На высшей ступени иерархии биосистем находится глобальная экосистема – биосфера – совокупность всех живых организмов и их экологической среды в пределах планеты.
Термин «биосфера» впервые применил австрийский геолог Э. Зюсс (1873), определяя им пространство органической жизни на Земле.
Выдающаяся
роль в развитии учения о биосфере принадлежит русскому ученому В.И.
Вернадскому. В своем классическом труде «Биосфера» (1926 г.) он по
существу переоткрыл это понятие, придав ему смысл и статус глобальной
системы, в которой все живые организмы так взаимодействуют между собой и
с окружающей средой, что оказывают определяющее влияние на планетарные
геохимические и энергетические превращения.
Биосфера – это часть
земного шара, в пределах которой существует жизнь. Она представляет
собой оболочку Земли, состоящую из атмосферы, гидросферы и верхней части
литосферы, которые взаимно связаны сложными биохимическими циклами
миграции вещества и энергии.
Выдающийся русский учёный В.И.
Вернадский (1868-1945), один из создателей современного взгляда на
биосферу, определил её как наружную оболочку Земли, область
распространения жизни, основа которой - взаимодействие живого и косного
вещества.
Согласно современным
представлениям, биосфера – это своеобразная оболочка Земли, содержащая
всю совокупность живых организмов и ту часть вещества планеты, которая
находится в непрерывном обмене с этими организмами. В очень сложной по
составу, строению и организованности биосфере можно выделить
сравнительно небольшое число основных компонентов:
живое вещество
– это совокупность тел живых организмов, населяющих Землю вне
зависимости от их систематической принадлежности. Общий вес живого
вещества оценивается в 2400 млрд. т (в сухом виде). По определению В.И
Вернадского, живое вещество является одной из самых могущественных
геохимических сил нашей планеты;биогенное вещество
– это химические соединения, возникшие в результате жизнедеятельности
организмов. При этом образующиеся химические соединения могут и не
входить в состав тел организмов (каменный уголь, торф, гумус, мел,
известняк, нефть и т. д.); косное вещество
– это вещество, которое образуется без участия живого вещества (горные
породы земной коры неорганического происхождения, вода, компоненты
воздуха); биокосное вещество – это продукты переработки горных и осадочных пород организмами; вещество космического происхождения. Биосфера
в главных своих чертах может быть охарактеризована по отдельным
оболочкам, которые она охватывает: нижняя часть атмосферы, гидросфера и
верхняя часть литосферы.
Атмосфера –
это газовая оболочка, окружающая Землю. Атмосферой принято считать ту
область вокруг Земли, в которой газовая среда вращается вместе с Землёй
как единое целое. Через атмосферу осуществляется обмен вещества Земли с
космосом. Земля получает космическую пыль и метеоритный материал, теряет
самые легкие газы: водород и гелий. Атмосфера Земли насквозь
пронизывается мощной радиацией Солнца, которая определяет тепловой режим
поверхности планеты, вызывает диссоциацию молекул атмосферных газов и
ионизацию атомов.
Гидросфера – водная оболочка Земли. Вследствие
высокой подвижности, воды проникают повсеместно в различные природные
образования. Они находятся в виде паров и облаков в земной атмосфере,
формируют океаны и моря, существуют в замороженном состоянии в
высокогорных районах континентов и в виде мощных ледяных панцирей
покрывают полярные участки суши. Атмосферные осадки проникают в толщи
осадочных пород, образуя подземные воды. Вода способна растворять в себе
многие вещества, поэтому любые воды гидросферы можно рассматривать в
качестве естественных растворов различной степени концентрации. Наиболее
чистые атмосферные воды содержат 10-50 мг/л растворённых веществ, а
морская вода – до 35 г/л.
Литосфера – это верхняя твёрдая оболочка
Земли. В состав биосферы входят верхние горизонты литосферы
(литобиосфера), подвергающиеся ныне или подвергавшиеся в прошлом
воздействию живых организмов. К биосфере, например, относятся некоторые
полезные ископаемые, в частности, каменный уголь – продукт фотосинтеза
растений в прошлые геологические эпохи.
Общий химический состав
литобиосферы определяют немногие элементы (О, Si, Al, Fe, Са, Mg, Na,
К), которые слагают основную её массу. При этом наиболее
распространённым элементом является кислород, который прочно связан
хиически с другими элементами.