Pod biosferom se razumijeva ukupnost svih živih organizama na planeti. Oni naseljavaju sve kutke Zemlje: od dubina okeana, utrobe planete do zraka, stoga mnogi naučnici nazivaju ovu školjku sferom života. U njemu živi i sama ljudska rasa.
Sastav biosfere
Biosfera se smatra najglobalnijim ekosustavom na našoj planeti. Sastoji se od nekoliko područja. Uključuje hidrosferu, odnosno sve vodne resurse i rezervoare Zemlje. Ovo je Svjetski okean, podzemne i površinske vode. Voda je i životni prostor mnogih živih bića i neophodna supstanca za život. Podržava mnoge procese.
Biosfera sadrži atmosferu. U njemu postoje razni organizmi, a i sama je zasićena raznim plinovima. Od posebne vrijednosti je kisik, koji je neophodan za život svih organizama. Takođe, atmosfera igra presudnu ulogu u kruženju vode u prirodi, utječe na vrijeme i klimu.
Litosfera, odnosno gornji sloj zemljine kore, dio je biosfere. U njemu žive živi organizmi. Dakle, insekti, glodari i druge životinje žive u debljini Zemlje, biljke rastu, a ljudi žive na površini.
Svijet flore i faune najvažniji su stanovnici biosfere. Oni zauzimaju ogroman prostor ne samo na zemlji, već i plitko u dubinama, naseljavaju vodena tijela i nalaze se u atmosferi. Biljni oblici variraju od mahovine, lišajeva i trava do grmlja i drveća. Što se tiče životinja, najmanji predstavnici su jednoćelijski mikrobi i bakterije, a najveći kopnena i morska bića (slonovi, medvjedi, nosorozi, kitovi). Sve su vrlo raznolike, a svaka vrsta je važna za našu planetu.
Vrijednost biosfere
Biosferu su proučavali različiti naučnici u svim istorijskim erama. Ovoj je školjci veliku pažnju posvetio V.I. Vernadsky. Smatrao je da je biosfera određena granicama u kojima živi živa materija. Vrijedno je napomenuti da su sve njegove komponente međusobno povezane, a promjene u jednoj sferi dovest će do promjena u svim ljuskama. Biosfera igra bitnu ulogu u raspodjeli tokova energije na planeti.
Dakle, biosfera je životni prostor ljudi, životinja i biljaka. Sadrži najvažnije supstance i prirodne resurse poput vode, kiseonika, zemlje i drugih. Na to ljudi jako utječu. U biosferi postoji ciklus elemenata u prirodi, život je u punom jeku i provode se najvažniji procesi.
Utjecaj čovjeka na biosferu
Utjecaj čovjeka na biosferu je kontroverzan. Sa svakim stoljećem antropogena aktivnost postaje sve intenzivnija, destruktivnija i obimnija, stoga ljudi doprinose nastanku ne samo lokalnih ekoloških problema, već i globalnih.
Jedan od rezultata ljudskog uticaja na biosferu je smanjenje broja flore i faune na planeti, kao i nestanak mnogih vrsta sa lica zemlje. Na primjer, površine biljaka smanjuju se zbog poljoprivrednih aktivnosti i krčenja šuma. Mnogo drveća, grmlja i trava su sekundarne prirode, odnosno nove vrste su zasađene umjesto primarnog vegetacijskog pokrivača. Zauzvrat, lovci uništavaju populaciju životinja ne samo zbog hrane, već i radi prodaje vrijednih koža, kostiju, peraja morskih pasa, kljova slonova, rogova nosoroga i raznih dijelova tijela na crnom tržištu.
Antropogena aktivnost prilično snažno utječe na proces formiranja tla. Dakle, sječa drveća i oranje polja dovodi do erozije vjetra i vode. Promjena u sastavu vegetacijskog pokrova dovodi do činjenice da su druge vrste uključene u proces formiranja tla, pa se, prema tome, formira druga vrsta tla. Zbog upotrebe različitih gnojiva u poljoprivredi, ispuštanja čvrstog i tečnog otpada u zemlju, mijenja se fizičko-kemijski sastav tla.
Demografski procesi imaju negativan utjecaj na biosferu:
- stanovništvo planete raste, što sve više i više troši prirodne resurse;
- obim industrijske proizvodnje se povećava;
- pojavljuje se više otpada;
- površina poljoprivrednog zemljišta se povećava.
Treba napomenuti da ljudi doprinose zagađivanju svih slojeva biosfere. Danas postoji ogromna raznolikost izvora zagađenja:
- ispušni plinovi vozila;
- čestice koje se emituju tokom sagorevanja goriva;
- radioaktivne supstance;
- naftni proizvodi;
- emisije hemijskih jedinjenja u zrak;
- komunalni čvrsti otpad;
- pesticidi, mineralna gnojiva i poljoprivredna hemija;
- prljavi odvodi i iz industrijskih i iz opštinskih preduzeća;
- elektromagnetski uređaji;
- nuklearno gorivo;
- virusi, bakterije i strani mikroorganizmi.
Sve ovo dovodi ne samo do promjena u ekosustavima i smanjenja biološke raznolikosti na zemlji, već i do klimatskih promjena. Zbog uticaja ljudske rase na biosferu dolazi do efekta staklene bašte i stvaranja ozonskih rupa, topljenja ledenjaka i globalnog zatopljenja, promena nivoa okeana i mora, padavina kiselina itd.
Vremenom biosfera postaje sve nestabilnija, što dovodi do uništenja mnogih ekosistema planete. Mnogi naučnici i javne ličnosti zalažu se za smanjenje uticaja ljudske zajednice na prirodu kako bi se sačuvala Zemljina biosfera od uništenja.
Materijalni sastav biosfere
Sastav biosfere može se sagledati s različitih gledišta. Ako govorimo o materijalnom sastavu, onda on uključuje sedam različitih dijelova:
- Živa materija je ukupnost živih bića koja naseljavaju našu planetu. Imaju elementarni sastav, a u usporedbi s ostalim školjkama imaju malu masu, hrane se sunčevom energijom, distribuirajući je u okoliš. Svi organizmi čine snažnu geokemijsku silu koja se nejednako širi po površini zemlje.
- Biogena supstanca. To su one mineralno-organske i čisto organske komponente koje su stvorila živa bića, naime zapaljivi minerali.
- Inertna supstanca. To su anorganski resursi koji nastaju bez sudbine živih bića, sami po sebi, odnosno kvarcni pijesak, razne gline, kao i vodeni resursi.
- Bioinertna supstanca dobijena interakcijom živih i inertnih komponenata. To su tlo i stijene sedimentnog porijekla, atmosfera, rijeke, jezera i druga površinska područja.
- Radioaktivne supstance kao što su elementi uranijuma, radijuma, torija.
- Raspršeni atomi. Nastaju od supstanci kopnenog porijekla kada su pod utjecajem kosmičkog zračenja.
- Kozmička materija. Tela i supstance nastale u svemiru padaju na zemlju. To mogu biti i meteoriti i krhotine sa kosmičkom prašinom.
Slojevi biosfere
Treba imati na umu da su sve ljuske biosfere u stalnoj interakciji, pa je ponekad teško razlikovati granice određenog sloja. Jedna od najvažnijih ljuski je aerosfera. Dostiže nivo od oko 22 km iznad tla, gdje još uvijek postoje živa bića. Generalno, ovo je zračni prostor u kojem žive svi živi organizmi. Ova ljuska sadrži vlagu, energiju sunca i atmosferske plinove:
- kiseonik;
- ozon;
- CO2;
- argon;
- nitrogen;
- vodena para.
Broj atmosferskih plinova i njihov sastav ovisi o utjecaju živih bića.
Geosfera je sastavni dio biosfere, ona uključuje cjelokupnost živih bića koja naseljavaju nebeski svod. Ova sfera uključuje litosferu, svijet flore i faune, podzemne vode i zemni gasni omotač.
Značajan sloj biosfere je hidrosfera, odnosno sva vodna tijela bez podzemnih voda. Ova ljuska uključuje Svjetski okean, površinske vode, atmosfersku vlagu i ledenjake. Čitavu vodenu sferu naseljavaju živa bića - od mikroorganizama do algi, riba i životinja.
Ako detaljnije govorimo o tvrdoj ljusci Zemlje, onda se ona sastoji od tla, stijena i minerala. U zavisnosti od lokacijskog okruženja, postoje različite vrste tla koje se razlikuju po hemijskom i organskom sastavu, zavise od faktora okoline (vegetacija, vodna tijela, divljač, antropogeni uticaj). Litosfera se sastoji od ogromne količine minerala i stijena, koje su na zemlji predstavljene u nejednakim količinama. Trenutno je otkriveno više od 6 hiljada minerala, ali samo 100-150 vrsta su najčešće na planeti:
- kvarc;
- poljski špat;
- olivin;
- apatit;
- gips;
- karnalit;
- kalcit;
- fosforiti;
- silvinit itd.
Ovisno o količini stijena i njihovoj ekonomskoj upotrebi, neke od njih su dragocjene, posebno fosilna goriva, metalne rude i drago kamenje.
Što se tiče svijeta flore i faune, to je školjka koja uključuje, prema različitim izvorima, od 7 do 10 miliona vrsta. Pretpostavlja se da oko 2,2 miliona vrsta živi u vodama Svjetskog okeana, a oko 6,5 miliona - na kopnu. Predstavnike životinjskog svijeta na planeti naseljava približno 7,8 miliona, a oko milion biljaka. Od svih poznatih vrsta živih bića opisano je ne više od 15%, pa će čovječanstvu trebati stotine godina da prouči i opiše sve postojeće vrste na planeti.
Povezanost biosfere sa ostalim školjkama Zemlje
Svi sastavni dijelovi biosfere usko su povezani sa ostalim školjkama Zemlje. Ova manifestacija može se vidjeti u biološkom ciklusu, kada životinje i ljudi emitiraju ugljični dioksid, biljke ga apsorbiraju i oslobađaju kiseonik tokom fotosinteze. Dakle, ova dva plina se neprestano reguliraju u atmosferi zbog međusobne povezanosti različitih sfera.
Jedan od primjera je tlo - rezultat interakcije biosfere s drugim školjkama. Ovaj proces uključuje živa bića (insekti, glodari, gmizavci, mikroorganizmi), biljke, vodu (podzemne vode, padavine, vodena tijela), zračnu masu (vjetar), matične stijene, sunčevu energiju, klimu. Sve ove komponente polako međusobno djeluju, što doprinosi stvaranju tla prosječnom brzinom od 2 milimetra godišnje.
Kada komponente biosfere stupe u interakciju sa živim školjkama, stvaraju se stijene. Kao rezultat uticaja živih bića na litosferu nastaju naslage uglja, krede, treseta i krečnjaka. U toku međusobnog utjecaja živih bića, hidrosfere, soli i minerala, na određenoj temperaturi nastaju koralji, a iz njih se, pak, pojavljuju koraljni grebeni i otoci. Omogućava vam i regulaciju sastava soli voda Svjetskog okeana.
Razne vrste reljefa direktan su rezultat odnosa između biosfere i drugih školjki zemlje: atmosfere, hidrosfere i litosfere. Na određeni oblik reljefa utječu vodni režim područja i padavine, priroda zračnih masa, sunčevo zračenje, temperatura zraka, koje vrste flore ovdje rastu, koje životinje naseljavaju ovu teritoriju.
Vrijednost biosfere u prirodi
Važnost biosfere kao globalnog ekosistema planete teško se može precijeniti. Na osnovu funkcija ljuske svih živih bića, možemo shvatiti njen značaj:
- Energija. Biljke su posrednici između Sunca i Zemlje, a primajući energiju, dio se raspoređuje između svih elemenata biosfere, a dio koristi za stvaranje biogene materije.
- Plin. Regulira količinu različitih plinova u biosferi, njihovu distribuciju, transformaciju i migraciju.
- Koncentracija. Sva stvorenja selektivno vade hranjive sastojke, tako da mogu biti i korisni i opasni.
- Destruktivno. To je uništavanje minerala i stijena, organskih supstanci, što doprinosi novom prometu elemenata u prirodi, tijekom kojeg se pojavljuju nove žive i nežive tvari.
- Formiranje okoline. Utječe na uslove okoliša, sastav atmosferskih plinova, stijena sedimentnog porijekla i kopneni sloj, kvalitet vodene okoline, kao i na ravnotežu supstanci na planeti.
Dugo je vremena bila potcjenjivana uloga biosfere, jer je u usporedbi s drugim sferama masa žive materije na planeti vrlo mala. Uprkos tome, živa bića su moćna sila prirode bez koje bi mnogi procesi, kao i sam život, bili nemogući. U procesu aktivnosti živih bića formiraju se njihovi međusobni odnosi, utjecaj na neživu materiju, sam svijet prirode i izgled planete.
Uloga Vernadskog u proučavanju biosfere
Po prvi put je doktrinu biosfere razvio Vladimir Ivanovič Vernadski. Izolirao je ovu ljusku od ostalih zemaljskih sfera, aktualizirao njeno značenje i zamislio da je ovo vrlo aktivna sfera koja mijenja i utječe na sve ekosisteme. Naučnik je postao osnivač nove discipline - biogeokemije, na osnovu koje je potkrepljena doktrina biosfere.
Proučavajući živu materiju, Vernadsky je zaključio da su svi oblici reljefa, klima, atmosfera, stijene sedimentnog porijekla rezultat aktivnosti svih živih organizama. Jedna od ključnih uloga u tome dodijeljena je ljudima koji imaju ogroman utjecaj na tok mnogih zemaljskih procesa, budući da su određeni element koji posjeduje određenu silu sposobnu da promijeni lice planete.
Vladimir Ivanovič je u svom radu "Biosfera" (1926) predstavio teoriju svih živih bića, što je doprinijelo rođenju nove naučne grane. Akademik je u svom radu predstavio biosferu kao integralni sistem, pokazao njene komponente i njihove međusobne veze, kao i ulogu čoveka. Kada živa materija ulazi u interakciju s inertnom materijom, utječe se na niz procesa:
- geokemijska;
- biološki;
- biogeni;
- geološka;
- migracija atoma.
Vernadsky je naznačio da su granice biosfere polje postojanja života. Na njegov razvoj utječu temperatura kisika i zraka, voda i mineralni elementi, tlo i sunčeva energija. Znanstvenik je također identificirao glavne komponente biosfere, o kojima smo razgovarali gore, i identificirao glavnu - živu materiju. Takođe je formulisao sve funkcije biosfere.
Među glavnim odredbama Vernadskog učenja o životnom okruženju mogu se izdvojiti sljedeće teze:
- biosfera pokriva čitavu vodenu sredinu do okeanskih dubina, uključuje površinski sloj zemlje do 3 kilometra i vazdušni prostor do troposfere;
- pokazao je razliku između biosfere i drugih ljuski svojom dinamičnošću i stalnom aktivnošću svih živih organizama;
- specifičnost ove ljuske leži u neprekidnom kruženju elemenata žive i nežive prirode;
- aktivnost žive materije dovela je do značajnih promjena na cijeloj planeti;
- postojanje biosfere je zbog astronomskog položaja Zemlje (udaljenost od Sunca, nagib osi planete), koji određuje klimu, tok životnih ciklusa na planeti;
- Sunčeva energija izvor je života za sva bića u biosferi.
Možda su ovo ključni pojmovi o životnom okruženju koje je Vernadsky postavio u svom učenju, iako su njegova djela globalna i potrebno ih je dalje razumjeti, oni su relevantni do danas. Postali su osnova za istraživanje drugih naučnika.
Izlaz
Sumirajući, treba napomenuti da se život u biosferi raspoređuje na različite načine i neravnomjerno. Veliki broj živih organizama živi na površini zemlje, bilo da je riječ o vodenoj ili suvoj zemlji. Sva bića su u kontaktu s vodom, mineralima i atmosferom, te su u kontinuiranoj komunikaciji s njima. To je ono što pruža optimalne uvjete za život (kisik, voda, svjetlost, toplota, hranjive tvari). Što je dublje u okeansku vodu ili pod zemlju, život je monotoniji.Živa se materija također širi po tom području, a vrijedi primijetiti raznolikost životnih oblika na cijeloj zemaljskoj površini. Da bismo razumjeli ovaj život, trebat će nam više od desetak godina, ili čak stotine, ali moramo cijeniti biosferu i zaštititi je od našeg štetnog, ljudskog utjecaja danas.
