Биология. 10 класс

Атмосфера – воздушная оболочка Земли

Атмосфера – это совокупность газов, окружающих нашу планету, удерживаемых на месте земной гравитацией. Большая часть нашей атмосферы находится вблизи земной поверхности, где она наиболее плотная. Воздух Земли на 79 % состоит из азота и чуть менее 21 % – из кислорода, а также аргона, двуокиси углерода и других газов. Водяной пар и пыль также являются частью атмосферы Земли. Другие планеты и Луна обладают очень разными атмосферами, а некоторые вообще не имеют таковой. В космосе нет атмосферы.

Атмосфера настолько распространена, что она почти незаметна, но ее вес равен слою воды глубиной более 10 метров, которая покрывает всю нашу планету. Нижние 30 километров атмосферы содержат около 98 % всей ее массы.

Ученые утверждают, что многие из газов в нашей атмосфере были выброшены в воздух ранними вулканами. В то время вокруг Земли было мало или вообще не было свободного кислорода. Свободный кислород состоит из молекул кислорода, не связанных с другим элементом, таким как углерод (с образованием углекислого газа) или водород (с образованием воды).

Свободный кислород, возможно, был добавлен в атмосферу примитивными организмами, вероятно бактериями, во время фотосинтеза. Позднее более сложные формы растительной жизни добавили больше кислорода в атмосферу. Кислороду в сегодняшней атмосфере, вероятно, потребовалось миллионы лет чтобы накопиться.

Атмосфера действует как гигантский фильтр, поглощая большую часть ультрафиолетового излучения и позволяя проникать солнечным лучам. Ультрафиолетовое излучение вредно для живых существ, и может вызвать ожоги. Тем не менее солнечная энергия необходима для всей жизни на Земле.

Атмосфера Земли имеет слоистую структуру. От поверхности планеты к небу идут следующие слои: тропосфера, стратосфера, мезосфера, термосфера и экзосфера. Другой слой, называемый ионосферой, простирается от мезосферы до экзосферы. Вне экзосферы находится космос. Границы между атмосферными слоями четко не определены и изменяются в зависимости от широты и времени года.

Значение биосферы

Биосферу изучали разные ученые во все исторические эпохи. Этой оболочке много внимания уделял В.И. Вернадский. Он считал, что биосфера определяется границами, в которых обитает живое вещество. Стоит отметить, что все ее компоненты связаны между собой, и изменения в одной сфере приведет к изменениям во всех оболочках. Биосфера играет важнейшую роль в распределении энергетических потоков планеты.

Таким образом, биосфера – это жизненное пространство людей, животных и растений. В ней содержатся важнейшие вещества и природные ресурсы, такие как вода, кислород, земля и другие. На нее значительное влияние оказывают люди. В биосфере происходит круговорот элементов природе, кипит жизнь и осуществляются важнейшие процессы.

Атмосфера – воздушная оболочка Земли

Атмосфера – это одна из геосфер нашей планеты, оболочка, состоящая из газов, которые окружают Землю. Она непосредственно контактирует с космическим пространством. Атмосфера определяет климат и погоду на нашей планете. Именно атмосфера во многом обеспечивает благоприятные условия для жизни на планете Земля.

Следует понимать, что провести четкую границу атмосферы довольно сложно: она переходит в космическое пространство постепенно, на высоте от 500 до 1 тыс. км. При этом Международная авиационная федерация считает верхней границей атмосферы рубеж в 100 км, а американское агентство НАСА – 122 км.

Погода рождается в атмосфере. Вид разрушительного урагана из космоса

Основная часть воздуха (более 78%) – это азот, на 20% он состоит из кислорода, почти 1% приходится на аргон, еще один процент занимают углекислый газ, метан, гелий, ксенон, водород, криптон. Крайне важна концентрация диоксида углерода (CO2), потому что этот вещество – как и метан – относится к парниковым газам, увеличение содержание которых вызывает разогрев атмосферы. Глобальное потепление – это серьезнейшая проблема, стоящая перед современным человечеством.

Земная атмосфера состоит из следующих слоев:

• тропосфера;
• стратосфера;
• мезосфера;
• термосфера;
• экзосфера.

Между этими слоями расположены переходные зоны с переходными свойствами.

Все растения и животные, а также население планеты обитает на дне самого нижнего слоя атмосферы – тропосфере. Она простирается до высоты 16—18 км в южных широтах. В этом слое сосредоточена бо́льшая часть воздуха и водяного пара.

Схема атмосферы нашей планеты

Стратосфера начинается на уровне 16-20 км и продолжается до высоты 50 км. В ней летает большинство авиалайнеров, также именно в стратосфере находится уникальный озоновый слой, защищающий все живое на планете от солнечного ультрафиолета.

На высоте 50 км начинается мезосфера, она простирается до высоты 80 км.

На высоте 700 км уже экзосфера, доходящая до высоты 1 тыс. км. Воздух здесь сильно разряжен, его молекулы постепенно утекают в космическое пространство. В этом слое вращаются метеорологические спутники.

Закономерности географической оболочки Земли

Целостность.
Ритмичность.
Зональность.
Целостность
Эта закономерность основывается на том, что все компоненты географической оболочки (нижняя часть атмосферы, верхняя часть литосферы, гидросфера и биосфера), не могут существовать изолированно, они тесно связаны между собой. Связывает их круговорот веществ и энергии в природе. Изменения в одной из оболочек приводят к изменению и в остальных.

Ритмичность

Ритмичность развития – это основа жизни, и означает, что в природе все циклично и происходит через определенные промежутки времени. Выделяют цикличность суточную и годовую.

Суточным ритм вызывает вращение земного шара вокруг своей оси. Такая цикличность вызывает изменение температуры, давления, силы ветра, смена дня и ночи. Приливы на море и в океане вызваны также суточной ритмичностью. Даже биоритмы человека и животных связаны с цикличностью. Вращение Земли вокруг Солнца вызывает годовые ритмы, такие как смена времен года, сезонные изменения.

Зональность

Земная оболочка разделена на географические пояса и природные зоны, которые различаются климатом, растительностью, составом почв и разнообразием природного мира. Происходит это по простой причине, в которой и заключена закономерность географической оболочки. Из-за шарообразной формы нашей планеты солнечные лучи прогревают ее неравномерно, отсюда и разница в климатических условиях.

Земля в масштабах космоса или наш астрономический адрес

Мы находимся в одной из многочисленных галактик под названием Млечный путь. В ней насчитывается около 200 млрд. звезд различных типов, она имеет форму спирали, которая медленно вращается вокруг своего центра.

В галактике Млечный путь насчитывается около 200 млрд. звезд

Солнце – это единственная звезда нашей системы. По астрономической классификации она относится к типу желтых карликов, и в основном состоит из водорода и гелия. В его составе присутствуют и другие элементы, но их немного. По космическим меркам, наше светило – это вполне заурядная звезда. Их число даже в видимой части вселенной очень велико. В недрах Солнца непрерывно протекают термоядерные реакции, при которых водород превращается в гелий и выделяется огромное количество энергии, благодаря чему и возможна жизнь на планете Земля.

Возникновение жизни на нашей планете стало возможным благодаря счастливому стечению целого ряда обстоятельств. Среди них: значительная масса, достаточная для удержания защитного слоя атмосферы, наличие магнитного поля, оберегающего различные формы жизни от губительной космической радиации и наличие большого количества воды на планете Земля. Однако главная уникальность нашей планеты – это ее орбита. Именно «удачное» расстояние до Солнца создает благоприятные условия для жизни на планете Земля. Если оно было на несколько процентов больше или меньше, то, вероятно, живые организмы на ней так бы и не появились. Кроме того, Земля является единственной планетой в Солнечной системе с такими огромными запасами воды, без которой возникновение жизни было бы невозможным. Ученые спорят, откуда она взялась, и почему этого не произошло на Марсе и Венере – ближайших планетах к Земле.

Соседи планеты Земля – Венера и Марс. Аппараты, созданные человеком, уже высаживались на этих космических телах, в настоящее время идет активное изучение Марса. Сразу несколько государств планируют отправить на планету космонавтов. Самая близкая к Земле планета – Венера, она представляет собой безжизненный раскаленный шар, где температура на поверхности может достигать отметки плавления свинца.

Земля имеет один естественный спутник – Луну. До настоящего момента – единственное небесное тело, куда ступала нога человека. Это каменистый шар, в изобилии покрытый кратерами, который движется вокруг Земли по эллиптической орбите. Лунное вращение определяет чередование приливов и отливов в океанах нашей планеты. На Луне были обнаружены следы воды, возможна она как и Земля была обитаема.

https://youtube.com/watch?v=rDjff2IpWdM

Обитаемая среда на других планетах

Существование биосферы на других планетах остается в научных сообществах предметом открытых дискуссий. Глобальная экосистема – это уникальный конгломерат, который объединяет следующие параметры:

• кислородную атмосферу;
• водную среду;
• плодородную почву.

Эта совокупность создает условия для существования и развития углеродной формы жизни во всем ее многообразии.

С одной стороны, биосфера присуща только Земле и не обнаружена ни на одной планете или объекте изученного космоса. С другой стороны, наши знания о космосе еще не так обширны, чтобы подтверждать или опровергать наличие обитаемой оболочки на других планетах. Третье мнение, которое высказывается за присутствие такого явления, допускает существование обитаемой оболочки. Гипотетическая биосфера должна иметь другие параметры среды и жизненные формы, основанные на других химических элементах.

Биосфера и ее границы

Биосфера — это оболочка Земли, состав, структура и энергетика которой определяются прошлой и современной деятельностью живых организмов.

■ Термин «биосфера» ввел Э. Зюсс (Австрия, 1875 г.), учение о биосфере было создано В.И. Вернадским (Россия, 1926 г.).

■ Биосфера — наиболее крупная экосистема, объединяющая все биогеоценозы планеты и осуществляющая глобальный круговорот веществ.

Компоненты биосферы: живое вещество (см. ниже), биогенное вещество, биокосное вещество, косное вещество, радиоактивное вещество, космогенное вещество.

Биогенное вещество — соединения и полезные ископаемые, создаваемые и перерабатываемые живыми организмами в процессе их жизнедеятельности (нефть, газ, уголь, известняк и др.).

Биокосное вещество — вещество, образующееся в результате совместной деятельности живых организмов и абиогенных процессов (почва, грунт водоемов).

Косное вещество — соединения, образующиеся без участия живых организмов (горные породы, минералы и др.).

Радиоактивное вещество — радиоактивные руды и конечные продукты их распада.

Космогенное вещество — метеориты, космическая пыль.

Область жизни определяется наличием условий, необходимых для существования тех или иных живых организмов.

Жизнь на Земле распространена в трех геологических оболочках — атмосфере, гидросфере и литосфере. Эти оболочки объединены в единую целостную систему посредством непрерывного обмена друг с другом веществом и энергией, обусловленного не только абиогенными процессами, но и деятельностью живых организмов.

Атмосфера — воздушная оболочка Земли. Плотность воздуха быстро уменьшается с высотой: 75% массы атмосферы сосредоточено в слое ниже 10 км, 90% — ниже 15 км, 99% — ниже 30 км. Сухой воздух состоит из азота (78,08%), кислорода (20,95%), аргона (0,93%), углекислого газа (0,03%) и примесей других газов.

Тропосфера — нижний слой атмосферы высотой от 8-10 км в полярных широтах до 16-18 км в экваториальной зоне. Выше тропосферы расположена стратосфера.

Озоновый слой — область с повышенным содержанием озона О₃ — находится в стратосфере на высотах 15-25 км. Он поглощает губительное для живых организмов коротковолновое ультрафиолетовое излучение Солнца.

Водяной пар, присутствующий в атмосфере, участвует в природном круговороте воды;

■ конденсируясь, он выпадает в виде дождей, обеспечивая влажностный режим земных территорий;

■ вместе с СО₂ он вносит главный вклад в парниковый эффект: удерживает отраженные от поверхности планеты длинноволновые тепловые лучи, благодаря чему нижние слои атмосферы оказываются теплыми.

Гидросфера — это водная оболочка Земли, образованная водами ее океанов, морей, озер, рек, подземных и ледяных покровов.

■ Средняя глубина Мирового океана — 3,8 км, максимальная (Марианская впадина в Тихом океане) — 11,034 км. 97% массы гидросферы составляют соленые океанические воды, 2,2% — воды ледников, 0,8% — подземные, озерные и речные пресные воды.

Литосфера — внешняя твердая оболочка (кора) планеты. Состоит из трех слоев: верхнего — слоя осадочных пород, среднего -гранитного и нижнего, наиболее плотного — базальтового.

Границы биосферы проходят там, где начинают преобладать природные факторы, делающие существование живых организмов невозможным.

Верхняя граница биосферы определяется высокой интенсивностью ультрафиолетового солнечного излучения, низкой температурой среды, дефицитом кислорода и воды и проходит в атмосфере на высоте 25-27 км (у нижней границы озонового слоя).

■ Отдельные споры бактерий и грибов найдены в тропосфере на высоте до 40 км.

Нижняя граница биосферы в литосфере для большинства форм жизни определяется высокой плотностью, прочностью и высокой сопротивляемостью среды, отсутствием света, недостатком кислорода и проходит на глубине нескольких десятков метров.

■ Неактивные формы жизни (споры, цисты) и нефтебактерии зарегистрированы на глубинах до 4 км. Эта граница, помимо перечисленных выше факторов, определяется также высокими давлением и температурой горных пород и подземных вод (на глубине 3 км температура около +100 °С).

В гидросфере жизнь простирается на всю глубину Мирового океана. Здесь ограничивающими факторами являются давление толщи воды и отсутствие света (температура воды на дне океанических впадин — около 0 °С).

■ По В.И. Вернадскому, нижняя граница биосферы проходит на 1-2 км глубже дна Мирового океана, в постепенно накапливающейся в океане толще осадочных пород, происхождение которых связано с деятельностью живых организмов.

Состав и границы биосферы

Земля, возникшая много миллиардов лет назад, в начале своего существования была горячей. Но с течением времени наша планета остыла и на ней образовались оболочки: литосфера, атмосфера, гидросфера, — которые непрерывно влияют друг на друга. Под воздействием воды происходят изменения рельефа суши. Теплые течения согревают атмосферу в тех местах, где они протекают; холодные наоборот — охлаждают. В виде пара и облаков вода постоянно находится в атмосфере. От рельефа местности зависит скорость и направление течения рек. В процессе извержении вулканов в атмосферу выбрасываются различные газы и вулканический пепел. От ветра зависит направление морских течений. Он также влияет на рельеф местности, особенно пустынь, покрытых песками. Количество осадков влияет на полноводность рек. Итак, между оболочками Земли существует постоянная связь. Они объединяются в целостную систему и создают условия, подходящие для живых организмов.

Живые организмы, в свою очередь, также оказывают влияние на оболочки Земли.

Первые живые существа возникли в воде и были гораздо проще по сравнению даже с простейшими существами, которые живут в настоящее время. Водоросли обогатили воду и воздух кислородом. Постепенно выходя на сушу, во влажных местах бактерии, одноклеточные животные и растения принимали участие в создании почвы. Таким образом создавались условия для жизни растений на суше. Растения обогатили воздух кислородом, способствовали созданию озонового экрана; используя солнечные лучи, создавали органические вещества, необходимые для животных. Постепенно живые организмы освоили все оболочки Земли. Они существенно изменили облик планеты: превратили верхнюю часть литосферы, создав почву; способствовали изменению состава атмосферы и гидросферы.

Живые организмы создают особую оболочку, которая проникает в другие сферы Земли и связывает все компоненты в крупнейшую экосистему — биосферу.

Биосфера — это оболочка Земли, которую образуют и на развитие которой влияют все живые организмы.

Верхняя граница биосферы находится в атмосфере, заселенной только до озонового экрана, так как низкие температуры и ультрафиолетовое излучение губительно действует на живых существ. Даже на высоте 20-25 км встречаются споры грибов, бактерии.

Гидросфера заселена полностью, но большее разнообразие организмов наблюдается в толще воды, куда проникает солнечный свет.

Нижняя граница биосферы проходит в литосфере. На глубинах 0,5 — 2 м от поверхности количество живых организмов быстро уменьшается. На глубине свыше 10 м. живые существа не встречаются, поскольку большая плотность среды и повышение температуры ограничивают возможность их существования. Но и здесь бывают исключения. В нефтяных месторождениях на глубине примерно 2-3 км были найдены бактерии.

Наибольшая плотность живых организмов на суше, поверхности воды океана и на его дне до глубины 200 м, куда еще поступают солнечные лучи. Именно на границе атмосферы, гидросферы и литосферы благоприятные условия для жизни.

Как человек действует на природу?

Сотни тысяч лет люди жили в гармонии с природой. Но по мере роста численности населения влияние человека начало расти. Люди вырубали леса, создавая на их месте поля, дороги и города, внедрялись в недра земли, добывая полезные ископаемые. А в последние десятилетия начали серьёзно загрязнять воздух, воду и почву.

Озоновая дыра

Сейчас журналисты, да и некоторые учёные пишут о неизбежности «глобального потепления» из-за деятельности человека, но они забывают, что повышение температуры в течение нескольких лет или даже десятилетий может смениться похолоданием, как это уже многократно происходило в истории. Несколько лет назад разразилась паника из-за появления «озоновых дыр», разрушения защитного слоя, задерживающего смертоносные ультрафиолетовые лучи, однако позже было установлено, что это явление сезонное.

Вы уже прочитали о том, как вопреки всем прогнозам поднялся уровень Каспийского моря. Всё это доказывает, что мы ещё недостаточно хорошо изучили законы природы и не можем точно предсказать, к каким последствиям приведут наши действия, но это не значит, что к природе можно относиться безответственно.

Существует такое грустное изречение «Козы съели Грецию». Что это значит? Когда-то Греция была покрыта лесами, но люди разводили всё больше овец и коз, от которых получали мясо, шерсть, кожу и молоко. Казалось бы, чем больше скота, тем лучше, ведь больше еды, а лишнее можно обменять и продать. Оказалось, что не совсем так. Для земледелия понемногу вырубали леса, а те, которые остались, использовали для выпаса скота. Овцы мирно щипали траву, а вот козы объедали кусты и нижние ветки деревьев и даже умудрялись залезать на верхние ветви раскидистых олив. Обглоданные деревья погибали, а козы переходили к следующим. Это продолжалось много веков. Постепенно площадь лесов сокращалась, на их месте появлялись колючие кустарники, не вызывающие особого интереса у коз. Это один из примеров пагубного влияния человека на природу. Вы скажете: а при чём тут человек? А кто развёл столько коз, что им стало не хватать корма? Ведь не от хорошей жизни козы перешли на жёсткие ветки, сочная трава им нравится больше.

Занятный пример взаимосвязей в природе привёл великий английский биолог Чарлз Дарвин: «Чем больше старушек в деревне, тем больше молока дают там коровы». Английские старушки любят кошек — их кошки ловят полевых мышей — мыши меньше разрушают гнёзда шмелей — шмели опыляют больше клевера — коровам полезен клевер, они дают больше молока. Вот так всё уравновешено в природе!

Пасущиеся на ветках дерева козы

Поделиться ссылкой

Жизнь в океане

В Мировом океане, так же как и на суше, есть живые организмы. Однако отличием является преобладание животных над растениями.

Вода обладает особыми свойствами, важными для существования организмов. Она обладает большой теплоемкостью, отсутствуют резкие перепады температур. В воде хорошо растворяются различные вещества, необходимые для жизни организмов.

В океане множество различных организмов, можно выделить три большие группы: планктон, нектон и бентос.

Большую часть всей массы живых существ составляет морской планктон. К данной группе относят мелких организмов, которые пребывают в воде как бы в парящем состоянии. Планктоном считаются мельчайшие водоросли, а также мелкие животные, которые служат пищей для других организмов. Очень интересное явление можно наблюдать в местах скопления планктона на море – эти организмы светятся! Они излучают свет при воздействии на них раздражителей, например, движения воды. Такими организмами являются мелкие представители ракообразных, одноклеточные водоросли.

Свечение океана в местах скопления планктона

В отличие от планктона, следующая группа организмов – нектон – являются свободноплавающими, способными преодолевать сопротивление воды. В связи с этим у них выработались определенные приспособления к условиям обитания: обтекаемая форма тела, плавники, ласты. Данная группа имеет большое количество видов организмов, которые составляют животный мир океана. К примеру, сюда относятся дельфины, киты, а также многие виды рыб.

Интересная группа организмов заселяет дно океана – бентос. Есть организмы, которые постоянно прикреплены ко дну, например, кораллы.

Кораллы

Некоторые организмы все свое время проводят в придонных водах, например, скаты или закапываются в грунт – черви, моллюски.

Электрический скат

Растительный мир океана представлен различными видами водорослей, которые могут прикрепляться ко дну либо свободно плавать в толще воды.

Красные водоросли

Распространение организмов в Мировом океане происходит в зависимости от нескольких факторов: глубины, климата, удаленности от берегов.

С глубиной изменяется количество света, кислорода, увеличивается давление. В связи с этим у поверхности воды находится большая часть живых организмов, число их с глубиной уменьшается.

Вы уже знаете, что климатические условия изменяются в зависимости от географической широты. Соответственно и масса организмов в разных климатических зонах будет различаться.

На севере находится Северный Ледовитый океан, животный и растительный мир которого очень беден. Представлен он небольшим количеством планктона, некоторыми видами рыб, а также моржами и тюленями.

В умеренном поясе расположены частично Атлантический и Тихий океаны. Эти районы не богаты видами, однако, количество животных значительное. Здесь производят лов основных промысловых видов рыб. Растительный мир Тихого океана в этом поясе представлен бурыми водорослями – ламинарией или морской капустой.

Ламинария

Тропический и экваториальный пояс характеризуется высокими температурами, соответственно теплыми водами. Большая часть Индийского океана размещена в этих зонах, а также частично Атлантический и Тихий.

Весьма обилен и многообразен растительный и животный мир Индийского океана. В этом месте встречается немало различных видов водорослей, многочисленный планктон является пищей другим организмам. Из животных водится достаточное количество рыб, в том числе и хищных, например, акулы. Много китов, дельфинов, морских котиков, черепах.

Подводный мир Индийского океана

В зависимости от удаленности от суши число видов живых организмов будет также различаться. В зонах мелководий благоприятные условия для организмов, поэтому здесь водится большая часть живых существ океана. Даже придонные организмы встречаются в основном именно здесь. На больших глубинах богатый животный мир только в местах выхода горячих подземных вод.

Ответы к странице 8 — 9. Градусная сеть

Ответы есть в атласе на страницах 10 и 11.

Задания

1. Обозначьте на контурной карте экватор красным цветом, а начальный (нулевой) меридиан — синим.

2. Нанесите на карту отрезки:

3. Используя масштаб карты и длину дуги одного градуса параллели (меридиана), определите их длину. Полученные результаты впишите в таблицу. Обсудите в классе причины расхождений в результатах.

4. Обозначьте крайние точки Африки. Определите расстояние между ними в градусах и километрах и подпишите их на карте.

Крайние точки Африки (обозначены красными крупными точками)

Измерим расстояния между крайними северной и южной точками на карте и в градусах:

Измерим расстояния между крайними западной и восточной точками на карте и в градусах:

Выше даны приблизительные координаты крайних точек Африки. Точные координаты следующие:

5. Подпишите на контурной карте названия трёх островов, которые пересекает меридиан 140° в. д.

140-й меридиан восточной долготы (обозначен на карте коричневой линией) пересекает острова:

Основные свойства биосферы

q Биосфера – централизованная система. Центральным звеном её выступают живые организмы (живое вещество). К сожалению, в настоящее время в центр биосферы или её звеньев ставится только один вид – человек (антропоцентризм

).

q Биосфера – открытая система. Её существование немыслимо без поступления энергии извне. Она испытывает воздействие космических сил, прежде всего, солнечной активности.

Всё больше накапливается данных, свидетельствующих, что периодическое резкое увеличение численности отдельных видов или популяций («волны жизни») – результат изменения солнечной активности. Считают, что от солнечной активности зависят многие геологические процессы (катаклизмы, катастрофы) и даже социальная активность человеческого общества или отдельных его этносов.

q Биосфера – саморегулирующаяся система, для которой характерна организованность. В настоящее время это свойство называют ГОМЕОСТА-ЗОМ, понимая под ним способность возвращаться в исходное состояние, гасить возникающие возмущения включением ряда механизмов. В основе гомеостаза биосферы лежит принцип Ле Шателье-Брауна: при действии на систему сил, выводящих её из состояния устойчивого равновесия, последнее (равновесие) смещается в том направлении, при котором эффект этого воздействия ослабляется.

Опасность современной экологической ситуации связана, прежде всего, с тем, что нарушаются многие механизмы гомеостаза и принцип Ле Шателье-Брауна, если не в планетарном, то в крупных региональных планах. Их следствие – региональные кризисы. В стадию глобального кризиса биосфера, к счастью, ещё, по-ви-димому, не вступила. Но отдельные крупные возмущения она уже гасить не в силах. Результатом этого является либо распад экосистем (например, расширяющиеся площади опустыненных земель), либо появление неустойчивых, практически лишённых свойств гомеостаза систем типа урбанизированных (городских) комплексов. Человечеству, к сожалению, отпущен крайне малый промежуток времени для недопущения глобального экологического кризиса и следующих за ним экологической катастрофы и коллапса (полного и необратимого распада системы).

q Биосфера – система, характеризующаяся большим разнообразием.Это и разные среды жизни (водная, наземно-воздушная, почвенная, организменная); и разнообразие природных зон, различающихся по климатическим, гидрологическим, почвенным, биотическим и др. свойствам; и наличие регионов, различающихся по химическому составу (геохимические провинции); и, самое главное, объединение в рамках биосферы большого количества элементарных экосистем со свойственным им видовым разнообразием.

В настоящее время описано около 2 млн. видов (примерно 1,5 млн. животных и 0,5 млн. растений), но, полагают, однако, что число видов на Земле в 2-3 раза больше, чем их описано. Для любой природной системы разнообразие – одно из важнейших её свойств. С ним связана возможность дублирования, подстраховки, замены одних звеньев другими (например, на видовом или популяционном уровнях), степень сложности и прочности пищевых и других связей. Поэтому разнообразие есть основное условие устойчивости любой экосистемы и биосферы в целом (закон У. Эшби).

К сожалению, практически вся без исключения деятельность человека подчинена упрощению экосистем любого ранга. Сюда следует отнести и уничтожение отдельных видов или резкое уменьшение их численности, и создание агроценозов (т.е. упрощённых агросистем) на месте сложных природных систем. Например, полностью исчезли с лица земли степи как тип экосистем и ландшафтов (распаханы!), резко уменьшились площади лесов (до появления человека они составляли 70% суши, а сейчас – не более 20-30%). В настоящее время идёт дальнейшее, невиданное по масштабам, уничтожение лесных экосистем, особенно наиболее ценных и сложных – тропических, спрямление русел рек, создание промышленных районов и т. п.

Экологическое разнообразие отнесено Конференцией ООН по окружающей среде и развитию (1992 г.) к числу трёх важнейших экологических проблем: сохранение биологического разнообразия, сохранение лесов и предотвращение изменений климата.

q Биосфера – система механизмов, обеспечивающих круговорот веществ и, связанную с ним, неисчерпаемость отдельных химических элементов и их соединений. При отсутствии круговорота, например, за короткое время был бы исчерпан основной «строительный материал» живого – углерод, который практически единственный способен образовывать межэлементные связи и создавать огромное количество органических соединений. Только благодаря круговоротам обеспечивается непрерывность процессов в биосфере.

Жизнь в безлесных пространствах

На равнинах внутренних частей материков расположены безлесные пространства. Здесь ощущается постоянная нехватка влаги, поэтому не могут произрастать крупные деревья. Влаги хватает только травам и кустарникам. На разных материках безлесное пространство именуется по-разному. В Евразии их называют степями, Северная Америка знаменита своей прерией, в Южной Америке – это пампа. Растения степей в основном злаки, причем низкорослые. Из животных в степях встречаются различные травоядные и соответственно хищники. Однако преобладают в основном мелкие грызуны.

Степи России очень сильно подвержены воздействию хозяйственной деятельности человека. В связи с этим многие животные и растения находятся под угрозой исчезновения.

Зона степей

Зона прерий во многом схожа со степями в плане растительности и животного мира. Однако стоит отметить обитателей данных пространств – бизонов. Ранее в Северной Америке встречались повсеместно, но были практически уничтожены и в данное время занесены в Красную книгу.

Бизоны

Пампа – это природная зона Южной Америки, которая также представлена злаковой растительностью. Здесь растут ковыли, пампасная трава и другие травы.

Пампасная трава 

Хищников встречается немного, но достаточное количество птиц и грызунов. Интересным обитателем памп считается нелетающая птица – страус нанду.

Страус нанду

Безлесные пространства со скудной растительностью в Африке получили название саванны. В зоне саванн встречаются различные виды акаций, пальмы, злаки. Из животных саванн можно отметить зебр, жирафов, носорогов, бегемотов, львов, гепардов, многочисленны птицы.

Саванны Африки

Зонами засушливого климата являются пустыни и полупустыни. Расположены они в тропическом и умеренном поясе, присутствуют на всех материках. Суровый климат пустынь и полупустынь с малым количеством осадков способствовал выработке определенных приспособлений у животных и растений. К примеру, у некоторых растений очень длинные корни для добычи влаги, другие запасают влагу в листьях или стеблях.

Зона пустынь

Самой большой пустыней в мире является Сахара, расположенная на материке Африка. Растительность здесь очень скудная, местами ее нет вообще. Животные приспособлены к условиям пустынного существования. Они способны в поисках воды и пищи пробегать большие расстояния. Встречаются в данной области антилопы, газели, страусы, гиены, львы, ящерицы, черепахи, змеи.

Сахара

На севере располагается зона тундры, в которой очень холодная зима и прохладное лето. Повсеместно распространена многолетняя мерзлота. Основной растительностью тундры являются мхи, лишайники, небольшие травы, кустарники, которые приспособились к суровым условиям. В тундре немногочисленный состав животных — обитают мелкие грызуны, полярные зайцы, лисицы, волки, многие виды птиц. Зона тундры есть и в России, именно здесь можно встретить стада северных оленей.

Северные олени

Севернее тундры находится арктическая пустыня. Она целиком лежит в арктическом климатическом поясе, для которого характерны сильные морозы и ветры, постоянный снежный покров. Растительность представлена лишайниками и мхами.

Арктическая пустыня 

Местоположение и границы биосферы

Биосфера представляет оболочку, расположенную в пределах трех глобальных оболочек планеты:

• нижней части атмосферы;
• верхней части литосферы;
• значительной части гидросферы.

Если изобразить ее местоположение на схеме или рисунке Земли, то живая оболочка располагается на всей поверхности планеты, а также в толще и воздушной среде, пока встречаются необходимые для жизнедеятельности растений и животных вещества. Для более точного определения пространственного размещения биосферы необходимо понимание, какие лимитирующие факторы влияют на ее границы.

В атмосфере

В среднем границы биосферы в атмосфере находятся на высоте от 15 до 20 км от поверхности Земли. Наиболее устойчивые к низким температурам воздуха бактерии и вирусы достигают рекордных высот в 20 км: для них необходимо наличие минимального объема кислорода и углекислого газа.

Нахождение верхней границы биосферы в атмосфере зависит от высоты расположения озонового слоя, который выступает ограничивающим фактором для распространения жизни. Он является фильтром, за счет которого земной поверхности не достигает губительное для проявлений жизни УФ излучение Солнца короткого спектра. Над озоновым слоем находится враждебная для живых организмов радиоактивная среда.

В литосфере

Расположение границы биосферы в литосфере определяется следующими показателями:

• достаточным объемом кислорода и углерода;
• наличием воды в жидкой фракции и температурой ее перехода в парообразное состояние;
• температурой начала процесса распада белка и его свертывания.

Максимальное расположение нижней границы жизни находится на глубине 3,5-7,5 км от уровня океана. В среднем живые организмы обитают на глубине, не превышающей нескольких метров в почвенных слоях и 100-300 метров в подземных пещерах.

В гидросфере

Нижняя граница биосферы в гидросфере проходит на глубине Марианской впадины – 11 км. В среднем же определяющим фактором распространения жизни в “водной оболочке” планеты является уровень донных отложений океана. Располагающиеся здесь экосистемы характеризуются минимальными требованиями к температурному режиму и объемам содержащегося в воде кислорода.

Важным фактором, влияющим на местоположение “живой оболочки” независимо от глубины, является уровень солености воды.