فردی به طور معمول فضای اطراف را طبیعت یا زیستگاه می نامد. بسیاری از ما دانش اساسی در مورد این مفهوم در درس های مدرسه دریافت کردیم: تاریخ طبیعی (پایه 3)، جغرافیا و زیست شناسی (4)، آناتومی و شیمی (6). اما تعداد کمی از آنها می دانند که چگونه این علوم با هم ترکیب می شوند، جز اینکه همه آنها به حوزه علوم طبیعی تعلق دارند. برای خلاصه کردن تمام دانش بشر در مورد دنیای اطراف، یک نام بزرگ ایجاد شده است - بیوسفر. علیرغم سالها تحقیق و مطالعه دقیق، سیاره زمین هنوز به دانشمندان دلیلی می دهد تا در مورد فرآیندهایی که روی آن اتفاق می افتد فکر کنند.
تعریف
بیوسفر به چه چیزی می گویند؟ تفاسیر بسیار زیادی از این اصطلاح در ادبیات وجود دارد و همه آنها در محتوا متفاوت هستند، اما تقریباً از نظر معنایی یکسان هستند. بیشتر اوقات، بیوسفر را اکوسیستم جهانی سیاره می نامند که انسان به عنوان یکی از معدود گونه ها در آن گنجانده شده است.اگر نام "زیست کره" را به معنای واقعی کلمه از زبان یونانی باستان ترجمه کنیم، آنگاه دو ریشه دارد. «کره» به معنای «منطقه، کره، توپ» است و ریشه «بیوس» به «زندگی» ترجمه شده است. این یک نام نسبتاً بزرگ و دقیق است که در واقع یک علم پیچیده و چند وجهی را تعریف می کند. وی. او این مفهوم را مجموعه ای از دانش علمی درباره زمین تعریف می کند که شامل جغرافیا، ژئوشیمی، زیست شناسی، زمین شناسی می شود. بیوسفر مجموعه ای از پوسته های زمین است که بر اساس اصل حضور موجودات زنده و زیستگاه آنها ترکیب شده اند. همه کره ها از نظر ترکیب، عملکرد و خواص متفاوت هستند، اما هر یک از آنها نقش مهمی در وجود و تکامل جهان اطراف ما دارند.
آموزش در مورد بیوسفر
فیلسوف، دانشمند، زمین شناس و بیوشیمیدان V. I. Vernadsky یک سیستم یکپارچه از دانش را ایجاد کرد. تا اوایل قرن بیستم، کارهای تحقیقاتی زیادی در مورد مطالعه زمین و فرآیندهای رخ داده در آن انجام شد، اما دانشمند بزرگ روسی موفق شد این مطالب را عمیق و تعمیم دهد. در آغاز قرن نوزدهم، لامارک طبیعت‌گرای فرانسوی، مفهوم اولیه علم آینده را تعریف کرد، اما نامی برای آن نگذاشت. دیرینه‌شناس و زمین‌شناس اتریشی، ادوارد سوس، اصطلاح «زیست کره» را در سال 1875 ابداع کرد که هنوز هم استفاده می‌شود. او این علم را به عنوان دانش در مورد تمام حیات در سیاره ما تعریف می کند. تنها پس از 50 سال ورنادسکی رابطه موجودات زنده و مواد معدنی و گردش آنها را ثابت خواهد کرد. آنچه نامیده می شودزیست کره در مرحله کنونی؟ این یکی از پوسته های این سیاره است که در آن عناصر طبیعی با منشأهای مختلف برهم کنش می کنند، این ترکیب آنهاست که یک سیستم منحصر به فرد و متعادل را ایجاد می کند.
اتمسفر
پوسته هوای بیرونی سیاره زمین. بیشتر جرم آن در همان سطح متمرکز است و در ارتفاع تا سه هزار کیلومتر گسترش می یابد. جو از همه پوسته ها سبک ترین است، فقط به دلیل جاذبه سیاره از سطح خارج نمی شود، بلکه با افزایش ارتفاع، لایه های آن به تدریج تخلیه می شود. لایه اوزون با کاهش سطح اشعه ماوراء بنفش که به زمین برخورد می کند، در برابر قرار گرفتن در معرض رادیواکتیو خورشید محافظت می کند. ترکیب جو شامل گازهایی است: دی اکسید کربن، نیتروژن، اکسیژن، آرگون که وجود موجودات زنده را تضمین می کند.
هیدروسفر
زیست کره زمین شامل بخشی از پوسته آب این سیاره است. ترکیب آن با توجه به حالت تجمع ماده متفاوت است. هیدروسفر تمام منابع آبی روی کره زمین را که می توانند به صورت مایع، گاز و جامد باشند، متحد می کند. لایه‌های سطحی اقیانوس جهانی گرمای حاصل از خورشید را از طریق جو توزیع می‌کنند. آب در فرآیند گردش مواد در طبیعت از اهمیت ویژه ای برخوردار است، زیرا متحرک ترین بخش است. موجودات بیوسفر به طور کامل بر عنصر آب تسلط یافته اند، آنها را می توان در عمیق ترین حوضه های پایین اقیانوس جهانی و در یخچال های طبیعی قطب شمال یافت. ترکیب شیمیایی هیدروسفر شامل عناصر اصلی زیر است: منیزیم، سدیم، کلر،گوگرد، کربن، کلسیم، و غیره.
لیتوسفر
در منظومه شمسی ما، همه سیارات پوسته جامد ندارند، زمین در این مورد یک استثنا است. لیتوسفر توده عظیمی از سنگ (سخت) است که بخشی از زمین را تشکیل می دهد و به عنوان بستر اقیانوس ها عمل می کند. ضخامت این پوسته زمین از 70 تا 250 کیلومتر است، ترکیب آن از نظر تعداد عناصر شیمیایی (سیلیکون، آلومینیوم، آهن، اکسیژن، منیزیم، پتاسیم، سدیم و غیره) متنوع ترین است. برای وجود همه موجودات زنده ضروری است. این ژئوسفر با کمترین عرض لایه توزیع حیات مشخص می شود. توسعه یافته ترین لایه فوقانی لیتوسفر است که چندین متر است. با افزایش عمق، دما و چگالی پوسته سخت افزایش می‌یابد که همراه با عدم وجود نور، وجود موجودات زنده را غیرممکن می‌کند.
زیست کره
این ژئوسفر تمام پوسته های زمین (هیدروسفر، اتمسفر و لیتوسفر) را با وجود ماده زنده در آنها متحد می کند. به سختی می توان نقش بیوسفر را برای همه بشریت بیش از حد ارزیابی کرد، این محیط زیست و منبع منشاء است. این سیستم پیچیده ای از روابط متقابل است که امکان وجود هر موجودی را به دلیل تبادل ماده و انرژی تعیین می کند. بیش از 40 عنصر شیمیایی در فرآیند گردش خون دخالت دارند که به طور مداوم بین ترکیبات آلی و معدنی اتفاق می افتد. منبع اصلی انرژی خورشید است. زمین در فاصله بهینه از ستاره قرار دارد و مجهز به محافظ استمانع جو بنابراین در کنار ماده زنده، انرژی خورشیدی مهمترین عامل بیوشیمیایی در وجود بیوسفر است. به دلیل تأثیر تعدادی از عوامل، فرآیندهای در حال انجام یک شکل چرخه ای کامل دارند، آنها گردش ماده را بین جو، لیتوسفر، هیدروسفر و موجودات زنده تضمین می کنند.
مرزهای زیست کره
هنگام تجزیه و تحلیل طول پوسته بیوسفر، می توان توزیع ناهموار آن را مشاهده کرد. مرز پایینی در لایه‌های لیتوسفر قرار دارد و کمتر از 4 کیلومتر نیست. لایه بالایی پوسته زمین - خاک - از نظر چگالی محتوای ماده زنده اشباع ترین لایه زیست کره است. هیدروسفر که شامل گستره های اقیانوس جهانی، رودخانه ها، دریاچه ها، باتلاق ها، یخچال های طبیعی است، به طور کامل بخشی از "پوسته زنده" است. بیشترین غلظت ارگانیسم ها در لایه های سطحی و ساحلی توده های آبی مشاهده می شود، اما حیات در حوضه های اعماق دریا، حداکثر عمق بیش از 11 کیلومتر و در رسوبات کف نیز وجود دارد. مرز بالایی بیوسفر در فاصله 20 کیلومتری از سطح قرار دارد. اتمسفر "لایه زنده" را به سپر ازن محدود می کند، که در بالای آن موجودات زنده توسط امواج فرابنفش موج کوتاه از بین می روند. بنابراین، حداکثر غلظت ماده زنده در مرزهای لیتوسفر و جو قرار دارد.
ترکیب
دکترین بیوسفر توسط VI Vernadsky ایجاد شد، او همچنین نقش کلیدی موجودات را در شکل گیری و عملکرد "پوسته زنده" زمین تعیین کرد. پیش از این، دانشمندان دیگر به نتایج مشابهی رسیدند، اما روسیطبیعت گرا توانست نیاز به حضور در ساختار ترکیبات معدنی را اثبات کند که در چرخه کلی نیز شرکت می کنند. به نظر او، بیوسفر دارای ترکیب زیر است:
- جانداران زنده (توده بیولوژیکی، کل همه گونه ها).
- مواد بیوژنیک (که در طول حیات موجودات زنده ایجاد می شود، محصول فرآوری آنهاست).
- مواد بی اثر (ترکیبات غیر آلی که بدون مشارکت موجودات زنده ایجاد می شوند).
- ماده بی اثر زیستی (به طور مشترک توسط موجودات زنده و ماده بی اثر تشکیل شده است).
- ماده ای با منشأ کیهانی.
- اتمهای پراکنده.
سابقه وقوع
میلیاردها سال پیش، پوسته جامد زمین، لیتوسفر، تشکیل شد. مرحله بعدی شکل گیری چیزی که بیوسفر نامیده می شود به دلیل فرآیندهای زمین شناسی رخ داد که صفحات تکتونیکی را به حرکت درآورد، فوران های آتشفشانی، زلزله و … را ایجاد کرد و پس از تشکیل اشکال پایدار زمین شناسی، نوبت به پیدایش موجودات زنده رسید. آنها به دلیل انتشار فعال عناصر بیوشیمیایی مختلف که در طول تشکیل لیتوسفر رخ داد، فرصت توسعه یافتند. چندین میلیون سال است که مواد زنده شرایط قابل قبولی برای زندگی ایجاد کرده اند. با توجه به تکامل مرحله‌ای آن، ترکیب گازی جو تشکیل شد. برهمکنش مداوم ترکیبات آلی و معدنی تحت تأثیر انرژی خورشید باعث شد تا مواد زنده در سراسر سیاره پخش شوند وظاهر او را به طور قابل توجهی تغییر دهید.
تکامل
نخستین موجودات زنده روی زمین در هیدروسفر ظاهر شدند، خروج تدریجی آنها به خشکی برای مدت طولانی به طول انجامید. توسعه پوسته دیگری از بیوسفر - لیتوسفر، باعث تشکیل لایه اوزون شد. به دلیل فرآیند فتوسنتز، توده بیولوژیکی عظیمی دی اکسید کربن را از جو جذب کرده و اکسیژن آزاد می کند. در این مورد، ماده زنده از یک منبع تقریباً پایان ناپذیر انرژی - خورشید - استفاده می کند. موجودات هوازی که فاقد مواد آلی در ضخامت هیدروسفر بودند، به سطح زمین آمدند و به دلیل چرخه انرژی، روند تکامل را به میزان قابل توجهی تسریع کردند. در حال حاضر، "پوسته زنده" زمین در حالت تعادل پایدار است، اما بشریت بر آن تأثیر منفی فزاینده ای اعمال می کند. کره جدیدی از زمین در حال ایجاد است - نووسفر، به کمک هماهنگ تر انسان و طبیعت دلالت دارد، اما این یک موضوع جداگانه و بسیار جالب برای مطالعه است. زیست کره به کار خود ادامه می دهد، با وجود کاهش قابل توجه زیست توده، "پوسته زنده" به دنبال جبران آسیب های ناشی از فعالیت های انسانی است. همانطور که تاریخ نشان می دهد، این فرآیند می تواند زمان قابل توجهی را ببرد.
عملکردهای بیوشیمیایی
جزء اصلی در ساختار بیوسفر، زیست توده است. تمام عملکردهای بیوشیمیایی "پوسته زنده" را انجام می دهد، ترکیب آن را در حالت تعادل حفظ می کند و روند گردش مواد و انرژی را تضمین می کند. تابع گاز ترکیب بهینه جو را حفظ می کند. او استاین عمل توسط فتوسنتز گیاهان انجام می شود که اکسیژن آزاد می کنند و دی اکسید کربن را جذب می کنند. موجودات زنده در طول بازدم و تجزیه CO2 منتشر می کنند. تبادل گاز به طور مداوم اتفاق می افتد، ترکیبات معدنی در طی واکنش های شیمیایی در آن شرکت می کنند. عملکرد انرژی شامل جذب و تبدیل زیست توده (گیاه) یک منبع خارجی - نور خورشید است. عملکرد غلظت، تجمع مواد مغذی را تضمین می کند. همه موجودات در فرآیند زندگی سطح لازم از محتوای عناصر بیوشیمیایی را جمع می کنند که پس از مرگ آنها به شکل ترکیبات آلی و معدنی به بیوسفر باز می گردد. تابع ردوکس یک واکنش بیوشیمیایی است. در طول زندگی یک موجود زنده رخ می دهد و یک پیوند ضروری در گردش مواد است.
زیست توده
همه موجودات زنده به طور نابرابر در کره های زمین توزیع شده اند. بیشترین غلظت زیست توده در محل اتصال ژئوسفرهای سیاره مشاهده می شود. این به دلیل شکل گیری شرایط مطلوب زندگی (دما، رطوبت، فشار، وجود ترکیبات بیوشیمیایی) اتفاق می افتد. ترکیب زیست توده نیز از یک نوع نیست. در خشکی، گیاهان دارای مزیت هستند؛ در هیدروسفر، حیوانات اساس ماده زنده را تشکیل می دهند. چگالی زیست توده به موقعیت جغرافیایی، عمق سکونت در لیتوسفر و ارتفاع در جو بستگی دارد. تعداد گونه های گیاهی و جانوری بسیار زیاد است، اما زیستگاه همه موجودات زیست کره است. زیست شناسی، به عنوان یک علم جداگانه، تا حد زیادی استتمام فرآیندهایی که در آن اتفاق می افتد را توضیح می دهد. این منشاء، تولید مثل، مهاجرت انواع زیست توده است.
ویژگی های زیست کره
اهمیت و مقیاس "پوسته زنده" زمین، مطالعه مداوم آن توسط نسل های جدید دانشمندان علوم طبیعی را تضمین می کند. این سیستم در یکپارچگی، توسعه پویا، تعادل منحصر به فرد است. به عنوان اصلی‌ترین و شگفت‌انگیزترین ویژگی آن، می‌توان انعطاف‌پذیری و توانایی بازیابی را مشخص کرد. تعداد فجایع در طول وجود بیوسفر به عنوان یک فیلم زنده از این سیاره بسیار زیاد است. آنها منجر به انقراض بیشتر زیست توده شدند، ظاهر سیاره را به طور قابل توجهی تغییر دادند، فرآیندهای رخ داده در سطح و هسته آن را اصلاح کردند. اما پس از هر ضربه، زیست کره به شکلی تغییر یافته بازسازی می شد و با تأثیر منفی سازگار می شد یا آن را سرکوب می کرد. به همین دلیل است که زیست کره زمین یک موجود زنده است که می تواند به طور مستقل تمام فرآیندهای رخ داده در طبیعت را تنظیم کند.
چشم انداز توسعه
هر کودک مدرن در مدرسه ابتدایی درسی مانند تاریخ طبیعی (کلاس 3) مطالعه می کند. در این درس ها برای یک آدم کوچک توضیح می دهند که دنیای اطراف چیست و بر اساس چه قوانینی وجود دارد. شاید ارزش این را داشته باشد که برنامه را کمی تغییر دهیم و به کودکان احترام بگذاریم و به طبیعت عشق بورزند، در این صورت بشریت بتواند یک ژئوسفر جدید ایجاد کند. تمام دانش انباشته شده در طول قرن ها در مورد بیوسفر باید برای توسعه بیشتر آن به کار گرفته شود، که متضمن اتحاد طبیعت و انسان است. قبل از اینکه خیلی دیر شود برای اصلاح آنچه انجام شده استآسیب به محیط زیست، مردم باید در مورد این واقعیت فکر کنند که "پوسته زنده" زمین می تواند خود به خود بهبود یابد، اما در عین حال می تواند جسمی را که باعث آسیب دائمی به یکپارچگی و هماهنگی آن می شود، از بین ببرد.
