Biosfer: batas biosfer. Komposisi dan batas biosfer. Batas atas biosfer

Biosfer umumnya dianggap sebagai cangkang Bumi, dihuni oleh organisme hidup, yang dalam perjalanan aktivitas vital mereka secara aktif mengubahnya.

Sejarah belajar

Konsep biosfer sebagai bidang kehidupan diperkenalkan ke dalam sains oleh Jean Baptiste de Lamarque pada paruh pertama abad ke-19. Dialah yang paling dekat dengan pengertiannya. Namun istilah itu sendiri diusulkan oleh ilmuwan Austria Edward Süss. Ia bekerja di bidang geologi dan mengerti di bawah biosfer totalitas semua organisme. Sekarang arti ini dimasukkan ke dalam istilah "biota". Suess mempresentasikan hipotesis dan hasil penelitiannya dalam karya ilmiah terkenal "The Face of the Earth," di mana ia menggambarkan geologi Pegunungan Alpen.

Konsep modern tentang biosfer dirumuskan oleh ahli geokimia Rusia yang memiliki pengetahuan ensiklopedi di banyak cabang sains - Vladimir I. Vernadsky. Sebagai seorang profesor mineralogi di Universitas Moskow, ia menjadi penulis karya besar "Biosphere", terbit pada tahun 1926. Dalam karya inilah ia pertama kali memberi definisi terperinci tentang istilah ini.

VM Vernadsky dengan tepat percaya bahwa biosfer adalah wilayah konsentris besar di Bumi, yang memainkan peran kekuatan geokimia utama. Dengan demikian, ini adalah ruang di mana kehidupan ada pada saat ini atau memang ada, yaitu biosfer ditandai oleh adanya organisme hidup atau produk dari aktivitas vital mereka.

Jenis zat di biosfer

VI Vernadsky membedakan beberapa jenis zat yang menjadi dasar biosfer.

1. Sebenarnya materi hidup, yang dibentuk oleh kombinasi organisme.
2. Zat biogenik, yang terbentuk dalam perjalanan dan tetap ada setelah kehidupan organisme. Ini adalah gas atmosfer, batu bara, minyak dan sebagainya.
3. Zat kosmik, yang terbentuk tanpa adanya intervensi organisme.
4. Zat - zat biositik adalah senyawa yang merupakan hasil aktivitas vital organisme bersamaan dengan proses abiogenik.

Batas biosfer ditentukan sesuai dengan adanya satu set zat di atas di dalam kerang bumi.

Benda hidup di biosfer

Jelas bahwa proses geokimia dan energi utama terjadi dengan partisipasi wajib materi hidup. VI Vernadsky jadi merumuskan konsepnya. Materi hidup - semua organisme hidup yang ada saat ini, merupakan satu set tunggal, yang dinyatakan dalam komposisi kimia dasar, berat, energi.

Properti utama zat hidup adalah aktivitasnya, karena hubungannya dengan lingkungan oleh fluks biogenik konstan. Alirannya terbentuk dengan pernafasan, pemberian makan, reproduksi. Dalam konteks ini, kita dapat mempertimbangkan aktivitas vital organisme sebagai proses geologi yang kuat dari sifat planet.

Perpindahan konstan unsur kimia antara tubuh dan lingkungan di kedua arah terjadi terus menerus. Realisasi proses ini dimungkinkan karena kedekatan komposisi kimia dasar organisme dengan komposisi kimiawi kerak bumi.

Tanaman, melakukan fotosintesis, menciptakan molekul organik yang kompleks di biosfer yang memiliki pasokan energi yang besar. Dengan demikian, materi hidup menumpuk dan mengubah energi pancaran Matahari yang terkait. Pergerakan energi menjadi mungkin karena pertumbuhan dan perkembangan tubuh yang konstan. Kecepatan reproduksi, sebagaimana VI Vernadsky dianggap benar, adalah tingkat di mana energi geokimia dipindahkan ke biosfer.

Perbatasan

Bagian dari biosfer, di mana saat ini ada organisme hidup, biasanya disebut neo-isosfer. Dengan kata lain, modern. Dan ruang yang merupakan habitat organisme purba adalah paleobiosfer.

Massa total geospasi planet ini sekitar 2.420 miliar ton. Nilai ini 200 kali lebih besar dari massa atmosfer. Dengan demikian, dapat disimpulkan bahwa lapisan materi hidup di total massa geospheres dapat diabaikan.

Rentang peluang potensial dan skala adaptasi organisme menentukan "harapan hidup". Hidup berangsur-angsur menetap di laut dan lautan, lalu menetap di darat. Menurut Vernadsky, komposisi dan batas biosfer sekarang berubah.

Perlu dicatat bahwa, tidak seperti cangkang terestrial lainnya, hanya biosfer yang bisa dianggap kompleks. Ini juga melakukan fungsi "penutup" dari entitas hidup dan merupakan habitat banyak organisme, termasuk manusia.

Batas biosfer didefinisikan sebagai berikut. Ini termasuk zona bawah atmosfer, zona atas litosfer, dan seluruh hidrosfer. Dan ketinggian atmosfer, yang ditandai dengan dingin, tekanan rendah, dan kedalaman samudera, tekanan di mana bisa mencapai 12.000 atmosfer, semuanya adalah biosfer. Batas biosfer sangat luas karena batas yang sangat lebar dari toleransi suhu organisme.

Perlu dicatat bahwa ada bakteri yang bisa eksis dalam ruang hampa. Batasan adaptasi terhadap kondisi kimiawi juga sangat luas. Kenyataannya adalah adanya organisme, misalnya, di bawah pengaruh konstan radiasi pengion. Studi menunjukkan bahwa beberapa makhluk hidup begitu kuat sehingga sesuai dengan kriteria tertentu kemungkinan mereka bahkan melampaui batas biosfer.

Selain kondisi utama yang tercantum di atas, kehidupan organisme dikondisikan oleh keteguhan arus biogenik atom.

Batas atas biosfer

Di berbagai belahan dunia, kehidupan di atmosfer ada di ketinggian yang berbeda. Di zona Selatan dan Kutub Utara nilai ini 8-10 km, di dekat khatulistiwa - 17-18 km, di semua wilayah lainnya - 20-25 km. Dengan demikian, hanya troposfer yang penuh dengan kehidupan - bagian bawah atmosfer

Batas fisik penyebaran kehidupan di atmosfer berada pada batas bawah lapisan ozon.

Hidrosfer

Hidrosfer terbentuk oleh lautan, laut, danau, sungai dan hamparan es. Ada kehidupan di semua kedalaman. Mayoritas organisme hidup menempati lapisan permukaan dan daerah pesisir. Tetapi bahkan pada kedalaman 11.022 m, di lembah paling dalam di Samudra Dunia (Mariinsky), ada penghuninya. Non-biosfer juga mencakup sedimen bawah, yang dulunya adalah habitat makhluk purba.

Batas bawah biosfer

Berbicara tentang litosfer, tanah ini tentu saja merupakan lapisan yang paling padat penduduknya, namun keberadaan kehidupan terlihat jauh lebih dalam - sekitar 6-7 kilometer di bawah bumi. Ini berlaku, pertama-tama, pada retakan dan gua yang dalam.

Organisme yang menghuni biosfer

Organisme hidup dibagi menjadi dua kelompok, tergantung pada metode mendapatkan energi yang diperlukan untuk kehidupan: autotrofik dan heterotrofik. Habitat perwakilan kedua kelompok adalah biosfer. Batas biosfer ditentukan oleh distribusinya.

Perwakilan organisme autotrofik dalam makanan mereka tidak terkait dengan makhluk hidup lainnya. Mereka membutuhkan sinar matahari atau energi ikatan kimia dari senyawa anorganik asal untuk ini. Keduanya bisa digunakan sebagai sumber energi, padahal berasal dari zat mineral.

Autotrof dibagi menjadi dua subkelompok. Ini adalah fototrof (hijau) dan hemotrof (bakteri). Yang pertama hanya ada di daerah penetrasi sinar matahari. Namun yang terakhir, karena penggunaan senyawa kimia alam organik sebagai sumber energi, jauh lebih umum.

Heterotrof, sebaliknya, sebagai sumber energi dan nutrisi membutuhkan zat organik yang diproduksi oleh organisme lain. Artinya, tanpa kerja pendahuluan autotrof, keberadaan mereka tidak mungkin dilakukan. Hewan dan manusia, sebagai penghuni biosfer, termasuk dalam organisme heterotrofik.

"Film kehidupan"

Distribusi kehidupan yang tidak merata - ini adalah salah satu fitur penting yang menjadi ciri biosfer. Batas biosfer memiliki kepadatan hidup terendah. Yang terbesar diamati di persimpangan habitat. Secara umum, distribusi kehidupan di biosfer sangat tidak merata. VI Vernadsky memperkenalkan istilah "Film kehidupan", yang menggambarkan dengan bantuannya wilayah terpadat biosfer yang paling padat penduduknya. Batas kontak "tanah-udara" adalah yang pertama dari film semacam itu, ketebalannya dari 2 sampai 3 cm. Yang kedua diwakili oleh zona kontak "udara-tanah" - jalur pantai dan zona upwelling. Yang ketiga diwakili oleh zona euphotic laut (sampai 200 m), yaitu daerah penetrasi bebas sinar matahari.

Dengan demikian, kehidupan, mengubah "muka bumi", tidak terlepas terkait dengan konsep "biosfer". Batas biosfer adalah batas-batas kehidupan.

Organisasi fungsional spasial adalah mekanisme yang menjamin "keabadian geologis semua makhluk hidup". Manusia, sebagai penghuni biosfer, bersama dengan organisme heterotrofik lainnya adalah peserta langsung dalam siklus energi yang menyediakan kehidupan di Bumi.