Ответ на вопрос дает учение о биосфере и ноосфере Владимира Ивановича Вернадского.
Вопросы о его теории на ЕГЭ стабильно встречаются в тестовой части и в заданиях с развернутым ответом.
Биосфера это оболочка земли, заселенная живыми организмами.
Границы биосферы
определяются пределами, за которыми условия среды (температура, давление, радиация) делают жизнь невозможной
Верхняя граница (в атмосфере)
- Высота: Около 15–20 километров над поверхностью Земли.
- Ограничена озоновым слоем. Выше него ультрафиолетовое излучение Солнца уничтожает всё живое.
- На этой высоте обнаруживают только споры бактерий и грибов, а также некоторые виды микроорганизмов, занесённые туда воздушными потоками.
Нижняя граница в океане (гидросфере)
- Глубина: До самого дна Мирового океана — около 11 километров (Марианская впадина).
- Ограничена дном океана. Гидросфера пронизана жизнью насквозь.
- Даже на максимальной глубине в условиях колоссального давления и полной темноты живут гидротермальные черви (рифтии), рачки, особые виды рыб и хемосинтезирующие бактерии.
Нижняя граница на суше (в литосфере)
- Глубина: В среднем 3–4 километра, максимум — до 7,5 километров в глубоких скважинах.
- Ограничена термическим барьером (высокой температурой земных недр). На глубине температура превышает +100 °C, что приводит к денатурации (сворачиванию) белков.
- Глубоко под землёй в порах горных пород и подземных водах живут анаэробные бактерии (археи), которым не нужны свет и кислород.
Таким образом, жизнь сосредоточена на стыке трёх сред: атмосферы, гидросферы и литосферы.
Учение Вернадского:
1. Биосфера - открытая система, т.к. получает энергию из вне, от Солнца.
2. Биосфера отличается от других сфер Земли тем, что в её пределах проявляется геологическая деятельность (функции) всех организмов:
- Газовая — организмы выделяют и поглощают газы (фотосинтез, дыхание, азотфиксация).
- Концентрационная — накопление организмами химических элементов (хвощи копят кремний, моллюски — кальций в раковинах, морская капуста — йод, бурый уголь — углерод).
- Окислительно-восстановительная — химические превращения веществ в процессе метаболизма (железобактерии окисляют железо; денитрифицирующие бактерии восстанавливают азот).
- Деструктивная — разложение отмершей органики редуцентами (грибами и бактериями) до минеральных соединений.
- Транспортная (биогенная миграция атомов) — перенос веществ и энергии в пространстве при движении и питании организмов (миграции птиц, перемещение по пищевым цепям).
3. Биосфера состоит из живого и неживого компонента. Они связаны между собой круговоротом веществ и энергии.
Вещество циркулирует циклически (круговорот), а энергия движется линейно (поток) и безвозвратно теряется. Энергия не может вращаться по кругу. Она постоянно поступает извне и рассеивается. Растения (продуценты) с помощью фотосинтеза превращают энергию Солнца в химическую энергию органических веществ. Энергия передается по пищевой цепочке: от растений к травоядным, а от них — к хищникам.
Закон 10% (правило Линдемана)- на каждый следующий уровень пищевой цепи переходит всего около 10% энергии. Остальные 90% тратятся на дыхание, движение, поддержание тепла и рассеиваются в космос в виде тепла.
Энергетическая цепь всегда конечна (обычно не более 4–5 звеньев), так как энергия просто заканчивается.
В круговороте всегда участвуют три группы организмов:
- Продуценты (производители): Растения
- Консументы (потребители): Животные. Они поедают растения или других животных:
1-го порядка - растительноядные
2 порядка - плотоядные
3. Редуценты (разрушители): Бактерии, грибы и черви. Они разлагают мертвую органику (палые листья, трупы, отходы) обратно до простых минеральных солей и газов.
Атомы химических элементов не исчезают. Они бесконечно перемещаются между живыми организмами и неживой природой (биогеохимические циклы).
Важнейшими являются круговороты азота. углекислого газа, кислорода, воды, серы, фосфора .
4. Биосфера включает в себя вещества:
- Живое вещество — совокупность всех живых организмов на Земле в данный момент (биомасса).
- Растений больше, чем животных (Правило биомассы)
На суше растения (фитомасса) составляют около 90–95% от всей массы живого веществ
В Мировом океане всё наоборот! Там биомасса животных (рыб, китов, зоопланктона) больше, чем биомасса растений (фитопланктона). Это возможно потому, что одноклеточные водоросли размножаются с бешеной скоростью и тут же поедаются. Их масса в конкретный момент мала, но за год они производят колоссальное количество органики.
- На экваторе биомассы больше всего (Географическая зональность)
от полюсов к экватору биомасса суши стремительно растет.
Почему? потому что на экваторе идеальные условия — максимальное количество солнечного тепла и круглогодичное обилие влаги. Это позволяет влажным тропическим лесам расти непрерывно 365 дней в году. Вообще выделяют два лесных пояса - на экваторе и в умеренных широтах .
Биомассы меньше всего в полярных пустынях (из-за холода) и в тропических пустынях, например, Сахаре (из-за отсутствия воды).
В отличие от суши, экваториальные воды океана относительно бедны биомассой.
Самые богатые жизнью зоны в океане — это умеренные и приполярные широты, а также зоны апвеллинга (где холодные течения поднимают со дна минеральные вещества). В холодной воде растворено гораздо больше кислорода и углекислого газа, что критически важно для бурного развития планктона и рыбы.
✅ Резюме: На суше царят растения, много на экваторе. В океане правила меняются: там биомасса животных выше, а пик жизни смещен в более холодные воды.
- Косное вещество — вещества, сформированные без участия живых организмов (горные породы, вода).
- Биогенное вещество — вещества, созданные и переработанные живыми организмами, являющиеся результатом их жизнедеятельности (каменный уголь, нефть, торф, известняк, мел, кислород атмосферы).
например, каменный уголь образовался из отмерших организмов (древовидных папоротникообразных) без доступа воздуха под высоким давлением.
- Биокосное вещество — результат совместного взаимодействия живых организмов и неживой природы (почва, ил, морская и речная вода).
Главные законы и выводы Вернадского
- Закон биогенной миграции атомов — миграция химических элементов на поверхности Земли осуществляется при непосредственном участии живого вещества.
- Закон константности — количество живого вещества (биомассы) в биосфере является постоянной величиной для данной геологической эпохи.
- Переход биосферы в ноосферу — Вернадский утверждал, что под влиянием научных достижений и человеческого труда биосфера неизбежно переходит в ноосферу (сферу разума), где человек становится главной преобразующей геологической силой.
Таким образом, в соответствии с учением Вернадского В.И., почва - это биокосное вещество, потому что она создается одновременно живой и неживой природой. Это результат их непрерывного взаимодействия.
В структуре почвы всегда есть два главных компонента:
- Косная (неживая) часть: основа почвы — это разрушенные горные породы (песок, глина), минералы, вода и воздух.
- Живая и биогенная часть: в почве находятся корни растений, живут бактерии, грибы и черви. Они перерабатывают отмершую органику (листья, траву) в гумус (перегной).
Без разрушенной горной породы (косного вещества) почве не на чем будет формироваться. Без живых организмов (живого вещества) песок и глина никогда не станут плодородной почвой.
на вопрос ответили , почва биокосное вещество, все☝️👌😊
запомним, что веществ в биосфере 4 - живое, косное, биогенное, биокосное.
живое вещество выполняет 5 функций - газовая, концентрационная. окислительно-восстановительная, деструктивная, транспортная.
про пищевые цепи, пирамиды и круговорот еще напишем
Потренируемся (Формат ЕГЭ)
Задание 1. Выберите три верных ответа из шести.
Концентрационная функция живого вещества в биосфере состоит в:
- концентрации тумана у поверхности земли в безветренную погоду
- накоплении крахмала в клубнях картофеля
- повышении концентрации угарного газа в результате работы двигателя автомобиля
- образовании скоплений серы в результате деятельности бактерий
- образовании органических веществ в процессе фотосинтеза
- образовании фосфорных отложений в местах гибели рыбы
Ответ: 246
Задание Нефть нерастворима в воде и слаботоксична. Почему же загрязнение вод нефтепродуктами считается одним из самых опасных?
ответ:
- Тонкая нефтяная плёнка препятствует газообмену между водой и атмосферой.
- Из-за кислородного голодания страдают все обитатели водоёма, особенно обитающие на поверхности.
- Покрывая перья водоплавающих птиц, она препятствует полёту, птицы погибают.
все☝️👌😊