Doktrína biosféry - tenká škrupina Zeme, ktorej zloženie, štruktúra a energia sú v podstate dané minulosťou resp. moderné aktivityživé organizmy – vrchol vedecké pokroky V.I. Vernadsky. Biosféra podľa vedca pozostáva zo siedmich vzájomne súvisiacich látok: živých, biogénnych, inertných, bioinertných, rádioaktívnych, vesmírnych, rozptýlených atómov. Všade v jeho medziach sa nachádza buď samotná živá hmota, alebo stopy jej biochemickej aktivity. Vzduch, voda, ropa, uhlie, vápenec, íly, bridlica, mramor a žula sú vytvorené živými látkami planéty. Vrchné vrstvy kôra zbavené života v súčasnosti, v iných geologických epochách boli spracovávané živými organizmami. Najjednoduchšou štruktúrou modernej aktívnej časti biosféry je biogeocenóza.
Vernadského doktrína sa stala základom moderného chápania prepojení a konjugovaného vývoja všetkých štruktúr biosféry. Práve táto ideológia vedie vedcov vyvíjajúcich medzinárodné a národné programy „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 pre interakciu s prírodou, formovať ekologické vedomie, nové myslenie a vytvárať kvalitatívne nové technológie.
V 20-tych rokoch XX storočia. V.I. Vernadsky vyvinul doktrínu biosféry ako globálnej jednotný systém Krajina, kde hlavný priebeh geochemických a energetických premien určuje život. Predtým sa väčšina procesov, ktoré menia tvár našej planéty počas geologického času, považovala za čisto fyzikálne, chemické alebo fyzikálno-chemické javy (erózia, rozpúšťanie, zrážky, 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 žije len málo


17

Na Zemi je nekonečne veľa tvorov a tie, ktoré majú vysoký potenciál pre reprodukciu, aktívne interagujú s biotopom a v konečnom dôsledku predstavujú v súhrne špeciálny, globálny vývojový faktor, ktorý premieňa vrchné obaly Zeme.
Živé organizmy sú nekonečne rozmanité, všadeprítomné, rozmnožované v mnohých generáciách, majú selektivitu biochemickej aktivity a mimoriadne vysokú chemickú aktivitu v porovnaní s ostatnými zložkami prírody.
Všetky organizmy na planéte Vernadsky nazývané živá hmota, ktorá sa vyznačuje celkovou hmotnosťou, chemickým zložením a energiou. O úlohe živých organizmov na Zemi Vernadsky napísal: „Bez preháňania možno tvrdiť, že chemický stav vonkajšej kôry našej planéty, biosféry, je úplne pod vplyvom života a je určený živými organizmami; niet pochýb o tom, že energia, ktorá dáva biosfére jej obvyklý vzhľad, je kozmického pôvodu. Vyžaruje 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 dychom, výživou, látkovou premenou, smrťou a rozkladom, neustálym využívaním svojej látky a hlavne neustálou generačnou výmenou, trvajúcou stovky miliónov rokov, svojim zrodom, reprodukcia vedie k jednému z najveľkolepejších planetárnych javov, ktoré neexistujú nikde okrem biosféry.
Podľa vedca je nevyhnutný jediný správny prístup k biosfére ako k integrálnemu globálnemu ekologickému systému s určitou štruktúrou a stabilitou, inherentnými znakmi formovania a vývoja. Toto chápanie biosféry je obzvlášť dôležité teraz, keď technogénny vplyv človeka na prírodu dosiahol nebývalé rozmery a je schopný spôsobiť planetárne zmeny v ľudskom prostredí.
V rámci biosféry prakticky každý chemický prvok prechádza reťazcom živých organizmov, 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, organizované v cykloch reťazca reakcií. Ich rozmnožovanie v neživej prírode by si vyžadovalo obrovské energetické náklady, zatiaľ čo v živých organizmoch postupujú prostredníctvom proteínových katalyzátorov – enzýmov, ktoré znižujú aktivačnú energiu molekúl o niekoľko rádov. Keďže živé veci čerpajú materiály a energiu na výmenné reakcie z prostredia, premieňajú prostredie už tým, že žijú. Vernadsky zdôraznil, že živá hmota vykonáva gigantickú geologickú a chemickú prácu v biosfére a počas svojej existencie úplne premieňa vrchné obaly Zeme.
Viac ako 99% energie vstupujúcej na zemský povrch tvorí žiarenie Slnka, táto energia je premrhaná v prevažnej väčšine fyzikálnych a chemických procesov v hydrosfére, atmosfére a litosfére: pohyb vzdušných a vodných hmôt, vyparovanie, prerozdeľovanie látok, absorpcia a uvoľňovanie plynov atď. ...
Na Zemi existuje len jeden proces, pri ktorom sa energia slnečného žiarenia nielen plytvá a prerozdeľuje, ale sa aj viaže, niekedy aj veľmi dlho skladuje – ide o tvorbu organickej hmoty v procese syntézy. Takže spaľovaním uhlia v peciach 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 potom ide na podporu mnohých ďalších geochemických procesov v biosfére.
Vernadskij považoval biochemickú funkciu biosféry za univerzálny prejav života na Zemi. Žiadny jednotlivý druh organizmov nemohol plniť túto úlohu. Zabezpečiť celú škálu foriem biogénnej migrácie chemické prvky bolo potrebné vyvinúť určitý komplex organizmov. Vzniká tak problém vývoja biosféry ako 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. Výsledkom je, že v biosfére vznikla zložitá sieť vzájomne prepojených procesov a javov; v dôsledku interakcie abiotických a biotických faktorov je biosféra v neustálom pohybe a vývoji. Od objavenia sa 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 procesy. Táto okolnosť nás núti brať možné dlhodobé dôsledky tak priemyselných, ako aj environmentálnych ľudských aktivít najvážnejšie.
V dôsledku technogénnej činnosti ľudstva sa biosféra Zeme radikálne transformuje a podľa Vernadského definície sa stáva noosférou – „sférou rozumu“. Noosféra je nový geologický fenomén na našej planéte, v ktorom sa človek po prvýkrát stáva najväčšou geologickou silou. Noosféra je svet inteligentných, vedecky podložených akcií v globálnom meradle.
Samozrejme, len ťažko možno očakávať, že na Zemi spontánne vznikne éra noosféry. Sám od seba sa môže vyvinúť iba proces degradácie. A už to prebieha a na území Ruska tiež. Znečistenie atmosféry, vody a pôdy v mnohých našich mestách a regiónoch mnohonásobne prevyšuje normy, ktoré sú bezpečné pre ľudské zdravie. Čistiareň odpadových vôd v priemyselných podnikoch a poľnohospodárskych zariadeniach, ako aj v kanalizácii sú často v predhavarijnom stave. Narastajúce porušovanie ich normálneho fungovania vedie ku katastrofám.
Ruský vedec N. Moiseev dôrazne varoval pred globálnou ekologickou katastrofou v dôsledku nekontrolovaného a neobmedzeného rastu výroby a spotreby v priemyselných krajinách. Zhrnuté, jeho varovanie sa dá zhrnúť 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, potom do polovice nástupu 21. storočia. na Zemi môžu vzniknúť také ekologické podmienky, v ktorých ľudská rasa nebude môcť existovať.
Znepokojujúca je najmä skutočnosť, že biosféra zatiaľ nereagovala na výrazné zvýšenie – 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, v dôsledku prírodných procesov sa celková biomasa Zeme mala výrazne zvýšiť. 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 čoho môže prejsť do nového stavu, ktorý je pre ľudskú existenciu nevhodný.
Avšak k najväčšej ľútosti sa táto veľmi pravdepodobná hrozba pre celé ľudstvo zatiaľ nestala predmetom úvah ani v OSN, ani v žiadnych iných medzinárodných organizáciách. A ani jedna vláda vo svete, vrátane našej, na oficiálnej úrovni neuznáva alebo nepopiera existenciu takejto hrozby. Politici si ju vraj nevšímajú.
Korporácie so sídlom v krajinách „zlatej miliardy“ majú zásadný podiel na udržiavaní globálneho ekonomického poriadku, v ktorom 14 % svetovej populácie spotrebuje 86 % svetových prírodných zdrojov.
Mlčanie politikov o nevyhnutných katastrofálnych dôsledkoch takéhoto „trvalo udržateľného rozvoja“ pre osud celého ľudstva pomáha tento pomer udržiavať a zbavuje znevýhodnenú väčšinu obyvateľov Zeme aj iluzórnej nádeje, že sa tento pomer raz 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 celého ľudstva o niekoľko stoviek dolárov. No svoju zaostalosť neprekonajú. Na uspokojenie efektívneho dopytu „miliárd zlata“ budú nadnárodné korporácie naďalej čerpať to najlepšie, čo majú z rozvojových krajín.
Deštruktívny vplyv súčasného postindustriálneho systému spoločenského života na prírodu je možné zastaviť len rozvojom a postupnou implementáciou novej sociálno-ekonomickej doktríny všetkými krajinami. Jeho definujúcim princípom by malo byť uznanie prírodných zdrojov, vodných a ovzdušia ako spoločné ľudské vlastníctvo. Prostredníctvom tohto princípu sa musí realizovať neodňateľné právo každého človeka 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 pokračovanie rozsiahlych experimentov Spojených štátov amerických v oblasti cieľavedomého a silného ovplyvňovania blízkozemského prostredia vysokofrekvenčnými rádiovými vlnami, teda v skutočnosti vytváranie geofyzikálnych zbraní, ktoré sú nositeľmi kolosálne potenciálne nebezpečenstvo pre ľudstvo, je úplne nezlučiteľné s Chartou Zeme.
Ako viete, Rusko je vo svojom národnom prírodnom bohatstve viac ako 2-krát väčšie ako Spojené štáty americké západná Európa... Ale ak Európa využije toto bohatstvo o 50%, potom Rusko - iba o 2%.
Rusko je schopné významne prispieť k noosférickej bezpečnosti planéty v nadväznosti na novú ekoetiku 21. storočia. K tomu 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 globálnej úrovni. .
Cirkulácia hlavných prvkov v biosfére je viacnásobná účasť látok na procesoch prebiehajúcich v atmosfére a hydrosfére, a to aj v tých vrstvách, ktoré sú súčasťou biosféry planéty. Obzvlášť dôležité sú cykly kyslíka, uhlíka, dusíka, síry a fosforu. Biogeochemický kyslíkový cyklus je planetárny proces, ktorý spája atmosféru a hydrosféru so zemskou kôrou. Nodálnymi väzbami cyklu sú: tvorba voľného kyslíka pri fotosyntéze u zelených rastlín, spotreba kyslíka na dýchanie všetkými živými organizmami, oxidácia organických zvyškov a anorganických látok (napríklad spaľovanie paliva) a iné chemické premeny, ktoré viesť k tvorbe oxidovaných zlúčenín, ako je oxid uhličitý, voda, a ich následnému zapojeniu do nového cyklu fotosyntetických premien.

V kyslíkovom cykle sa jasne prejavuje aktívna geochemická aktivita živej hmoty, jej vedúca úloha cyklický proces... Na základe množstva organickej hmoty syntetizovanej počas roka (berúc do úvahy 15 % vynaložených na proces dýchania) môžeme konštatovať, že ročná produkcia kyslíka zelenou vegetáciou planéty je asi 300 x 109 ton. viac ako 25% tohto množstva uvoľňuje suchozemská vegetácia, zvyšok - fotosyntetické organizmy Svetového oceánu (voľný kyslík je prítomný nielen v atmosfére, v rozpustenom stave je obsiahnutý aj v prírodných vodách). Celkový objem vôd Svetového oceánu je 137 x 109 litrov a v 1 litri vody sa rozpustí 2 až 8 cm3 kyslíka. Vo vodách Svetového oceánu je teda od 2,7 do 10,9 x 1012 t
rozpustený kyslík. Časť organickej hmoty je pochovaná, v dôsledku čoho sa z ročného cyklu odstráni viazaný kyslík.

Na súši je v procese fotosyntézy oxid uhličitý fixovaný rastlinami s tvorbou organickej hmoty a uvoľňovaním kyslíka. Zvyšky rastlín a živočíchov sú rozložené mikroorganizmami, v dôsledku čoho sa uhlík oxiduje na oxid uhličitý a opäť sa dostáva do atmosféry. Podobný uhlíkový cyklus prebieha aj vo vodnom prostredí. Uhlík fixovaný rastlinami je vo veľkých množstvách spotrebovaný živočíchmi, ktoré ho pri dýchaní uvoľňujú vo forme oxidu uhličitého.
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 tak z atmosféry, ako aj z podložných vrstiev, pretože medzi pevninou a oceánmi prebieha neustála výmena uhlíka... Prevláda odstraňovanie tohto prvku vo forme uhličitanu a organických zlúčenín z pevniny do oceánu. K prísunu uhlíka z oceánov na pevninu dochádza v neporovnateľne menších množstvách, a to len vo forme oxidu uhličitého, difundujúceho do atmosféry a následne unášaného vzdušnými prúdmi.
V kolobehu dusíka zohrávajú mimoriadne dôležitú úlohu mikroorganizmy: fixátory dusíka, nitrifikátory, denitrifikátory. Všetky ostatné organizmy ovplyvňujú cyklus dusíka až potom, čo bol asimilovaný do ich buniek. Fialové a zelené fotosyntetické baktérie a rôzne pôdne baktérie tiež fixujú dusík.
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.
Vysoká intenzita fixácie bola zaznamenaná v niektorých znečistených jazerách s množstvom modrozelených rias. V oceáne, kde je produktivita nižšia, je fixácia dusíka na m3 nižšia ako na súši. Celkové množstvo fixovaného dusíka je však veľmi významné a dôležité pre globálny cyklus.
Na kolobehu dusíka sa z obrovskej zásoby tohto prvku v atmosfére a litosfére zúčastňuje iba fixný dusík, asimilovaný živými organizmami pevniny a oceánu. Cyklus dusíka sa zúčastňuje: dusík biomasy, dusík biologickej fixácie baktériami a živými organizmami, juvenilný (vulkanogénny) dusík, atmosférický (fixovaný počas búrky) a technogénny.
Na obrovských plochách, kde sa nevykonáva 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, rastliny, 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 je hmotnosť prvkov popola 2-3 krát vyššia ako hmotnosť dusíka. Výnimkou sú tundrové rastliny, v ktorých je obsah dusíka a popola približne rovnaký. Najväčší počet prvkov cirkulujúcich počas roka (t.j. kapacita biologického cyklu) je vo vlhkých tropických lesoch, 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 menej v atmosfére. Hlavnú úlohu vo výmennom sírovom fonde zohrávajú špeciálne mikroorganizmy, z ktorých každý typ vykonáva špecifickú oxidačnú a redukčnú reakciu; V dôsledku toho sa sírovodík presúva z hlbokomorských sedimentov na povrch. Globálne regulácia cyklu síry zahŕňa geochemické a meteorologické procesy (erózia, sedimentácia, vylúhovanie, dážď, adsorpcia, desorpcia atď.), biologické procesy (produkcia a rozklad biomasy) a vzťah medzi vzduchom, vodou a pôdou. Síran, podobne ako dusičnany a fosforečnany, je hlavnou, dostupnou formou síry, ktorá je redukovaná autotrofami a je súčasťou bielkovín (síra je súčasťou množstva aminokyselín).
Kolobeh dusíka a síry čoraz viac ovplyvňuje priemyselné znečistenie ovzdušia, spaľovaním fosílnych palív sa výrazne zvýšil obsah prchavých oxidov dusíka (NO a M02) a síry (SO2) v ovzduší najmä v mestách. 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 desiatokkrát viac ako dusík, ale na rozdiel od druhého 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, slúžia ako základ bioenergetických procesov. Fosfor je koncentrovaný živou hmotou, kde je jeho obsah 10x vyšší ako v zemskej kôre. Na povrchu krajiny prebieha intenzívny cyklus fosforu v systéme pôda-rastliny-živočíchy-pôda. Vzhľadom na to, že minerálne zlúčeniny fosforu sú ťažko rozpustné a prvok v nich obsiahnutý je pre rastliny takmer nedostupný, využívajú tieto najmä jeho ľahko rozpustné formy vznikajúce pri rozklade organických zvyškov. Cyklus fosforu sa vyskytuje aj v systéme „pevnina – svetový oceán“: fosforečnany sa uskutočňujú s riečnym odtokom, interagujú s vápnikom a tvoria sa fosfority, ktorých usadeniny sa nakoniec dostanú na povrch a sú opäť zahrnuté do migračných procesov.
Človek by mal plánovať svoje ekonomické aktivity s prihliadnutím na osobnosť prírodných procesov. Toto by sa malo robiť obzvlášť opatrne v poľnohospodárstve, pastve, zásobovaní vodou, plavbe. Orba, aplikácia minerálnych hnojív, znečistenie ropou a ťažkými kovmi vyčerpávajú pôdnu faunu. Články normálnych potravinových reťazcov a biogeochemických cyklov sú narušené a dokonca úplne vypadávajú. Reakcia pôdy na zásah človeka je nezvyčajne veľká.
Zásoby anorganických zlúčenín potrebné na udržanie životnej činnosti organizmov, ktoré ich obývajú, by krátkodobo postačovali, ak by sa tieto zásoby neobnovovali počas života organizmov, ako aj po ich smrti. Koniec koncov, spoločnosť je

Komunikuje s anorganickým prostredím určitý systém, v ktorom tok atómov, spôsobený životnou činnosťou organizmov, tvorí cyklus.
Biogeocenózy lesnej a bylinnej krajiny sa stávajú hlavným mechanizmom zadržiavania slnečnej energie a tvorby fytomasy, ktorá zahŕňa obrovské množstvo uhlíka, vody a rozšírených biofilov.
Medzi neobnoviteľné zdroje patrí nerastné bohatstvo. Využitie týchto zdrojov je možné len raz (hoci niektoré kovy môžu slúžiť ako druhotné suroviny) a nevyhnutne to vedie k vyčerpaniu ich zásob, takéto 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, môžu sa reprodukovať prirodzenými procesmi a udržiavať v určitom konštantnom množstve, ktoré je určené úrovňou ich ročnej reprodukcie. a spotreba.
Niekedy sa však nehospodárne využívanie niektorých obnoviteľných zdrojov môže stať neobnoviteľnými alebo ich obnova môže trvať príliš dlho. Napríklad zloženie pôd, ktoré svojím racionálnym využívaním zvyšujú úrodnosť, sa môže pri nesprávnom spracovaní prudko zhoršiť a erózia, ku ktorej dochádza pri tomto procese, 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.
Neustálym fungovaním systému „atmosféra-pôda-rastliny-živočíchy-mikroorganizmy“ sa rozvinul biogeochemický obeh mnohých chemických prvkov a ich zlúčenín na súši, v atmosfére a vo vnútrozemských vodách. Jeho celkové charakteristiky sú porovnateľné s celkovým riečnym odtokom krajiny, celkovým prílevom 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, aby slúžili ich potrebám.
Človek od počiatku svojej existencie využíval zdroje (predovšetkým potravu, vodu, vzduch), 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, v ktorých sa využívali najmä látky, ktoré neprešli hĺbkovým spracovaním: kameň, drevo, prírodné vlákna atď. zachovanie ľudského života, ako aj na výrobu tovarov a služieb, ktoré uspokojujú rozvinutejšie potreby jednotlivcov a spoločnosti ako celku. Prevažná väčšina zdrojov sa vynakladá na proces rozšírenej reprodukcie.

Doktrína biosféry Zeme je jedným z najväčších a najzaujímavejších zovšeobecnení modernej prírodnej vedy. Je to vedecký základ pre štúdium prírodných objektov a integrovaný prístup k organizácii modernej výroby.
Život na planéte prebieha a vyvíja sa len v tenkej vrstve atmosféry, hydrosfére a litosfére. Tento tenký pozemský obal obývaný organizmami sa bežne nazýva biosféra.
Biosféra - 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) - škrupina Zeme, v ktorej sa rozvíja život rôznych organizmov, ktoré obývajú zemský povrch, pôdu, spodné vrstvy atmosféry a hydrosféru.
Planétu Zem charakterizuje prítomnosť troch povrchových geosfér – hydrosféra, litosféra, atmosféra.
Hydrosféra, alebo vodný obal Zeme, predstavujú oceány, moria, jazerá, rieky a umelé nádrže. Vodná škrupina pokrýva asi 71 % zemského povrchu, najhlbšie je v západnej časti Pacifik dosahuje 11,5 km (marianská priekopa).
Litosféra, alebo zemská kôra, je vonkajší tvrdý obal zemegule s hrúbkou niekoľkých desiatok kilometrov. V kontexte biosféry sa litosféra zvyčajne chápe len ako jej povrchová časť – pôda.
Atmosféra, alebo vzdušný obal, pozostáva z niekoľkých vrstiev: troposféra do výšky 15 km nad povrchom Zeme; stratosféra s ozónovou clonou siahajúca až do výšky 100 km; ionosféra, predstavujúca vrstvu riedeného plynu, vysokú až 500 km.
Biosféra zahŕňa:
1) Živé organizmy (rastliny, živočíchy, mikroorganizmy).
2) Troposféra (spodná atmosféra).
3) Hydrosféra (oceány, moria, rieky atď.).
4) Litosféra (horná časť zemskej kôry).

Biosféra je stará 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 horských a sedimentárnych hornín živými organizmami (pôda, bahno, prírodné vody). Má minerálny základ, ktorý sa radikálne premieňa životnou činnosťou organizmov (pôdny pokryv, vzduch, voda).
4) inertná hmota - všetko, čo nemalo žiadnu súvislosť so živým (zamrznutá láva, sopečný popol).
5) Rádioaktívne látky vznikajúce pri rozpade rádioaktívnych prvkov (rádium, urán, tórium atď.).
6) Rozptýlené atómy (chemické prvky) 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 využitia 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 prevažne rozptyľujú energiu.
Živá hmota, biosféra, premieňa energiu Slnka na voľnú energiu schopnú konať prácu. Práca vykonaná životom spočíva v prenose a redistribúcii chemických prvkov v biosfére.
Všetky pôdy a povrchové minerály (čierna zemina, hlina, 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, v ktorých sa chemická energia premieňa na iné formy energie.
Vlastnosti fungovania živých bytostí:
schopnosť reprodukovať sa;
schopnosť vytvárať polymérne škrupiny, ktoré chránia živú hmotu pred inertným prostredím;
schopnosť akumulovať a prenášať chemikálie
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 sú obeh látok a premena energie.

Kolobeh látok v biosfére

Základný princíp fungovania ekosystému- príjem zdrojov a likvidácia odpadu prebieha v rámci cyklu všetkých prvkov.
Zoberme si takýto cyklus pre hlavné zložky, ktoré tvoria biosféru.

Uhlíkový cyklus

Zoberme si napríklad uhlíkový cyklus. V atmosfére sú zásoby uhlíka vo forme CO2 malé, v zemskej kôre sú prítomné vo forme fosílnych palív. Keď sa asi pred 2 miliardami rokov objavil na Zemi život, atmosféra bola prevažne 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, ktorý sa z rôznych dôvodov dostal do atmosféry, asimilujú zelené rastliny, ktoré počas svojho života uvoľňujú kyslík. A v dôsledku spotreby organických zlúčenín zvieratami sa organické látky oxidujú na oxid uhličitý, ktorý sa dostáva do atmosféry. Inými slovami, uhlík je hlavným účastníkom biotického cyklu. Človek do tohto kolobehu aktívne zasahuje, čo môže v najbližších 100 rokoch viesť ku klimatickým zmenám, vzostupu oceánu, zníženiu množstva kyslíka v atmosfére atď.

Cyklus síry

Síra sa premieňa na rôzne zlúčeniny a cirkuluje v biosfére. Z prírodných zdrojov sa dostáva do atmosféry v tejto forme:
sírovodík (H2S) - bezfarebný, páchnuci jedovatý plyn - pri sopečných erupciách, pri rozklade organických látok v močiaroch a nížinách zaplavovaných prílivom a odlivom;
oxid siričitý (SO;) - bezfarebný, dusivý plyn pri sopečných erupciách;
častice síranových solí (napríklad síran amónny) - od najmenších postriekania oceánska voda.
Asi tretina všetkých zlúčenín síry a 99 % oxidu siričitého uvoľneného do atmosféry je antropogénneho pôvodu. Spaľovanie uhlia a ropy s obsahom síry na výrobu elektriny predstavuje približne dve tretiny všetkých antropogénnych emisií oxidu siričitého do atmosféry. Zvyšnú tretinu tvoria také technologické procesy ako 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 najmenšie 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 neustále 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 vzduchové masy prenášajú 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 zemský povrch vo forme zrážok a zamŕza v ľadovcoch. Vypĺňa však najmä priehlbiny a priehlbiny a vlieva sa do najbližších jazier, potokov a riek, ktoré ho unášajú späť do oceánu, čím uzatvára cyklus kolobehu. Takýto odtok sladkej vody z povrchu zeme tiež spôsobuje eróziu pôdy, ktorá vedie k pohybu rôznych chemikálií v rámci iných biogeochemických cyklov.
Veľká časť vody vrátenej na pevninu presakuje hlboko do libry. Tam sa librová voda hromadí vo vodonosných vrstvách – podzemných nádržiach. Podzemné zdroje a toky nakoniec vracajú vodu na zemský povrch a do riek, jazier, potokov, odkiaľ sa opäť vyparuje alebo steká do oceánu. Cirkulácia podzemných vôd je však neporovnateľne pomalšia ako cirkulácia povrchových a atmosférických vôd.

Evolúcia biosféry

Takže v procese rozvoja biosféry, 3 úrovne:
1) Biosféra(kde človek nepodstatne ovplyvnil prírodu).
2) Biotechnosféra
Technosféra je súbor umelých predmetov vytvorených cieľavedomou ľudskou činnosťou, a prírodných predmetov touto činnosťou upravených. Moderná biosféra je výsledkom dlhého vývoja organického sveta a neživej prírode... Ľudská spoločnosť je jednou z etáp vo vývoji života na Zemi. Ľudskú činnosť treba 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. Neexistuje spôsob, ako zabrániť zmenám. Je zrejmé, že sa treba naučiť riadiť procesy medzi človekom a prírodou tak, aby boli vzájomne prospešné.
3) Noosféra - sféra mysle.
Tento koncept zaviedol francúzsky matematik a filozof Le Roi v roku 1927 a zdôvodnil ho Vernadsky v roku 1944. Ide o najvyššie štádium vývoja biosféry, kedy sa inteligentná činnosť človeka stáva hlavným určujúcim faktorom rozvoja. V noosfére sa človek stáva hlavnou geologickou silou, prestavuje sa svojou prácou a myslí na oblasť svojho života. Človek je neoddeliteľne spojený s biosférou, nemôže ju opustiť. Jeho existencia je funkciou biosféry, ktorú nevyhnutne mení.

Človek zvyčajne nazýva 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 sa tieto vedy spájajú, okrem toho, že všetky patria do oblasti prírodných vied. Aby sme zhrnuli všetky ľudské poznatky o svete okolo nás, vzniklo jedno veľké pomenovanie – biosféra. Napriek dlhoročnému výskumu a starostlivému štúdiu dáva planéta Zem vedcom stále dôvod zamyslieť sa nad procesmi, ktoré na nej prebiehajú.

Definícia

Čo sa nazýva biosféra? V literatúre existuje veľa výkladov tohto pojmu a všetky sa líšia obsahom, no významovo sú takmer totožné. Najčastejšie sa biosféra nazýva globálnym ekosystémom planéty, do ktorej človek vstupuje ako jeden z mála druhov. Ak preložíme názov „biosféra“ doslovne zo starovekého gréckeho jazyka, potom má dva korene. „Sféra“ znamená „plocha, guľa, guľa“ a koreň „bios“ sa prekladá ako „život“. Ukazuje sa pomerne priestranný a presný názov, ktorý v skutočnosti dáva definíciu komplexnej a mnohostrannej vedy. VI Vernadsky dáva rozšírenú odpoveď na otázku, čo sa nazýva biosféra. Tento pojem definuje ako komplex vedeckých poznatkov o Zemi, ktorý zahŕňa geografiu, geochémiu, biológiu, geológiu. Biosféra je agregát, ktorý sa spája podľa princípu prítomnosti živých bytostí a ich biotopov. 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. Vernadsky vytvoril ucelený systém vedomostí. Do začiatku 20. storočia tu bola omša výskumných prác 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 nedal jej názov. Rakúsky paleontológ a geológ Eduard Suess vymyslel v roku 1875 termín „biosféra“, ktorý sa používa dodnes. Túto vedu bude definovať ako poznatky o všetkom živote na našej planéte. Až po 50 rokoch Vernadskij preukáže 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 je sústredená pri povrchu a na výšku sa tiahne tri tisícky kilometrov. Atmosféra je zo všetkých škrupín najľahšia, neopúšťa povrch len vďaka gravitácii 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 zahŕňa plyny: oxid uhličitý, dusík, kyslík, argón, ktoré zabezpečujú existenciu živých organizmov.

Hydrosféra

Biosféra Zeme zahŕňa časť vodného obalu planéty. Jeho zloženie sa líši v stave 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 cirkulácie látok v prírode, pretože je najmobilnejšou 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 našej slnečnej sústave nemajú všetky planéty tvrdý 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 je 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 vrstvou rozloženia života na šírku. Najrozvinutejšia je vrchná vrstva litosféry, ktorá má niekoľko metrov. S prehlbovaním sa zvyšuje teplota a hustota tvrdej škrupiny, ktorá spolu s absenciou svetla neumožňuje existenciu živých organizmov.

Biosféra

Táto geosféra spája všetky obaly Zeme (hydrosféru, atmosféru a litosféru) prítomnosťou živej hmoty v nich. Je ťažké preceňovať úlohu biosféry pre celé ľudstvo, je to životné prostredie a zdroj pôvodu. Ide o zložitý systém prepojení, ktoré určujú možnosť existencie akéhokoľvek organizmu prostredníctvom výmeny hmoty a energie. Do cyklu, ktorý neustále prebieha medzi organickými a anorganickými zlúčeninami, je zapojených viac ako 40 chemických prvkov. 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 množstva faktorov majú prebiehajúce procesy dohru cyklický pohľad, zabezpečujú cirkuláciu hmoty medzi atmosférou, litosférou, hydrosférou a živými organizmami.

Hranice biosféry

Pri analýze dĺžky biosférického obalu je možné vidieť jeho nerovnomerné rozloženie. Spodná hranica sa nachádza vo vrstvách litosféry, neklesá pod 4 km. Vrchná vrstva zemskej kôry – pôda – je z hľadiska hustoty obsahu živej hmoty najsýtejšou vrstvou biosféry. Hydrosféra, ktorá zahŕňa rozľahlosť Svetového oceánu, rieky, jazerá, močiare, ľadovce, je úplne súčasťou „živej škrupiny“. Najvyššie koncentrácie organizmov sú pozorované 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 je 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 sa teda nachádza na hraniciach litosféry a atmosféry.

Zloženie

Doktrínu biosféry vytvoril V. I. Vernadskij, definoval aj kľúčovú úlohu organizmov pri vzniku a fungovaní „živej schránky“ Zeme. K podobným záverom prišli už skôr iní ​​vedci, no ruský prírodovedec dokázal v štruktúre dokázať nevyhnutnosť prítomnosti anorganických zlúčenín, ktoré sa tiež podieľajú na všeobecnom obehu. Podľa jeho názoru má biosféra nasledujúce zloženie:

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

História pôvodu

Pred miliardami rokov sa vytvoril pevný obal Zeme – litosféra. Ďalšia etapa formovania takzvanej biosféry nastala v dôsledku geologických procesov, ktoré posúvali tektonické platne, vyvolávali sopečné erupcie, zemetrasenia atď. Po vytvorení stabilných geologických foriem sa začal obrat vo vývoji živých organizmov. Dostali príležitosť rozvíjať sa vďaka aktívnym emisiám rôznych biochemických prvkov, ktoré sa vyskytli pri tvorbe litosféry. Živá hmota niekoľko miliónov rokov vytvorila podmienky prijateľné pre život. Jeho postupným vývojom sa vytvorilo plynné 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 vznik na súši trval pomerne dlho. Príčinou vzniku ozónovej vrstvy sa stal vývoj ďalšieho obalu biosféry - litosféry. V dôsledku procesu fotosyntézy obrovská biologická hmota absorbovala oxid uhličitý z atmosféry a uvoľnila kyslík. Živá hmota v tomto prípade prakticky využíva energiu – Slnko. Na povrch pevniny sa dostali aeróbne organizmy, ktorým v hrúbke hydrosféry chýbala organická hmota a vďaka cirkulácii energie výrazne urýchlili proces evolúcie. V súčasnosti je „živá škrupina“ Zeme v stave stabilnej rovnováhy, no ľudstvo na ňu má čoraz väčší negatívny vplyv. Vytvára sa nová sféra Zeme - 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. Ako ukazuje história, 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, zabezpečuje proces cirkulácie látok a energie. Plynová funkcia udržiava optimálne zloženie atmosféry. Vykonáva sa fotosyntézou rastlín, ktoré uvoľňujú kyslík a absorbujú oxid uhličitý. Živé organizmy pri výdychu a v procese rozkladu uvoľňujú CO2. Výmena plynu prebieha neustále, počas prechodu sa na nej zúčastňujú anorganické zlúčeniny chemické reakcie... Energetická funkcia spočíva v asimilácii a premene vonkajšieho zdroja – slnečného žiarenia biomasou (rastliny). Koncentračná funkcia zabezpečuje akumuláciu Všetky organizmy v procese života akumulujú 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 v procese života živého organizmu a je nevyhnutným článkom v obehu látok.

Biomasa

Všetky živé organizmy sú na zemských sférach rozmiestnené nerovnomerne. Najvyššia koncentrácia biomasy sa pozoruje na križovatkách geosfér planéty. Je to spôsobené tvorbou optimálnych životných podmienok (teplota, vlhkosť, tlak, prítomnosť biochemických zlúčenín). Zloženie biomasy tiež nie je jednotné. Na súši majú výhodu rastliny, v hydrosfére tvoria základ živej hmoty živočíchy. Hustota biomasy závisí od geografickej polohy, hĺbky osídlenia v litosfére a výšky v atmosfére. Počet rastlinných a živočíšnych druhov 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. Počet katastrof počas existencie biosféry ako živého filmu planéty je obrovský. Viedli k zániku väčšiny biomasy, výrazne zmenili vzhľad planéty, napravili procesy prebiehajúce na jej povrchu a v jadre. Ale po každom dopade sa biosféra obnovila v zmenenej forme, 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 na základnej škole študuje taký predmet, ako je prírodoveda (3. ročník). V týchto lekciách je malý človiečik vysvetlený a podľa akých pravidiel existuje. Možno stojí za to mierne zmeniť program a naučiť deti rešpektovať a milovať prírodu, potom bude ľudstvo schopné vytvoriť novú geosféru. Všetky stáročia nahromadené poznatky o biosfére musia byť použité pre jej ďalší rozvoj, ktorý bude znamenať spojenie prírody a človeka. Predtým, než bude príliš neskoro na nápravu škôd na životnom prostredí, by sa ľudia mali zamyslieť nad tým, že „živá škrupina“ Zeme sa dokáže sama zotaviť, no zároveň dokáže eliminovať objekt, ktorý neustále poškodzuje jeho celistvosť a harmóniu.

Biosféra- obal Zeme, ktorého zloženie, štruktúra a energia je určená súhrnnou 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 distribuovaný život.

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

Holistickú doktrínu biosféry vypracoval V.I. Vernadského.

Základné vlastnosti biosféry podľa V.I. Vernadsky:

1) integrita a organizácia biosféry;

2) „všadeprítomnosť“ jej živej hmoty;

3) prítomnosť jasných diskrétnych útvarov v ňom.

Osobitne vyzdvihol vrstvu biosféry obalenú 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) súbor živých organizmov - živá hmota;

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

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

4) bioinertný, ktorý je vytváraný súčasne živými organizmami a inertnými procesmi (takmer všetka voda biosféry, ropa, pôda);

5) látka v procese rádioaktívneho rozpadu;

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

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

Živá hmota v biosfére funguje dve hlavné funkcie:

1) Energetická funkcia: Na existenciu a rozvoj biosféry potrebuje energiu, ktorú nemá vlastné zdroje. Energiu môže spotrebovať iba z externých zdrojov. Slnko je hlavným zdrojom biosféry.

2) Funkcia tvoriaca prostredie... Vyjadruje sa v zodpovedajúcich biogeochemických funkciách, ktoré naznačujú účasť živých organizmov na chemických procesoch zmien v materiálovom zložení biosféry:

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

b) koncentrácie- organizmy-koncentrátory akumulujú vo svojich telách a kostrách dusík, fosfor, kremík, vápnik, 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.

e) 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. skladovanie energie je organická hmota. Tok energie v biosfére je tvorený energiou Slnka a vnútornej energie Zem. Výmena energie však zahŕňa všetky zložky biosféry vrátane živej hmoty.

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

· Veľký obeh trvá milióny rokov. Skaly sú zničené, erodované a prúdy vody sú unášané do Svetového oceánu, kde vytvárajú mocné morské vrstvy.

· Malý cyklus, keďže je súčasťou veľkého, vyskytuje sa na úrovni biogeocenózy a spočíva v tom, že živiny pôdy, vody, 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 rašelinísk, odlesňovanie alebo narušenie asimilácie látok rastlinami v dôsledku znečistenia vedie k zníženiu intenzity asimilácie uhlíka. Nadbytok organických prvkov vo vode pod vplyvom priemyselných odpadových vôd spôsobuje rozklad vodných plôch a nadmernú spotrebu kyslíka rozpusteného vo vode, čo bráni rozvoju aeróbnych (kyslík spotrebúvajúcich) baktérií. Spaľovaním fosílnych palív, fixáciou atmosférického dusíka vo výrobkoch, viazaním fosforu v pracích prostriedkoch (syntetických detergentoch) človek narúša kolobeh prvkov.

Rýchlosť cirkulácie biogénnych prvkov je pomerne vysoká. Doba obratu atmosférického uhlíka je približne 8 rokov. Celkový čas cyklus dusíka sa odhaduje na viac ako 110 rokov, kyslíka 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 je zachovaný princíp cirkulácie v prírode. Jednoduchšie ekosystémy sa spájajú do spoločného planetárneho ekosystému – „biosféry“, v ktorej sa naplno prejavuje kolobeh látok.

Podľa niektorých odhadov 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 z celkového povrchu Zeme, jeho podiel na produkcii čistých produktov je len 40 %. Lesy, ktoré zaberajú len 0,1 časti kontinentálneho územia, fixujú takmer polovicu celkovej energie jej producentmi.

Obrábaná pôda má 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. Všeobecný zákon biosférickej rovnováhy je základným princípom existencie celého organického a anorganického sveta.

Množstvo biomasy živej hmoty má tendenciu k určitej stálosti. Pozoruje sa 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 hospodárskou 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 kolosálnymi energetickými výdajmi na dýchanie, svalovú energiu, pohyb atď. Čím dlhšia je dĺžka potravinového reťazca, tým nižšia je sekundárna produktivita. Napríklad na produkciu 1 kg hovädzieho mäsa je potrebných 80 kg trávy a na produkciu 1 kg pstruha 5 kg mäsa.

Ľudstvo, ľudia sú súčasťou biosféry. V dôsledku neustále sa zvyšujúceho vplyvu priemyslu 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).

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 faktor jeho vývoja, je človek. Noosféra je zároveň chápaná ako najvyšší stupeň vo vývoji biosféry, kedy je prírodné a umelé prostredie riadené pod vplyvom a vplyvom racionálnych premien človeka.

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

IN AND. Vernadsky zdôraznil, že ľudstvo sa stáva mocnou geologickou silou schopnou robiť globálne zmeny na Zemi. Kvôli tomuto biosféra ako sa mení oblasť aktívneho života noosféra - sféra rozumu.

Pred príchodom človeka bola stanovená rovnováha biosféry päť energetických faktorov:

· slnečné žiarenie,

sila gravitácie,

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 - energie svetovej produkcie(vyvíja sa nie podľa geologickej, ale podľa historickej časovej mierky; zachovanie alebo nezvratné narušenie pohyblivej rovnováhy 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 vytvorila v dôsledku V.I. Vernadského o najhlbšej analýze všetkých javov života v ich vzájomnom prepojení a s inertnou hmotou 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. Vernadsky sa spája so vstupom do vedy revolučných vedeckých konceptov, ktoré výrazne predbehli svoju dobu a slúžili ako základ pre ich plodný rozvoj v našich dňoch. V roku 1945, krátko pred svojou smrťou, tento prominentný vedec mimoriadne prispel k rozvoju moderného obrazu sveta. V tých rokoch neboli docenené jeho myšlienky o premene biosféry Zeme na vedome organizovanú noosféru s ľudskou posádkou. No postupom času, keď ním predpovedané javy začali rásť závratnou rýchlosťou, význam náuky o noosfére, o organickej jednote prírody a spoločnosti, že v podmienkach zvýšenej technologickej sily ľudí môže príroda už neexistujú a nerozvíjajú sa bez vedomej kontroly svojho života zvonku.ľudstva, sa ukázalo.

Pojem biosféra – noosféra predstavuje výsledok všetkej vedeckej tvorivosti vedca, jeho svetonázoru. Slúži ako vedecký základ pri vývoji množstva moderných globálnych problémov a predovšetkým problémov životného prostredia človeka a racionálneho využívania prírodných zdrojov biosféry. Osobitnú hodnotu pre filozofiu má výsledok veľkého diela V.I. Vernadského o pomere foriem pohybu hmoty.

Doktrína biosféry a noosféry odrážala jeho úvahy o vplyve vyššej 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 svoju stopu v týchto základných podmienkach bytia. Vďaka dielam V.I. Vernadského a ďalšie skúmanie otázok, ktoré si dnes položil, každý vedec, vyzbrojený geochemickými a kozmochemickými poznatkami, vidí vývoj Zeme a Kozmu ako historický proces vývoja, ktorý vzájomne prepojil všetky javy živej a neživej prírody. Pri ich spoločnom skúmaní vzniká osobitné postavenie prírodovedca vo vzťahu k vývoju javov života. IN AND. Vernadsky dal svetu zvláštny filozofický smer univerzálneho ľudského významu: aktívne evolučné, noosférické, kozmické myslenie. Výber tejto témy bol spôsobený tým, že ma zaujala prebiehajúca reštrukturalizácia obrazu sveta, ktorá zodpovedá zmenám, ktoré sa vo svete reálne dejú.

Doktrína biosféry

Doktrína biosféry Zeme je jedným z najväčších a najzaujímavejších zovšeobecnení vedca v oblasti prírodných vied. Vernadsky V.I. bol človek dômyselný v otázkach vedeckej etiky. Preto vo svojich prácach naznačuje, že výraz „biosféra“ mu nepatrí, ale prvýkrát ho použil začiatkom 19. storočia Jean Baptiste Lamarck a istý geologický význam mu vložil v roku 1875 austrálsky vedec Edouard. Suess. Ale kompletné učenie spojené s týmto termínom vytvoril V.I. Vernadského, ktorý dal tomuto pojmu úplne iný, oveľa hlbší význam. Doktrína biosféry vytvorená V.I. Vernadsky v roku 1926 považuje „živé organizmy“ za niečo celistvé a jediné „,“ za živú substanciu, teda za súhrn všetkých živých organizmov v tento moment existujúce, číselne vyjadrené v elementárnom chemickom zložení, v hmotnosti energie." Pre súhrn organizmov obývajúcich Zem zaviedol pojem „živá hmota“ a biosféra začala nazývať celé prostredie, v ktorom sa táto živá hmota nachádza, teda celé vodná škrupina Zem, keďže živé organizmy existujú v najväčších hĺbkach svetového oceánu, spodnej časti atmosféry, v ktorej žije hmyz, vtáky, ľudia, ako aj vrchnej časti tvrdej škrupiny Zeme - litosféry, v ktorej žijú baktérie v podzemných vodách sa nachádzajú v hĺbke asi dvoch kilometrov a človek prenikol svojimi mínami do ešte väčších hĺbok. IN AND. Vernadskij definuje biosféru ako jednu z geosfér, ktorá sa radikálne a nezvratne zmenila pod vplyvom živých tvorov ich súčasnej a predchádzajúcej životnej činnosti. Podľa Vernadského biosféra zahŕňa spodné vrstvy stratosféry, celú troposféru, hornú časť litosféry zloženú zo sedimentárnych hornín a hydrosféru. Nad zemským povrchom sa biosféra dvíha do nadmorskej výšky asi 23 km a pod povrchom siaha do hĺbky 12 km. Viac či menej hrubé ložiská uhlia, ropy a plynu sa nachádzajú v rôznych vrstvách stratosféry.

Nikto nepochybuje o rastlinnom pôvode uhlia, existujú však nezrovnalosti, pokiaľ ide o ropu a podzemný plyn; 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 oleji existujú nejaké živé baktérie, takže život preniká do viac či menej hlbokých vrstiev stratosféry.

Pojem biosféra je teda veľmi objemný v zmysle radiálnych rozmerov tejto škrupiny, veľmi hlboký z hľadiska chápania úlohy života vo všetkých častiach biosféry v jej širokom zmysle a aj historicky, keďže stratosféra môže možno považovať za výsledok vývoja biosféry v priebehu geologického obdobia. Každý živý organizmus v biosfére – prírodný objekt – je živým prírodným telom. Živá hmota biosféry je súbor živých organizmov žijúcich v nej. 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. Veľká pozornosť vo svojich prácach o biosfére V.I. Vernadsky sa venoval zelenej živej hmote rastlín, pretože len tá je autotrofná, len ona je schopná zachytávať žiarivú energiu Slnka a s jej pomocou vytvárať primárne organické zlúčeniny. Po zvážení objemových a energetických koeficientov rôznych skupín vegetácie V.I. Vernadsky dospel k záveru, že „zelené rozlohy oceánu sú hlavnými transformátormi slnečnej energie našej planéty“. Značná časť energie „živej hmoty“ sa minie na tvorbu nových vadóznych minerálov v biosfére, neznámych mimo biosféry, a niektoré budú pochované vo forme samotnej organickej hmoty, v konečnom dôsledku vytvoria ložiská hnedého a čierneho uhlia. , ropná bridlica, ropa a plyn. „Zaoberáme sa tu, píše V.I. Vernadského, - s novým procesom - s pomalým prenikaním do planéty žiarivej energie Slnka, ktorá dosiahla povrch Zeme. Takto „živá hmota“ mení biosféru a zemskú kôru. Nepretržite v nej zanecháva časť chemických prvkov, ktoré ňou prešli, vytvárajúc obrovské vrstvy neznámych, okrem nej vadóznych minerálov alebo presakujúc inertnú hmotu biosféry najjemnejším prachom z jej zvyškov.

IN AND. Vernadsky veril, že zemská kôra je najmä pozostatkom 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 genézou s biosférou. Veľká pozornosť sa venovala formám prítomnosti rôznych chemických prvkov v biosfére, deleniu „živej hmoty“ biosféry podľa zdrojov výživy organizmov na auto-hetero a mykotrofné, žiareniu poľa tzv. stabilita života alebo hranice života, zvláštnosti života v hydrosfére a na súši, geochemické cykly kondenzácie života a živé filmy hydrosféry. Boli to geologické a kozmické perspektívy zvažovania úlohy živej hmoty na planéte, ktoré viedol V.I. Vernadského k záveru o obrovskej hrúbke biosféry (niekoľko kilometrov) a heterogenite jej zloženia.

Hranice biosféry

Biosféra je organizovaná, jednoznačná schránka zemskej kôry spojená so životom. Hranice biosféry sú primárne určené 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, 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 ju organizuje, aká je organizácia biosféry.

2. Biosféra má určité limity; teda nejaké 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, ukazovatele jeho stavu.

To znamená, že musia byť stanovené niektoré potrebné a postačujúce parametre na fyzické zachovanie „polí života“ v biosfére a biosfére samotnej. Organizáciu za miliardu rokov existencie biosféry vytvára a udržiava činnosť živej hmoty – súhrnu všetkých živých organizmov. Forma činnosti živej bytosti, jej biogeochemická práca v biosfére, spočíva v realizácii ireverzibilných a otvorených cyklov tokov hmoty a energie medzi hlavnými štrukturálnymi zložkami celistvosti biosféry: horninami, prírodnými vodami, plynmi, pôdami, vegetáciou. , zvieratá, mikroorganizmy. Tento neprerušovaný proces kruhového pohybu je jedným zo základných kameňov teórie biosféry a nazýva sa biochemická cyklickosť. Štúdium biochemických cyklov ako otvorených cyklov pomáha hlbšie preniknúť do podstaty procesov organizácie biosférického obalu. 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. Vernadsky je spojený so zachovaním hraníc života.

Predstavy o nich prechádzajú zásadnými zmenami doslova s ​​každým novým dňom vo vývoji vedy. Včera sme sa presvedčili, že bod varu 100 C je nemožný pre život žiadneho živého tvora. Dnes sú všetky nové objavy sveta teplomilných organizmov, ktoré sa nachádzajú v sopečných prieduchoch, gejzíroch a podmorských zmenách, pôsobivé, pre niektoré z nich je teplota v stupňoch Celzia „studená“ pre normálne delenie buniek (rozmnožovanie), žijú pri teplote + 250 °C. Existujú informácie o možnosti baktérií prenášať teplotu 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 štítu chráni všetko živé pred škodlivými účinkami ultrafialového žiarenia. Spodný okraj je veľmi členitý; biosféra zahŕňa celú hydrosféru pevniny a svetového oceánu, na kontinentoch preniká v priemere do zemskej kôry do hĺbky 16 km. Tu sa spája s oblasťou „minulých biosfér“ - takže V.I. Vernadsky pomenoval prežívajúce zvyšky biosféry minulých geologických období.

Ide o nahromadenie vápenca, uhlia, ropných bridlíc, zvyškových hornín. Bývalé biosféry sú zdokumentovaným dôkazom geologicky večného vývoja biosféry. Vo veľkom geologickom cykle pohybu hmoty sa fosílne pozostatky biosfér minulosti vynárajú na povrch dňa, sú zničené, zachytené živými organizmami v nových biogénnych cykloch cyklu, potom ho opäť opustia a ponoria sa do hlboké horizonty zemskej kôry, kde prechádzajú metamorfizáciou, pretavovaním a kde im dodávajú uloženú slnečnú energiu. Toto trvá miliardy rokov, pokiaľ existuje biosféra. Vek biosféry sa približuje geologickému veku Zeme ako plány slnečnej sústavy.