Загальні характеристики та ознаки
Для того щоб визначити основні властивості біосфери, необхідно спочатку зрозуміти з чим ми маємо справу. Яка форма його організації та існування? Як вона влаштована і взаємодіє із зовнішнім світом? В кінцевому рахунку, що це?З появи терміна в кінці XIX століття і до створення цілісного вчення біогеохімік і філософом В.І. Вернадським, визначення поняття «біосфера» зазнало значних змін. Воно перейшло з розряду місця або території, де мешкають живі організми в розряд системи, що складається з елементів або частин, що функціонує за певними правилами для досягнення конкретної мети. Саме від того, в як розглядати біосферу, і залежить, які властивості їй притаманні.
В основу терміна покладені давньогрецькі слова: βιος - життя і σφαρα - сфера або куля. Тобто це деяка оболонка Землі, де є життя. Земля, як самостійна планета, за твердженням вчених виникла близько 4,5 млрд. Років тому, а ще через мільярд років на ній з'явилося життя.
Архей, протерозой і фанерозой еон. Еони складаються з ер. Останній складається з палеозойської, мезозойської і кайнозойської. Ери з періодів. Кайнозойская з палеогену і неогену. Періоди з епох. Нинішня - голоценових - почалася 11,7 тисяч років тому.
Межі і шари поширення
Біосфера має вертикальну та горизонтальну поширення. Вертикально її прийнято умовно розділяти на три шари, де існує життя. Це літосферу, гідросферу і атмосферу. Нижня межа літосфери досягає 7,5 км від поверхні Землі. Гідросфера розташовується між літосферою і атмосферою. Її максимальна глибина 11 км. Атмосфері покриває планету зверху і життя в ній існує, імовірно, на висоті до 20 км.Крім вертикальних шарів, біосфера має горизонтальне поділ або зональність. Ця зміна природного середовища від екватора Землі до її полюсів. Планета має форму кулі і тому кількість вступників на її поверхню світла і тепла різному. Найбільші зони - це географічні пояси. Починаючи від екватора, йде спочатку екваторіальний, вище тропічний, потім помірний і, нарешті, біля полюсів - арктичний або антарктичний. Усередині поясів розташовуються природні зони: лісів, степу, пустель, тундри і так далі. Ці зони характерні не тільки для суші, але і для Світового океану. У горизонтальному розташуванні біосфери є своя висотність. Вона визначається поверхневим будовою літосфери і відрізняється від підніжжя гори до її вершини.
Флора і фауна
На сьогоднішній день флора і фауна нашої планети налічує близько 3000000 видів, а це всього лише 5% від усієї кількості видів, які встигли «пожити» на Землі. У науці знайшли своє опис близько 1,5 млн. Видів тварин і 0,5 млн. Видів рослин. Є не тільки неописані види, а й незвідані області Землі, видове наповнення яких, невідомо.
Таким чином, біосфера має часової і просторової характеристикою, а видовий склад живих організмів, її наповнює, змінюється як в часі, так і в просторі - по вертикалі і горизонталі. Це і привело вчених до висновку, що біосфера не є площинний структурою і має ознаки тимчасової і просторової змінністю. Залишилося визначити, під впливом, якого зовнішнього фактора, вона змінюється в часі, просторі і структурі. Цим фактором є сонячна енергія.Якщо прийняти, що види всіх живих організмів незалежно від просторових і часових рамок, - це частини, а їх сукупність - ціле, то їх взаємодія один з одним і з зовнішнім середовищем, є системою. Л фон Берталанфі і Ф.І. Перегудов, даючи визначення системи, стверджували, що вона це комплекс взаємодіючих компонентів, або сукупність елементів, які перебувають у взаєминах один з одним і з середовищем, або безліч взаємопов'язаних елементів, відокремлених від середовища і взаємодіючих з нею, як ціле.
Біосферу як єдину цілісну систему можна умовно розділити на складові частини. Найпоширеніше таке поділів - це видове. Кожен вид тварин або рослин приймається за складову частину системи. Його також можна визнати системою, зі своєю структурою і складом. Але вид не існує відокремлено. Його представники живуть на певній території, де вони взаємодіють не тільки між собою і навколишнім середовищем, а й з іншими видами. Таке проживання видів, на одній місцевості, називають екосистемою. Найменша екосистема, в свою чергу, входить у велику. Та в ще більшу і так до глобальної - до біосфери. Таким чином, біосферу, як систему, можна розглядати що складається з частин, якими є або види, або біосфери. Різниця лише в тому, що вид можна ідентифікувати, тому, як він має ознаки, що відрізняють його від інших. Він самостійний і в інші види - частини не входить. З біосферами таке розмежування неможливо - одна частина іншої. Система має ще двома істотними ознаками. Вона створена для досягнення певної мети і функціонування цілої системи ефективніше кожної її частини окремо.Таким чином, властивості як системи, в її цілісності, синергетичного та ієрархічності. Цілісність полягає в тому, що зв'язки між її частинами або внутрішні зв'язки набагато сильніше, ніж з навколишнім середовищем або зовнішні. Синергетичність або системний ефект в тому, що можливості всієї системи набагато більше суми можливостей її частин. І, хоча кожен елемент системи сам система, тим не менш, він лише частина загальної і більшою. В цьому її ієрархічність.
Біосфера - це динамічна система, яка змінює свій стан під зовнішнім впливом. Вона відкрита, тому що обмінюється речовиною та енергією з зовнішнім середовищем. У неї складна структура, так як складається з підсистем. І, нарешті, вона природна система - утворилася в результаті природних змін на протязі багатьох років.
Завдяки цим якостям вона може сама себе регулювати і організовувати. Це і є основні властивості біосфери.
В середині XX століття поняття саморегулювання вперше застосував американський фізіолог Уолтер Кеннон, а англійський психіатр і кібернетик Вільям Росс Ешбі ввів термін самоорганізації і сформулював закон про необхідному розмаїтті. Цей кібернетичний закон формально доводив, необхідність великого видового різноманіття для стійкості системи. Чим різноманітність більше, тим ймовірність системи утримати свою динамічну стабільність перед великими зовнішніми впливами, вище.
Реагувати на зовнішній вплив, чинити опір йому і долати, відтворювати себе і відновлювати, тобто зберігати своє внутрішнє сталість, така мета системи під назвою біосфера. Ці якості всієї системи побудовані на здатності її частини, якою є вид, підтримувати певну чисельність або гомеостаз, а також кожної окремої особини чи живого організму зберігати свої фізіологічні кондиції - гомеостат.
Як видно, ці властивості виробилися у неї під впливом і для протидії зовнішнім факторам.
Основним зовнішнім чинником є сонячна енергія. Якщо кількість хімічних елементів і сполук обмежено, то енергія Сонця надходить постійно. Завдяки їй і відбувається міграція елементів по харчовому ланцюгу від одного живого організму до іншого і перетворення з неорганічного стану в органічне і назад. Енергія прискорює перебіг цих процесів всередині живих організмів і за швидкістю реакції вони відбуваються набагато швидше, ніж у зовнішньому середовищі. Кількість енергії стимулює до росту, розмноження і збільшення чисельності видів. Різноманітність, в свою чергу, дає можливість додаткового опору зовнішньому впливу, так як виникає можливість дублювання, підстраховування або заміни видів в харчовому ланцюгу. Міграція елементів, таким чином, буде додатково забезпечена.вплив людини
Єдиною частиною біосфери незацікавленої в збільшенні видової різноманітності системи є людина. Він всіляко прагне спростити екосистеми, тому що так він зможе ефективніше за нею стежити і регулювати залежно від своїх потреб. Тому все біосистеми, штучно створені людиною або ступінь його впливу, на які істотна, дуже мізерні в видовому плані. А їх стійкість і здатність до самовідновлення і саморегулювання прагне до нуля.З появою перших живих організмів, вони почали змінювати умови існування на Землі під свої потреби. З появою людини, вже він став змінювати біосферу планети так, щоб його життя було максимально комфортною. Саме комфортної, тому що про виживання або збереженні життя мова не йде. За логікою, має з'явитися щось, що буде змінювати в своїх цілях вже самої людини. Цікаво, що це буде?