Биосфера как одна из оболочек Земли

биосфера (греч. Ыоз — жизнь, ярка!га — шар, сфера) — сложная наружная оболочка Земли, населенная организмами, составляющими в совокупности живое вещество планеты. Это одна из важнейших геосфер Земли, являющаяся основным ком­понентом природной среды, окружающей человека.

Впервые термин «биосфера» был введен в науку геологом из Австрии Э. Зюссом в 1875 г. Он понимал под биосферой тонкую пленку жизни на земной поверхности. Роль и значение биосферы для развития жизни на нашей планете оказались на столько велики, что уже в первой трети XX в. возникло новое фундаментальное научное направление в естествознании — учение о биосфере, основоположником которого является великий русский ученый В.И. Вернадский.

Земля и окружающая ее среда сформировались в результа те закономерного развития всей Солнечной системы. Около 4,7 млрд лет назад из рассеянного в протосолнечной системе газо-пылевого вещества образовалась планета Земля. Как и дру гие планеты, Земля получает энергию от Солнца, достигаю щую земной поверхности в виде электромагнитного излучения. Солнечное тепло — одно из главных слагаемых климата Зем ли, основа для развития многих геологических процессов. 0| ромный тепловой поток исходит из глубин Земли.

По новейшим данным, масса Земли составляет 6-10²¹ т, объ ем — 1,083-10¹² км³, площадь поверхности — 510,2 млн км'. Размеры, а следовательно, и все природные ресурсы нашей плл неты ограничены.

Наша планета имеет неоднородное строение и состоит и 1 концентрических оболочек (геосфер) — внутренних и внешних К внутренним относятся ядро, мантия, а к внешним — лито сфера (земная кора), гидросфера, атмосфера и сложная обо лочка Земли — биосфера.

Литосфера {греч. «литое» — камень) — каменная оболом ка Земли, включающая земную кору мощностью (толщиной) от 6 (под океанами) до 80 км (горные системы) (рис. 6.1) Земная кора сложена горными породами. Доля различныхги/» ных породъ земной коре неодинакова — более 70% приходи 1 ся на базальты, граниты и другие магматические породы, око ло 17% — на преобразованные давлением и высокой темпера турой породы и лишь чуть больше 12% — на осадочные (табл. 6.1).

Земная кора — важнейший ресурс для человечества. Она содержит горючие полезные ископаемые (уголь, нефть, гори» чие сланцы), рудные (железо, алюминий, медь, олово и др.) н нерудные (фосфориты, апатиты и др.) полезные ископаемые.

Таблица 6.1

пч;твенные строительные материалы (известняки, пески, гра­ниц и др.).

Гидросфера{греч. «гидор» — вода) — водная оболочка Зем- п| Ее подразделяют на поверхностную и подземную.

Поверхностная гидросфера — водная оболочка поверхност­ной части Земли. В ее состав входят воды океанов, морей, озер, рек, водохр.нилищ, болот, ледников, снежных покровов и др. Все эти воды постоянно или временно располагаются на зем­ной поверхюсти и носят название поверхностных.

Поверхюстная гидросфера не образует сплошного слоя и прерывистопокрывает земную поверхность на 70,8%.

Подземн.ая гидросфера включает воды, находящиеся в верх­ней части зелной коры. Их называют подземными. Сверху под­земная гидрсфера ограничена поверхностью земли, нижнюю ее границу фоследить невозможно, так как гидросфера очень глубоко пршикает в толщу земной коры.

По отноцению к объему земного шара общий объем гидро­сферы не превышает 0,13%. Основную часть гидросферы (96,53%) сставляет Мировой океан (табл. 6.2). На долю под­земных вод приходится 23,4 млн км³, или 1,69% от общего объема гидрсферы, остальное — воды рек, озер и ледников.

Более 9>% всех водных ресурсов Земли составляют соле­ные воды аеанов, морей и др. Общий объем пресных вод на Земле раве! 28,25 млн км³, или около 2% общего объема гид­росферы. Основная часть пресных вод сосредоточена в ледни­ках, воды которых пока используются очень мало. На долю остальной части пресных вод, пригодных для водоснабжения, приходится 4,2 млн км³ воды, или всего лишь 0,3% объема гидросферы.

Гидросфера играет огромную роль в формировании при­родной среды нашей планеты. Весьма активно она влияет и на атмосферные процессы (нагревание и охлаждение воздушных масс, насыщение их влагой, и т. д.).

Атмосфера (греч. «атмос» — пар) — газовая оболочка Зем­ли, состоящая из смеси различных газов, водяных паров и пы­ли (табл. 6.3, по Н. Реймерсу, 1990). Общая масса атмосфе­ры — 5,15-10^!3 т. На высоте от 10 до 50 км, с максимумом кон­центрации на высоте 20-25 км, расположен слой озона, защи­щающий Землю от чрезмерного ультрафиолетового облучения, гибельного для организмов.

Атмосфера физически, химически и механически воздей­ствует на литосферу, регулируя распределение тепла и влаги. Погода и климат на Земле зависят от распределения тепла, дав­ления и содержания водяного пара в атмосфере. Водяной пар поглощает солнечную радиацию, увеличивает плотность воз­духа и является источником всех осадков. Атмосфера поддер­живает различные формы жизни на Земле.

В формировании природной среды Земли велика роль тро­посферы (нижний слой атмосферы до высоты 8-10 км в поляр­ных, 10-12 км в умеренных и 16-18 км в тропических широтах) и в меньшей степени стратосферы, области холодного разре­женного сухого воздуха толщиной примерно 20 км. Сквозь стра­тосферу непрерывно падает метеоритная пыль, в нее выбрасы­вается вулканическая пыль, а в прошлом — и продукты ядер­ных взрывов в атмосфере.

В тропосфере происходят глобальные вертикальные и го­ризонтальные перемещения воздушных масс, во многом опре­деляющие круговорот воды, теплообмен, трансграничный пе­ренос пылевых частиц и загрязнений.

Атмосферные процессы тесно связаны с процессами, про­исходящими в литосфере и водной оболочке.

К атмосферным явлениям относят: осадки, облака, туман, грозу, гололед, пыльную (песчаную) бурю, шквал, метель, из­морозь, росу, иней,обледенение, полярное сияние и др.

Атмосфера, гидросфера и литосфера тесно взаимодейству­ют между собой. Практически все поверхностные экзогенные геологические процессы обусловлены этим взаимодействием и проходят, как правило, в биосфере.

Биосфера — внешняя оболочка Земли, в которую входят часть атмосферы до высоты 25-30 км (до озонового слоя), прак­тически вся гидросфера и верхняя часть литосферы примерно до глубины 3 км. Особенностью этих частей является то, что они населены живыми организмами, составляющими живое вещество планеты. Взаимодействие абиотической части био­сферы — воздуха, воды и горных пород и органического веще­ства — биоты обусловило формирование почв и осадочных по­род. Последние, по В.И. Вернадскому, несут на себе следы дея­тельности древних биосфер, существовавших в прошлые гео­логические эпохи.