Биосфера представляет собой сложный комплекс взаимосвязанных экосистем. В ней под действием внутренних и внешних факторов постоянно происходят изменения. В биосфере обитает более 3 000 000 видов растений, животных, грибов и бактерий. Человек тоже является частью биосферы. Общественная служба новостей расскажет, что такое биосфера.
Понятие биосферы и ее структура
Биосфера — глобальная экосистема, объединяющая все живые организмы и среду их обитания.
· Термин введён геологом Эдуардом Зюссом в 1875 году, но детальную разработку концепции осуществил Владимир Вернадский в 1926 году. Он рассматривал биосферу как область Земли, преобразованную жизнью. Биосфера включает нижние слои атмосферы, гидросферу и верхнюю часть литосферы, где существуют живые организмы или сохраняются следы их активности.
· Биосфера простирается до высоты 20 км в атмосфере, где еще обнаруживаются споры бактерий и грибов. В гидросфере жизнь существует на всех глубинах. В литосфере активная биологическая деятельность ограничена глубиной 3–5 км, где температура превышает 100°C. Основная концентрация организмов сосредоточена в приповерхностных слоях: почве, верхних слоях океанов и приземном слое воздуха.
· Горизонтальное распределение жизни зависит от климатических и геохимических факторов. Выделяют биомы — крупные экосистемы с характерным типом растительности: тропические леса, пустыни, степи, тайга. В океанах различают пелагические и бентические зоны. Границы между биомами определяются температурой, влажностью, солёностью и доступностью питательных веществ.
Функционирование биосферы
Функционирование биосферы основано на непрерывном обмене энергией и веществом между её компонентами.
· Энергия в биосфере поступает от Солнца и частично от геотермальных источников. Фотосинтез преобразует солнечную энергию в химическую, которая передаётся через пищевые цепи. Эффективность передачи энергии между трофическими уровнями составляет около 10%, что ограничивает длину цепей. Деструкторы (грибы, бактерии) завершают цикл, разлагая органику до неорганических веществ и возвращая элементы в круговорот.
· Круговорот углерода включает в себя поглощение CO₂ растениями, передачу по пищевым цепям и выделение через дыхание, разложение и сжигание ископаемого топлива. Азотный цикл зависит от бактерий, которые фиксируют атмосферный азот, превращают его в нитраты и возвращают в атмосферу через денитрификацию. Фосфорный цикл связан с горными породами: выветривание высвобождает фосфаты, которые усваиваются растениями и возвращаются в литосферу через осадкообразование.
Влияние человека на биосферу
Человеческая деятельность оказывает значительное влияние на биосферу, часто нарушая её естественные процессы.
· Человечество извлекает ресурсы планеты со скоростью, превышающей их естественное восполнение. Урбанизация создаёт «тепловые острова», изменяет местный климат и загрязняет окружающую среду. Интродукция инвазивных видов нарушает баланс экосистем, вытесняя аборигенные виды.
· В гидросфере накапливаются тяжёлые металлы, пестициды и нефтепродукты: 8 млн тонн пластика ежегодно попадает в океаны. Закисление океанов (pH снизился на 0,1 с доиндустриальной эпохи) угрожает коралловым рифам и моллюскам. В почвах накапливаются соли, пестициды и радионуклиды, снижая плодородие.
· Глобальная температура выросла на 1,2°C, что усилило частоту экстремальных явлений: засухи, наводнения, пожары. Таяние ледников (потеря 267 млрд тонн льда в год) повышает уровень океана на 3,7 мм ежегодно. Сдвиг климатических зон меняет ареалы видов: 25% из них могут исчезнуть к 2100 году.
· Опустынивание затрагивает 3,2 млрд человек, а эрозия почв достигает 24 млрд тонн в год — достаточно, чтобы покрыть пашней всю Австралию. Горнодобывающая промышленность оставляет «лунные пейзажи»: только для добычи лития (ключевого для батарей) требуется 2,2 млн литров воды на тонну руды.
· Популяции позвоночных сократились на 69% с 1970 года. Из-за перелова 90% морских хищников исчезли, а 33% коммерческих рыбных запасов истощены. «Мёртвые зоны» в океанах (более 500 участков) лишены кислорода из-за сельскохозяйственных стоков, убивая кораллы и рыбу. Даже насекомые исчезают: биомасса членистоногих сокращается на 2,5% в год, что грозит коллапсом опыления (75% сельхозкультур зависят от пчёл).
· Разливы нефти покрывают плёнкой 2,5 млн км² океана, блокируя фотосинтез фитопланктона. Аварии на химзаводах выбрасывают 2,75 кт токсинов, отравляя почву на десятилетия. Даже «зелёные» технологии небезопасны: ветрогенераторы ежегодно убивают 500 тыс. птиц, а солнечные фермы в пустынях нарушают альбедо Земли, усиливая нагрев.
Читайте также по теме: