Географія. Профільний рівень. 11 клас. Масляк

Тема 6. Біосфера та системи Землі

§ 41. Біосфера та її складові. Особливості поширення живих організмів на суходолі та в океанах

1. Пригадайте, як відбувається та яке значення має фотосинтез. 2. Поясніть вплив людини на біосферу на прикладі неконтрольованого вирубування лісів.

1. БІОСФЕРА ТА ЇЇ СКЛАДОВІ. У праці «Космос» (1845 р.) німецький вчений Александр Гумбольдт використав поняття «життєсфера». Живі організми як єдину систему, не використовуючи поняття «біосфера», досліджував французький географ Елізе Реклю (друга половина XIX ст.).

Термін «біосфера» в 1875 р. запропонував австрійський геолог і палеонтолог Едуард Зюсс, а концепцію біосфери — французький вчений- природознавець Жан Батіст Ламарк на початку XIX ст. Вчення про біосферу детально розробив український філософ і природознавець В. Вернадський, у наукових працях якого термін «біосфера» з’явився в 1911 р. У 1926 р. у книзі «Біосфера» він виклав вчення про біосферу як особливу оболонку Землі, де набула поширення жива речовина (мал. 1).

Біосфера — це заселена й перетворена живими організмами оболонка Землі, яка почала формуватися близько 3,8 млрд років тому. Зараз у ній мешкає понад 3 млн видів рослин, тварин, грибів і бактерій. Людина також є частиною біосфери.

Пригадайте, що вам відомо про біосферу.

Незалежно від систематичної належності конкретного живого організму вся сукупність живих тіл, які населяють Землю, фізико-хімічно єдина. Біосфера утворює незначну масу Землі, але є могутньою геохімічною силою, адже живі організми не просто її населяють, а й перетворюють. Живі організми населяють поверхню Землі нерівномірно й змінюються в широтному напрямку.

Мал. 1. Біосфера Землі.

За допомогою мал. 1 охарактеризуйте склад біосфери. Поясніть, чому живі організми населяють поверхню Землі нерівномірно.

Біосфера охоплює нижні шари атмосфери до висоти близько 11 км, усю гідросферу й верхній шар літосфери до глибини 3—11 км на суходолі й 0,5—1,0 км під океанами. Товщина шару, заселеного живими організмами на полюсах Землі, становить близько 10 км, на екваторі — 28 км.

Додаткову інформацію читайте на сайті: naturalist.if.ua/?p=120 (А. Заморока. Еволюція біосфери — у чому помилилися біологи?).

2. ПОШИРЕННЯ ЖИВИХ ОРГАНІЗМІВ. За В. Вернадським, поширення живих організмів у земній корі обмежується глибиною 2,5—3,5 км і температурою +100 °С. Проте в 1970—1980-х рр. у нафтогазоносних районах були знайдені мікроорганізми на глибині 4—6 км. В атмосфері по вертикалі межі поширення живих організмів становлять 25—40 км. Вчені довели, що мікроби існують за температури +122 °С.

Які живі організми зустрічаються в різних шарах біосфери?

Мал. 2. Функції живої речовини.

У межах біосфери існують області, де активне життя неможливе: у верхніх шарах тропосфери, найбільш холодних і жарких районах Землі організми існують лише в стані спокою (парабіосфера). В інших шарах біосфери, де організми можуть існувати в активному стані, життя також розподілене нерівномірно. В. Вернадський описав неперервний шар живої речовини, який займає водну товщу, вузьку смугу на межі літосфери й тропосфери (ґрунт із корінням рослин, мікроорганізми, гриби, тварини, приземна частина тропосфери, де розміщені наземні частини рослин, переносяться пилок, спори, насіння), і назвав її фітосфера, або фітогеосфера. Її потужність найбільша в океанах — до 11 км, над суходолом — 100—150 м (мал. 2).

У Світовому океані налічують 160 тис. видів тварин і рослин. Найбільш поширені різноманітні молюски — 60 тис., ракоподібні — 20 тис. і риби — 16 тис. видів. Органічний світ суходолу у видовому відношенні більш різноманітний. Цифри свідчать про те, що можливості для утворення видів на суходолі були більш сприятливі, ніж у водному середовищі. Для порівняння кількості живих організмів використовують поняття біомаса (мал. 3).

Проаналізуйте схему на мал. 3 і поясніть, про що свідчать наведені цифри.

У біосфері біомаса розподілена нерівномірно й змінюється від 0 (в умовах антарктичного льоду) до 60 кг/м2 у тропічних лісах (середні показники). Біомаса всієї біосфери становить близько 0,00001 % маси земної кори, постійно виникаючи та руйнуючись, перетворює сонячну енергію на хімічну, виконує величезну геохімічну роботу.

Мал. 3. Біомаса Землі.

СЛОВНИК

Біомаса — загальна маса особин одного виду, груп або всього угруповання живих організмів на одиницю площі або об'єму.

Biomass — the total mass of individuals of one species, groups or whole group of living organisms per unit area or volume.

Загальну масу живої речовини на Землі підрахували В. Вернадський, М. Базилевич та інші дослідники. Незалежно від методів підрахунків існують зональні закономірності розподілу біомаси організмів на суходолі та в океані: в океані загальна біомаса організмів набагато нижча, ніж на суходолі; основна біомаса рослин зосереджена на суходолі; біомаса рослин на суходолі перевищує біомасу тварин; біомаса тварин в океані більша, ніж біомаса тварин на суходолі.

У 2015 р. залишки біотичного життя були виявлені в породах віком 4,1 млрд років у Західній Австралії. У 2017 р. мікроорганізми віком 4,28 млрд років були знайдені в осадах гідротермальних жерл у поясі Нуввуагіттук у Квебеку. Цей найстаріший рекорд життя на Землі свідчить про «майже миттєве», після утворення океану 4,4 млрд років тому, виникнення життя.

ВИСНОВКИ

  • Термін «біосфера» запропонував австрійський вчений Едуард Зюсс. Вчення про біосферу розробив український вчений В. Вернадський.
  • Біосфера охоплює нижні шари атмосфери, усю гідросферу, верхній шар літосфери. Товщина шару, заселеного живими організмами на полюсах, становить близько 10 км, на екваторі — 28 км.
  • У межах біосфери існують області, де активне життя неможливе. В областях біосфери, де організми можуть існувати в активному стані, життя також розподілене нерівномірно.
  • Зональні закономірності розподілу біомаси організмів на суходолі та в океані: в океані загальна біомаса організмів набагато нижча, ніж на суходолі; основна біомаса рослин зосереджена на суходолі, де вона перевищує біомасу тварин; біомаса тварин в океані більша, ніж біомаса тварин на суходолі.

ЗАПИТАННЯ ТА ЗАВДАННЯ

  • 1. Доведіть існування загрози зменшення біорізноманіття.
  • 2. Спрогнозуйте подальші напрями досліджень біосфери.
  • 3. Порівняйте склад рослин і тварин океану й суходолу. Поясніть зональні закономірності розподілу біомаси організмів на суходолі та в океані.
  • 4. Складіть проект розв'язання проблеми збереження видового складу біосфери вашого регіону.
  • 5. Проаналізуйте ресурсні властивості біосфери.