuluje potrebnú úroveň biochemických prvkov, ktoré sa po ich smrti vracajú do biosféry vo forme organických a anorganických zlúčenín. Redoxná funkcia je biochemická reakcia. Vyskytuje sa počas života živého organizmu a je nevyhnutným článkom kolobehu látok.

Biomasa

Všetky živé organizmy sú rozmiestnené nerovnomerne naprieč zemskými sférami. Najvyššia koncentrácia biomasy sa pozoruje na križovatkách geosfér planéty. K tomu dochádza v dôsledku vytvárania optimálnych životných podmienok (teplota, vlhkosť, tlak, prítomnosť biochemických zlúčenín). Zloženie biomasy tiež nie je jednotné. Na súši majú výhodu rastliny v hydrosfére, základom živej hmoty sú živočíchy. Hustota biomasy závisí od geografickej polohy, hĺbky biotopu v litosfére a výšky v atmosfére. Počet druhov rastlín a zvierat je veľmi veľký, ale biotopom všetkých organizmov je biosféra. Biológia ako samostatná veda do značnej miery vysvetľuje všetky procesy, ktoré sa v nej vyskytujú. Ide o vznik, rozmnožovanie, migráciu všetkých druhov biomasy.

Vlastnosti biosféry

Význam a rozsah „živej škrupiny“ Zeme zabezpečí jej neustále štúdium novými generáciami prírodných vedcov. Systém je jedinečný svojou integritou, dynamickým vývojom a vyváženosťou. Jeho hlavnou a najprekvapivejšou vlastnosťou je stabilita a schopnosť zotavenia. Množstvo katastrof počas existencie biosféry ako živého filmu planéty je obrovské. Viedli k vyhynutiu väčšiny biomasy, výrazne zmenili vzhľad planéty a upravili procesy prebiehajúce na jej povrchu a v jadre. Ale po každom údere bola biosféra obnovená v upravenej podobe, prispôsobila sa negatívnemu vplyvu alebo ho potlačila. Preto je biosféra Zeme živým organizmom, ktorý môže nezávisle regulovať všetky procesy prebiehajúce v prírode.

Perspektívy rozvoja

Každé moderné dieťa v Základná školaštuduje predmet ako je prírodopis (3. ročník). Na týchto lekciách vysvetľujú malému človiečiku, podľa akých pravidiel žije. Možno stojí za to trochu zmeniť program a naučiť deti rešpektovať a milovať prírodu, potom bude ľudstvo schopné vytvoriť novú geosféru. Všetky poznatky o biosfére nahromadené po stáročia musia byť použité pre jej ďalší rozvoj, ktorý bude znamenať spojenie prírody a človeka. Skôr než bude neskoro napraviť škody spôsobené na životnom prostredí, ľudia by sa mali zamyslieť nad tým, že „živá škrupina“ Zeme sa dokáže sama obnoviť, no zároveň dokáže eliminovať objekt, ktorý neustále poškodzuje jej celistvosť. a harmóniu.

Biosféra– obal Zeme, ktorého zloženie, štruktúra a energia je určená celkovou činnosťou živých organizmov.

Globálna ekológia- náuka o biosfére Zeme.

Biosféra pokrýva časť atmosféry až do výšky ozónová clona (20-25 km), časť litosféry a celú hydrosféru. Spodná hranica klesá v priemere 2-3 km na súši a 1-2 km pod dnom oceánu.

Z biogeochemického hľadiska je to obal Zeme, v ktorom je rozšírený život.

Pojem „biosféra“ zaviedol E. Suess (1875), ktorý ho chápal ako tenký film života na zemskom povrchu, ktorý do značnej miery určuje „tvár Zeme“.

Holistickú doktrínu biosféry vypracoval V.I. Vernadského.

Základné vlastnosti biosféry podľa V.I. Vernadsky:

1) integrita a organizácia biosféry;

2) „všade“ jej živej hmoty;

3) prítomnosť jasných diskrétnych útvarov v ňom.

Osobitne vyzdvihol vrstvu biosféry pohltenú životom, kde je sústredená väčšina organizmov: suchozemský, planktónový a spodný film života. Biosféru ako globálny systém života tvorí súbor biogeocenóz.

Substancia biosféry je zložitá a má niekoľko komponentov:

1) zbierka živých organizmov - živá hmota;

2) látka vytvorená a spracovaná živými organizmami - živina(uhlie, bitúmen, vápenec);

3) inertná látka, tvorené procesmi, na ktorých sa nezúčastňuje živá hmota (tuhá, kvapalná, plynná);

4) bioinertný, ktorý vzniká súčasne živými organizmami a inertnými procesmi (takmer všetka voda v biosfére, ropa, pôda);

5) látka v procese rádioaktívneho rozpadu;

6) rozptýlené atómy, ktoré sa nepretržite vytvárajú z rôznych druhov zemskej hmoty pod vplyvom kozmického žiarenia;

7) hmota kozmického pôvodu, ktorá zahŕňa jednotlivé atómy a molekuly vstupujúce do ionosféry z elektromagnetického poľa Slnka, prenikajúce z vesmíru.

Živá hmota v biosfére funguje dve hlavné funkcie:

1) Energetická funkcia: Na to, aby biosféra mohla existovať a rozvíjať sa, potrebuje energiu, ktorej vlastné zdroje nemá. Energiu môže spotrebovať len z externých zdrojov. Hlavným zdrojom pre biosféru je Slnko.

2) Funkcia tvoriaca prostredie. Vyjadruje sa v zodpovedajúcich biogeochemických funkciách, ktoré naznačujú účasť živých organizmov na chemických procesoch zmeny materiálového zloženia biosféry:

A) plynu– absorpcia a uvoľňovanie plynov (napríklad zelené rastliny absorbujú kyslík; baktérie redukujú dusík, sírovodík; zvieratá a rastliny uvoľňujú oxid uhličitý).

b) koncentrácie– koncentrujúce sa organizmy akumulujú vo svojom tele a kostre dusík, fosfor, kremík, vápnik a horčík.

V) redox– živá hmota oxiduje napríklad sacharidy na oxid uhličitý a redukuje ho na sacharidy.

G) biochemické funkcie sú spojené s vitálnou činnosťou živých organizmov - ich výživou, dýchaním, rozmnožovaním, smrťou a následnou deštrukciou tiel. V dôsledku toho dochádza k chemickej premene živej hmoty najprv na bioinertnú a potom po odumretí na inertnú.

d) biogeochemické funkcie spojené s ľudskou činnosťou

Biosféra je grandiózny rovnovážny systém s nepretržitým obehom hmoty a energie. Vývoj biosféry je determinovaný tokom energie, ktorej dominantným zdrojom je Slnko. V biosfére sa energia slnečného žiarenia spotrebováva, premieňa a viaže. Zariadenia na uchovávanie energie sú organické látky. Tok energie v biosfére pozostáva z energie Slnka a vnútornej energie Zem. Energetický metabolizmus však pokrýva všetky zložky biosféry vrátane živej hmoty.

Všetky látky na planéte Zem sú v procese biochemickej cirkulácie. Existujú dva hlavné cykly: veľký (geologický) a malý (biotický).

· Veľký Gyre trvá milióny rokov. Skaly sú zničené, zvetrané a unášané prúdmi vody do Svetového oceánu, kde vytvárajú silné morské vrstvy.

· Malý gyre, ako súčasť väčšieho sa vyskytuje na úrovni biogeocenózy a spočíva v tom, že živiny z pôdy, vody a vzduchu sa akumulujú v rastlinách a vynakladajú sa na vytváranie ich hmoty a životných procesov v nich.

Ľudský zásah negatívne ovplyvňuje obehové procesy. Napríklad odvodňovanie močiarov, odlesňovanie alebo narušenie procesov asimilácie látok rastlinami v dôsledku znečistenia vedú k zníženiu intenzity asimilácie uhlíka. Nadbytok organických prvkov vo vode pod vplyvom priemyselných odpadových vôd spôsobuje rozpad nádrží a nadmernú spotrebu kyslíka rozpusteného vo vode, čo bráni rozvoju aeróbnych (kyslík pohlcujúcich) baktérií. Spálením fosílnych palív, fixáciou atmosférického dusíka v priemyselných produktoch a viazaním fosforu v pracích prostriedkoch (syntetických detergentoch) človek narúša kolobeh prvkov.

Rýchlosť cirkulácie živín je pomerne vysoká. Doba obratu atmosférického uhlíka je asi 8 rokov. Celkový čas Cyklus dusíka sa odhaduje na viac ako 110 rokov, kyslík - na 2500 rokov.

Cirkulácia látok v prírode znamená všeobecnú konzistenciu miesta, času a rýchlosti procesov na úrovniach od populácie až po biosféru. Táto konzistencia prírodných javov sa nazýva ekologická rovnováha. Táto rovnováha je dynamická a mobilná.

Vo všeobecnosti zostáva princíp kolobehu v prírode rovnaký. Jednoduchšie ekosystémy sa spájajú do spoločného planetárneho ekosystému – „biosféry“, v ktorej sa naplno prejavuje kolobeh látok.

Podľa jedného odhadu dosahuje produktivita biosféry 164 miliárd ton suchej organickej hmoty ročne. Podľa iných odhadov 83 miliárd ton ročne: 30 pre oceány a 53 pre pevninu biomy.

Hoci oceán pokrýva 0,7 celkového povrchu Zeme, jeho podiel na čistej produkcii je len 40 %. Lesy, zaberajúce len 0,1 časti kontinentálneho územia, zaznamenávajú takmer polovicu celkovej energie vyrobenej jej producentmi.

Obrábané pôdy majú vysokú primárnu produktivitu. Je to však neúmerné celkovej primárnej produktivite lesa. Vysoká čistá primárna produktivita získaná agronómami neznamená pokrok vo využívaní fotosyntézy.

Žiadna zo schránok, ktoré tvoria biosféru, sa nemôže vyvíjať izolovane od ostatných. Akákoľvek kvalitatívna zmena jedného z nich adekvátne ovplyvňuje druhú. Univerzálny zákon rovnováhy v biosfére je základným princípom existencie celého organického a anorganického sveta.

Množstvo biomasy živej hmoty má tendenciu byť do istej miery konštantné. Existuje približná planetárna rovnováha medzi produkciou živej hmoty a jej rozkladom. Nerovnováha v tomto procese je spôsobená nielen (a nie až tak) akýmikoľvek prírodnými katastrofickými zmenami vyskytujúcimi sa na Zemi, ale aj ekonomickou činnosťou človeka, ktorá môže byť nielen úmerná katastrofálne sa vyvíjajúcim prírodným faktorom, ale dokonca presahuje úroveň ich vplyv.

Strata objemu biomasy počas sekundárnej produktivity je spojená s obrovskými energetickými nákladmi na dýchanie, svalovú energiu, pohyb atď. Čím dlhší je potravinový reťazec, tým nižšia je sekundárna produktivita. Napríklad na produkciu 1 kg hovädzieho mäsa je potrebných 80 kg trávy a na produkciu 1 kg pstruhov je potrebných 5 kg mäsa.

Ľudstvo, ľudia sú súčasťou biosféry. Vďaka neustále sa zvyšujúcemu priemyselnému vplyvu na životné prostredie spôsobujú ľudia a spoločnosť výrazné poruchy v biosfére. Biosféra sa postupne vyvíja v noosféru.

koncepcia noosféra zaviedli francúzski filozofi Edouard Leroy (1870-1954) a Teilhard de Chardin (1881-1955).

Najbližšie k pochopeniu noosféry sa dostali ruskí vedci V.I. Vernadsky, K.E. Ciolkovskij (1857-1935) a A.L. Čiževskij (1897-1964).

Existujú úzke a široké pojmy noosféry:

- V užšom zmysle jediný noosférický objekt, ktorý určuje jeho vývoj, je človek. Noosféra je zároveň chápaná ako najvyšší stupeň vývoja biosféry, kedy je prírodné a umelé prostredie riadené pod vplyvom a vplyvom rozumných ľudských premien.

Ak pripustíme, že inteligentný život vo Vesmíre sa v žiadnom prípade neobmedzuje len na jeho prejavenie sa na Zemi, prídeme na to široký koncept noosféry, kedy inteligentná činnosť presahuje len ľudskú činnosť. V tomto prístupe sa inteligentná a vedomá aktivita rozširuje na celý vesmír (kozmickú myseľ) a noosféra pôsobí ako inteligentná strana vesmíru.

IN AND. Vernadsky zdôraznil, že ľudstvo sa stáva mocnou geologickou silou schopnou vyvolať globálne zmeny na Zemi. Z tohto dôvodu biosféra ako sa mení oblasť aktívneho života noosféra - sfére mysle.

Pred príchodom človeka bola stanovená rovnováha biosféry päť energetických faktorov:

· slnečné žiarenie,

· gravitačná sila,

· tektonické sily,

chemická energia

· biogénna energia.

Týchto päť faktorov sa vyvíjalo v geologickej časovej škále a formovalo prírodné prostredie počas 3,5 miliardy rokov.

· aktuálne sa objavilo nový faktor - svetovej produkcie energie(vyvíja sa nie v geologickom, ale v historickom časovom meradle; zachovanie alebo nezvratné narušenie rovnováhy tekutín v biosfére závisí od organizácie výroby).

Vo vede existuje jeden z najdôležitejších princípov - princíp spoločného koevolúcia spoločnosť a príroda - paralelný, spoločný vývoj alebo historické prispôsobovanie prírody a ľudstva, potreba harmonického spoločného rozvoja ľudstva a biosféry (na základe Vernadského teórie noosféry).

Úvod

Doktrína biosféry a noosféry sa vyvinula v dôsledku V.I. Vernadského najhlbší rozbor všetkých životných javov v ich vzájomnom prepojení s inertnou substanciou planéty na celej ceste ich historického vývoja. Akademik Vladimir Ivanovič Vernadskij je veľký ruský vedec, prírodovedec a mysliteľ, tvorca nových vedných disciplín, doktríny biosféry, doktríny prechodu biosféry do noosféry. S menom V.I. Vernadskij sa spája so vstupom do vedy revolučných vedeckých myšlienok, ktoré ďaleko predbehli svoju dobu a slúžili ako základ pre ich plodný rozvoj v našich dňoch. V roku 1945, krátko pred svojou smrťou, tento významný vedec mimoriadne prispel k rozvoju moderného obrazu sveta. V tých rokoch neboli docenené jeho myšlienky o premene biosféry Zeme na noosféru vedome organizovanú a riadenú človekom. Ale postupom času, keď fenomény, ktoré predpovedal, začali rásť závratnou rýchlosťou, význam doktríny noosféry, organickej jednoty prírody a spoločnosti, že v podmienkach zvýšenej technologickej sily ľudí už príroda nemôže existovať. a rozvíjať sa bez vedomej kontroly svojho života zvonku sa ľudstvo stalo zrejmým.

Pojem biosféra – noosféra predstavuje výsledok celej vedeckej práce vedca, jeho svetonázor. Slúži ako vedecký základ pre rozvoj množstva moderných globálnych problémov a predovšetkým problémov životného prostredia človeka a rozumného využívania prírodných zdrojov biosféry. Osobitnú hodnotu pre filozofiu má výsledok veľkého diela V.I. Vernadského o vzťahu medzi formami pohybu hmoty.

Doktrína biosféry a noosféry odrážala jeho úvahy o vplyve najvyššej formy pohybu hmoty na nižšie, o podriadení nižších foriem rozvinutejším. Formy pohybu hmoty podľa V.I. Vernadského, sú neoddeliteľne spojené s priestorom, časom a zanechávajú svoje stopy v týchto základných podmienkach existencie. Vďaka dielam V.I. Vernadského a ďalšie skúmanie otázok, ktoré nastolil, dnes každý vedec, vyzbrojený geochemickými a kozmochemickými poznatkami, vidí vývoj Zeme a vesmíru ako historický proces vývoja, ktorý vo vzájomnej súvislosti pokrýva všetky javy živej a neživej prírody. Pri ich spoločnom zvažovaní vzniká zvláštne postavenie prírodovedca ohľadom vývoja životných javov. IN AND. Vernadsky dal svetu jedinečný filozofický smer univerzálneho ľudského významu: aktívne evolučné, noosférické, kozmické myslenie. Výber tejto témy bol spôsobený tým, že ma zaujímala reštrukturalizácia obrazu sveta, ktorý sa odohráva dnes a ktorý zodpovedá zmenám, ktoré sa vo svete reálne dejú.

Doktrína biosféry

Náuka o biosfére Zeme je jedným z najväčších a najzaujímavejších zovšeobecnení vedca v oblasti prírodných vied. Vernadsky V.I. bol citlivým človekom v otázkach vedeckej etiky. Preto vo svojich prácach poukazuje na to, že pojem „biosféra“ mu nepatrí, ale prvýkrát ho použil začiatkom 19. storočia Jean Baptiste Lamarck a istý geologický význam mu dal v roku 1875 Austrálčan vedec Eduard Suess. Ale bol to V.I., kto vytvoril kompletné učenie spojené s týmto pojmom. Vernadského, pričom do tohto pojmu dáva úplne iný, oveľa hlbší význam. Doktrína biosféry vytvorená V.I. Vernadsky v roku 1926 považuje „živé organizmy“ za niečo celistvé a zjednotené, „za živú hmotu, teda za súhrn všetkých živých organizmov v tento moment existujúce, číselne vyjadrené v elementárnom chemickom zložení, v hmotnosti energie.“ Pre všetky organizmy obývajúce Zem zaviedol pojem „živá hmota“ a biosférou začal nazývať celé prostredie, v ktorom sa táto živá hmota nachádza, teda celé vodná škrupina Zem, keďže na nej žijú živé organizmy veľké hĺbky ah Svetového oceánu, spodnej časti atmosféry, v ktorej lieta hmyz, vtáky, ľudia, ako aj vrchnej časti tvrdej škrupiny Zeme – litosféry, v ktorej sa nachádzajú živé baktérie v podzemných vodách. hĺbka asi dva kilometre a človek so svojimi mínami prenikol do ešte väčších hĺbok hĺbok IN AND. Vernadsky definuje biosféru ako jednu z geosfér, ktorá sa radikálne a nezvratne mení pod vplyvom živých bytostí ich moderných a predchádzajúcich životných aktivít. Podľa Vernadského biosféra zahŕňa spodné vrstvy stratosféry, celú troposféru, hornú časť litosféry zloženú zo sedimentárnych hornín a hydrosféru. Nad zemským povrchom sa biosféra týči do výšky približne 23 km a pod povrchom siaha do hĺbky 12 km. V rôznych vrstvách stratosféry sa nachádzajú viac či menej hrubé ložiská uhlia, ropy a plynu.

Nikto nepochybuje o rastlinnom pôvode uhlia, existujú však nezrovnalosti týkajúce sa ropy a podzemného plynu; niektorí geológovia ich nepovažujú za organické. IN AND. Vernadsky považoval ropu aj podzemné plyny za výsledok životne dôležitej činnosti živých zložiek biosféry. V poslednom desaťročí sa pri štúdiu ropy zistilo, že v rope existujú nejaké živé baktérie, a tak život preniká do viac či menej hlbokých vrstiev stratosféry.

Pojem biosféra je teda veľmi objemný, pokiaľ ide o radiálne rozmery tejto škrupiny, veľmi hlboký, pokiaľ ide o pochopenie úlohy života vo všetkých častiach biosféry v jej širokom zmysle, a tiež historický, keďže stratosféra môže byť považovaný za výsledok vývoja biosféry v priebehu geologického obdobia. Každý živý organizmus v biosfére – prírodný objekt – je živým prírodným telom. Živá hmota biosféry je súhrnom živých organizmov, ktoré v nej žijú. V biosfére existuje „film života“, v ktorom je koncentrácia živej hmoty maximálna. Toto je povrch zeme, pôdy a horných vrstiev vôd Svetového oceánu.

Hore a dole z nej množstvo živej hmoty v biosfére Zeme prudko klesá. V.I. venoval veľkú pozornosť svojim prácam o biosfére. Vernadsky venoval pozornosť zelenej živej hmote rastlín, pretože iba ona je autotrofná, iba ona je schopná zachytávať žiarivú energiu Slnka a pomocou nej vytvárať primárne organické zlúčeniny. Po preskúmaní objemových a energetických koeficientov rôznych skupín vegetácie V.I. Vernadsky dospel k záveru, že „zelené rozlohy oceánu sú hlavnými transformátormi slnečnej energie našej planéty“. Významná časť energie „živej hmoty“ ide do tvorby nových vadóznych minerálov v biosfére, neznámych mimo biosféry, a časť z nich je pochovaná vo forme samotnej organickej hmoty, ktorá v konečnom dôsledku vytvára ložiská hnedého a čierneho uhlia. , ropná bridlica, ropa a plyn. „Zaoberáme sa tu,“ píše V.I. Vernadského, - s novým procesom - s pomalým prenikaním žiarivej energie Slnka, ktorá dosiahla povrch Zeme, do planéty. Týmto spôsobom „živá hmota“ mení biosféru a zemskú kôru. Nepretržite v nej zanecháva časť chemických prvkov, ktoré ňou prešli, pričom vytvára obrovské vrstvy vadóznych minerálov, ktoré sú okrem seba neznáme, alebo prenikajú do inertnej hmoty biosféry najjemnejším prachom z jej zvyškov.“

IN AND. Vernadskij veril, že zemská kôra sú najmä pozostatky bývalých biosfér a dokonca aj jej žulo-rulová vrstva vznikla v dôsledku metamorfózy a tavenia hornín, ktoré kedysi vznikli pod vplyvom živej hmoty. Za hlboké pokladal iba bazalty a iné základné vyvreliny, ktoré nesúvisia svojou genézou s biosférou. Veľká pozornosť sa venuje formám prítomnosti rôznych chemických prvkov v biosfére, deleniu „živej hmoty“ biosféry podľa zdrojov výživy organizmov na auto-hetero a mykotrofné, vyžarovaniu poľa stability života alebo hraníc života, charakteristika života v hydrosfére a na súši, geochemické cykly koncentrácií života a živé filmy hydrosféry. Bola to geologická a kozmická perspektíva zvažovania úlohy živej hmoty na planéte, ktorá viedla V.I. Vernadsky dospel k záveru o obrovskej hrúbke biosféry (niekoľko kilometrov) a heterogenite jej zloženia.

Hranice biosféry

Biosféra je organizovaný, definovaný obal zemskej kôry, spojený so životom. Hranice biosféry sú určené predovšetkým oblasťou existencie života. Z týchto definícií vyplýva niekoľko veľmi špecifických pojmov, ktoré odhaľujú podstatu biosféry.

1. Biosféra nie je len jednou z existujúcich schránok Zeme, ako je litosféra, hydrosféra a atmosféra. IN AND. Vernadsky veľmi stručne poukazuje na jeho hlavný rozdiel - je to organizovaná škrupina. A aby ste pochopili podstatu biosféry, musíte pochopiť, ako a kým je organizovaná, z čoho pozostáva organizácia biosféry.

2. Biosféra má určité limity; to znamená určité konečné dimenzie, v rámci ktorých sa dá izolovať a vedecky študovať. Následne po identifikácii hlavnej hybnej sily rozvoja biosféry - živej hmoty - je potrebné stanoviť tie priestorové a časové obmedzenia (limity), ktoré sú kladené na činnosť živej hmoty.

3. Hranice biosféry sú spojené s oblasťou existencie živých vecí. Ale každé pole môže byť zachované a udržiavané iba vtedy, ak sú zachované určité fyzikálne alebo chemické parametre a ukazovatele jeho stavu.

To znamená, že musia byť stanovené niektoré potrebné a postačujúce parametre na fyzické zachovanie „poli života“ v biosfére a biosfére samotnej. Za miliardu rokov existencie biosféry sa organizácia vytvára a udržiava činnosťou živej hmoty – súhrnu všetkých živých organizmov. Forma živej činnosti, jej biogeochemická práca v biosfére, spočíva v realizácii ireverzibilných a otvorených cyklov látkových a energetických tokov medzi hlavnými štrukturálnymi zložkami celistvosti biosféry: horninami, prírodnými vodami, plynmi, pôdami, vegetáciou, živočíchmi, mikroorganizmov. Tento nepretržitý proces kruhového pohybu predstavuje jeden zo základných kameňov doktríny biosféry a nazýva sa biochemická cyklickosť. Štúdium biochemických cyklov ako otvorených cyklov pomáha hlbšie preniknúť do podstaty procesov organizácie plášťa biosféry. Každý nasledujúci stav biosféry neopakuje predchádzajúci. Zapojenie do migračných cyklov vedie k neustálej obnove biosféry, prispieva k jej progresívnemu evolučnému vývoju, komplikuje živú hmotu a zvyšuje diverzitu živých organizmov. Otázka limitov biosféry V.I. Vernadskij sa spája so zachovaním hraníc života.

Predstavy o nich prechádzajú zásadnými zmenami doslova s ​​každým novým dňom vedeckého rozvoja. Práve včera sme sa presvedčili, že bod varu 100 C je pre život akéhokoľvek živého tvora nemožný. Dnes sú všetky nové objavy sveta teplomilných organizmov, ktoré sa nachádzajú vo vulkanických prieduchoch, gejzíroch a podmorských zmenách, pre niektoré z nich „príliš nízke“ na normálne delenie buniek (rozmnožovanie); teplota +250C. Existujú informácie o možnosti baktérií prežiť teploty absolútnej nuly (-273 C). Plasticita života je veľká, no napriek tomu jeho limity objektívne existujú a určujú limity rozvoja biosféry, jej štruktúry a funkcií.

Horná hranica biosféry pokrýva celú troposféru a je ohraničená ozónovou vrstvou (23-25 ​​km), ktorá ako druh clony chráni všetko živé pred škodlivými účinkami ultrafialového žiarenia. Spodný okraj je veľmi členitý; Biosféra zahŕňa celú hydrosféru pevniny a svetový oceán, na kontinentoch preniká v priemere do zemskej kôry do hĺbky 16 km. Tu sa spája s oblasťou „bývalých biosfér“, ako V.I. Vernadsky pomenoval zachované zvyšky biosféry minulých geologických období.

Ide o nahromadenie vápenca, uhlia, ropných bridlíc a zvyškov hornín. Bývalé biosféry sú zdokumentovaným dôkazom geologicky večného vývoja biosféry. Vo veľkom geologickom cykle pohybu hmoty sa fosílne pozostatky biosfér minulosti dostávajú na povrch, sú zničené, zachytené živými organizmami v nových biogénnych cykloch, potom ho opäť opustia a ponoria sa do hlbokých horizontov zemského kôry, kde prechádzajú metamorfózou, topením a kde im odovzdávajú slnečnú energiu. Toto pokračuje miliardy rokov, pokiaľ existuje biosféra. Vek biosféry sa približuje geologickému veku Zeme ako plány slnečnej sústavy.