Что такое биосфера, каковы ее границы и другие интересные факты

Земля — единственная известная планета, на которой сложилась зона жизни. Её назвали биосферой. Об особенностях и устройстве биосферы рассказывают профильные издания.

КЛЮЧЕВЫЕ МОМЕНТЫ

• Биосфера — это оболочка Земли, заселенная живыми организмами. Её границы простираются от 15-20 км в атмосфере до 3,5-7,5 км в литосфере, а масса составляет менее 0,0007% от массы планеты.
• Биосфера включает живое вещество, биогенное, косное и биокосное вещества. Она разделена на биомы — крупные экосистемы с характерной флорой и фауной, различающиеся по широтам.
• Жизнь на Земле зародилась около 3,5 млрд лет назад. Для сохранения биосферы важно поддерживать биоразнообразие, так как даже незначительные виды могут иметь решающее значение для стабильности экосистемы.

Биосфера составляет меньше тысячной части массы Земли

Что такое биосфера? По определению Новой всемирной энциклопедии New World Encycloedia (NWE), это просто жизнь на Земле, совокупность всех живых существ. Уточненное определение описывает биосферу как оболочку планеты, которая заселена живыми организмами и находится под их воздействием.

Концепцию биосферы в начале XIX века предложил учёный-естествоиспытатель Жан Батист Ламарк. Термин «биосфера» как место на поверхности Земли, где обитает жизнь, в 1875 году в научный оборот ввел геолог Эдуард Зюсс. Эту концепцию отражают все науки, которые изучают биосферу: астрономия, геофизика, геология, гидрология и многие другие. Целостное учение о биосфере принадлежит ученому ХХ века академику Владимиру Вернадскому.

Научно-популярный журнал National Geographic утверждает, что биосфера состоит из частей Земли, где существует жизнь, — воздуха, земли, воды. Жизнь обитает в четырёх средах:

• наземно-воздушной;
• водной;
• почвенной;
• организменной (в теле живых организмов).

Биосфера как совокупность всех живых организмов многочисленна и разнообразна. Её составляют растения, животные, грибы, микроорганизмы. По утверждению энциклопедии Britannica, количество их видов — от 3 до 30 млн, а точнее оценено быть не может. При этом вся масса биосферы составляет менее 1/1000 массы планеты (0,0007%).

Ширина биосферы чуть больше 20 км

Каковы границы биосферы? Различные формы жизни существуют в таких пределах:

• Верхняя граница — в нижней части атмосферы на высоте до 15–20 км. Высота ограничена озоновым слоем, который задерживает губительные для организмов ультрафиолетовые лучи. Как утверждает NWE, эта часть составляет 1% массы всей биосферы.
• Нижняя граница — в литосфере на глубине 3,5–7,5 км. Литосфера составляет 82% массы всей биосферы. На такой глубине живут микроорганизмы. NWE предполагает, что их масса может быть больше, чем все организмы на поверхности Земли.
• Между атмосферой и литосферой находится гидросфера (океаны, воды континентов, ледники), которая составляет больше 8% массы всей биосферы. Дно Мирового океана местами достигает глубины 10–11 км.

В среднем ширина биосферы на планете превышает 20 км. Все части биосферы гармонично взаимодействуют между собой. Это взаимодействие неотъемлемо, поэтому всю Землю можно рассматривать как живой организм.

Биосферу составляют разные вещества

Живые организмы изначально зародились под влиянием солнечной энергии из неживой материи. Поэтому состав биосферы разнообразен. Его части:

• Живое вещество, которое рассматривается как совокупность тел живых организмов. Его масса составляет менее 1/1 000 000 части всей биосферы. Но это самая могущественная сила, которая не только населяет планету, но преобразует её облик.
• Биогенное вещество, которое создается и перерабатывается живыми организмами. За всю историю своего развития они многократно пропустили через себя большую часть атмосферы, гидросферы, минеральных веществ. Как результат их деятельности на планете накопились запасы угля, нефти, газа.
• Косное вещество (вода, минералы, горные породы), которые образовались без участия живых организмов. Оно многократно превосходит массу живого вещества. Само косное вещество может усваиваться живыми организмами.
• Биокосное вещество, созданное живыми организмами и косным веществом. Пример — почва, ил.

Кроме того, в состав биосферы входят вещества, которые находятся в радиоактивном распаде. В неё попадают и вещества космического происхождения.

Жизнь зародилась 3,5 млрд лет назад

Энциклопедия Britannica описывает Землю до появления жизни как скалистый шар с мелкими морями и тонкой полоской газов. Он в целом был враждебным жизни и бесплодным. В какой момент на Земле появилась биосфера? Планета миллионы лет аккумулировала солнечную энергию, а первые свидетельства жизни появились на ней 3,5 млрд лет назад.

Это были бесформенные желеобразные комочки, которые собирали энергию из окружающей среды. Самые ранние формы — прокариоты, которые могли жить без кислорода. Они были так многочисленны, что своими фотосинтезирующими процессами изменили атмосферу, создали смесь газов, пригодную для новых форм жизни. Появились водоросли, простейшие организмы, начался процесс почвообразования. Так зародилась биосфера или зона жизни.

Дальше развивались растения, животные, потребляющие растения, появились и другие пищевые цепочки. Обмен энергией и пищей создал саморегулируемую систему. Биосфера стала характеризоваться непрерывным круговоротом материи.

Биосфера планеты разделена на биомы

Вся экосистема планеты разделена географическими широтами на части, которые отличаются особой флорой и фауной. В каждой природно-климатической зоне сложилась своя совокупность экосистем, которую называют биомами. Так, отличаются формы жизни в сосновом лесу или на коралловых рифах.

Биомы — это биосистемы очень крупных регионов или субконтинентов. Их классификация включает более 30 типов, которые характеризуются по принципу широтной зональности:

• Самые бесплодные биомы около полярных кругов. В этих и умеренных широтах сравнительно небольшой объём биомассы, адаптированной к холоду.
• Самые густонаселённые биомы около экватора, в зоне тропических влажных лесов.

Выделяются также биомы тундры, тайги, широколиственных лесов, степи, саванны, пустыни. Отдельно рассматриваются биомы водных систем — морские, речные, в стоячих или проточных водах.

Биосферу сохраняет разнообразие видов

Когда население планеты было малочисленным, его влияние на биосферу было небольшим. С ростом численности нарушилось равновесие, человечество живёт за счёт биосферы, но безжалостно эксплуатирует свою зону жизни.

При этом растёт скорость вымирания видов, ежегодно их пропадает до 27 тысяч, в большинстве это мелкие тропические организмы. Но нормальное функционирование биосферы зависит от взаимодействия всех видов, и мир начал осознавать эту взаимозависимость, что особенно подчеркивает издание Britannica. Для поддержания жизни требуется сохранение разнообразия видов, потому что самые незначительные из них могут иметь решающее значение для стабильности экосистемы, её долгосрочного функционирования.

Биосфера и жизнь на планете — понятия взаимозависимые. Требуется сохранить между ними равновесие и гармонию для дальнейшего существования.