Seseorang biasa menyebut alam atau habitat ruang di sekitarnya. Sebagian besar dari kita menerima pengetahuan dasar tentang konsep ini dalam pelajaran sekolah: sejarah alam (kelas 3), geografi dan biologi (4), anatomi dan kimia (6). Tetapi hanya sedikit yang mengerti bagaimana ilmu-ilmu ini digabungkan, kecuali bahwa mereka semua termasuk dalam bidang ilmu alam. Untuk meringkas semua pengetahuan manusia tentang dunia sekitarnya, satu nama yang luas telah dibuat - biosfer. Meskipun bertahun-tahun penelitian dan studi yang cermat, planet Bumi masih memberi para ilmuwan alasan untuk memikirkan proses yang terjadi di atasnya.
Definisi
Apa yang disebut biosfer? Ada cukup banyak interpretasi istilah ini dalam literatur, dan semuanya berbeda dalam konten, tetapi hampir identik dalam arti. Paling sering, biosfer disebut ekosistem global planet ini, di mana manusia termasuk sebagai salah satu dari sedikit spesies. Jika kita menerjemahkan nama "biosfer" secara harfiah dari bahasa Yunani kuno, maka ia memiliki dua akar. "Sphere" berarti "wilayah, bola, bola", dan akar kata "bios" diterjemahkan sebagai "kehidupan". Ternyata nama yang agak luas dan tepat, yang, pada kenyataannya, mendefinisikan ilmu yang kompleks dan beragam. VI Vernadsky memberikan jawaban panjang atas pertanyaan tentang apa yang disebut biosfer. Dia mendefinisikan konsep ini sebagai kompleks pengetahuan ilmiah tentang Bumi, yang meliputi geografi, geokimia, biologi, geologi. Biosfer adalah kumpulan cangkang bumi, yang digabungkan menurut prinsip keberadaan makhluk hidup dan habitatnya. Semua bola berbeda dalam komposisi, fungsi dan sifat, tetapi masing-masing dari mereka memainkan peran penting dalam keberadaan dan evolusi dunia di sekitar kita.
Mengajar tentang biosfer
Filosof, ilmuwan, ahli geologi dan ahli biokimia V. I. Vernadsky menciptakan sistem pengetahuan yang integral. Hingga awal abad ke-20, ada banyak pekerjaan penelitian tentang studi Bumi dan proses yang terjadi di dalamnya, tetapi ilmuwan hebat Rusia berhasil memperdalam dan menggeneralisasi materi ini. Pada awal abad ke-19, naturalis Prancis Lamarck mendefinisikan konsep awal sains masa depan, tetapi tidak memberinya nama. Ahli paleontologi dan ahli geologi Austria Eduard Suess menciptakan istilah "biosfer" pada tahun 1875, yang masih digunakan sampai sekarang. Dia akan mendefinisikan ilmu ini sebagai pengetahuan tentang semua kehidupan di planet kita. Hanya setelah 50 tahun Vernadsky akan membuktikan hubungan antara organisme hidup dan zat anorganik, sirkulasinya. Apa yang disebutbiosfer pada tahap sekarang? Ini adalah salah satu cangkang planet, di mana unsur-unsur alami dari berbagai asal berinteraksi, kombinasi merekalah yang menciptakan sistem yang unik dan seimbang.
Suasana
Cangkang udara terluar dari planet Bumi. Sebagian besar massanya terkonsentrasi di permukaan, dan tingginya mencapai tiga ribu kilometer. Atmosfer adalah yang paling ringan dari semua cangkang, tidak meninggalkan permukaan hanya karena gravitasi planet, tetapi dengan bertambahnya ketinggian, lapisannya secara bertahap habis. Lapisan ozon memberikan perlindungan terhadap paparan radioaktif matahari dengan mengurangi tingkat ultraviolet yang mengenai bumi. Komposisi atmosfer meliputi gas: karbon dioksida, nitrogen, oksigen, argon, yang memastikan keberadaan organisme hidup.
Hidrosfer
Biosfer Bumi termasuk bagian dari cangkang air planet ini. Komposisinya bervariasi sesuai dengan keadaan agregasi zat. Hidrosfer menyatukan semua sumber daya air di planet ini, yang bisa berbentuk cair, gas, dan padat. Lapisan permukaan Samudra Dunia berfungsi untuk mendistribusikan kembali panas yang datang dari Matahari melalui atmosfer. Air sangat penting dalam proses sirkulasi zat di alam, karena merupakan fraksi yang paling mobile. Organisme biosfer telah sepenuhnya menguasai elemen air, mereka dapat ditemukan di cekungan terdalam di Samudra Dunia dan di gletser Arktik. Komposisi kimia hidrosfer meliputi unsur-unsur utama berikut: magnesium, natrium, klorin,belerang, karbon, kalsium, dll.
Litosfer
Dalam tata surya kita, tidak semua planet memiliki cangkang padat, dalam hal ini Bumi adalah pengecualian. Litosfer adalah massa besar batuan (keras) yang membentuk bagian dari daratan dan berfungsi sebagai dasar lautan. Ketebalan cangkang Bumi ini adalah 70 hingga 250 kilometer, komposisinya paling beragam dalam hal jumlah unsur kimia (silikon, aluminium, besi, oksigen, magnesium, kalium, natrium, dll.), yang diperlukan untuk keberadaan semua organisme hidup. Geosfer ini dicirikan oleh lebar terkecil dari lapisan distribusi kehidupan. Yang paling berkembang adalah lapisan atas litosfer, yang beberapa meter. Seiring bertambahnya kedalaman, suhu dan kepadatan cangkang keras meningkat, yang, bersama dengan tidak adanya cahaya, membuat organisme hidup tidak mungkin ada.
Biosfer
Geosfer ini menyatukan semua cangkang Bumi (hidrosfer, atmosfer, dan litosfer) dengan adanya makhluk hidup di dalamnya. Sulit untuk melebih-lebihkan peran biosfer bagi seluruh umat manusia, itu adalah lingkungan dan sumber asalnya. Ini adalah sistem keterkaitan kompleks yang menentukan kemungkinan keberadaan organisme apa pun karena pertukaran materi dan energi. Lebih dari 40 unsur kimia terlibat dalam proses sirkulasi, yang terus-menerus terjadi antara senyawa organik dan anorganik. Sumber energi utama adalah Matahari. Bumi terletak pada jarak optimal dari bintang dan dilengkapi dengan pelindungpenghalang atmosfer. Oleh karena itu, bersama dengan materi hidup, energi matahari merupakan faktor biokimia terpenting dalam keberadaan biosfer. Karena pengaruh sejumlah faktor, proses yang sedang berlangsung memiliki bentuk siklus yang lengkap, mereka memastikan sirkulasi materi antara atmosfer, litosfer, hidrosfer, dan organisme hidup.
Batas biosfer
Saat menganalisis panjang cangkang biosfer, kita dapat melihat distribusinya yang tidak merata. Batas bawah terletak di lapisan litosfer, tidak jatuh di bawah 4 km. Lapisan atas kerak bumi - tanah - adalah lapisan biosfer yang paling jenuh dalam hal kepadatan kandungan materi hidup. Hidrosfer, yang meliputi hamparan Samudra Dunia, sungai, danau, rawa, gletser, sepenuhnya merupakan bagian dari "cangkang hidup". Konsentrasi organisme tertinggi diamati di permukaan dan lapisan pesisir badan air, tetapi kehidupan juga ada di cekungan laut dalam, pada kedalaman maksimum lebih dari 11 km, dan di sedimen dasar. Batas atas biosfer terletak pada jarak 20 km dari permukaan. Atmosfer membatasi "lapisan hidup" pada pelindung ozon, yang di atasnya organisme akan dihancurkan oleh radiasi ultraviolet gelombang pendek. Dengan demikian, konsentrasi maksimum makhluk hidup terletak pada batas litosfer dan atmosfer.
Komposisi
Doktrin biosfer diciptakan oleh VI Vernadsky, ia juga menentukan peran kunci organisme dalam pembentukan dan fungsi "cangkang hidup" Bumi. Sebelumnya, ilmuwan lain sampai pada kesimpulan serupa, tetapi Rusianaturalis mampu membuktikan perlunya kehadiran dalam struktur senyawa anorganik, yang juga berpartisipasi dalam siklus umum. Biosfer menurutnya memiliki komposisi sebagai berikut:
- Organisme hidup (massa biologis, totalitas semua spesies).
- Zat biogenik (dibuat selama kehidupan organisme hidup, merupakan produk dari prosesnya).
- Materi inert (senyawa anorganik yang dibuat tanpa partisipasi organisme hidup).
- Zat bio-inert (dibentuk bersama oleh organisme hidup dan materi inert).
- Suatu zat asal kosmik.
- Atom yang tersebar.
Riwayat kejadian
Miliaran tahun yang lalu, cangkang padat Bumi, litosfer, terbentuk. Tahap selanjutnya dalam pembentukan apa yang disebut biosfer terjadi karena proses geologi yang memindahkan lempeng tektonik, menyebabkan letusan gunung berapi, gempa bumi, dll. Setelah pembentukan bentuk geologi yang stabil, giliran munculnya organisme hidup. Mereka mendapat kesempatan untuk berkembang karena emisi aktif dari berbagai elemen biokimia yang terjadi selama pembentukan litosfer. Materi hidup telah menciptakan kondisi yang dapat diterima untuk kehidupan selama beberapa juta tahun. Karena evolusi bertahapnya, komposisi gas atmosfer terbentuk. Interaksi konstan senyawa organik dan anorganik di bawah pengaruh energi Matahari memungkinkan materi hidup menyebar ke seluruh planet danmengubah penampilannya secara signifikan.
Evolusi
Organisme hidup pertama di Bumi muncul di hidrosfer, keluarnya mereka secara bertahap ke daratan berlangsung cukup lama. Perkembangan cangkang biosfer lain - litosfer, menyebabkan pembentukan lapisan ozon. Karena proses fotosintesis, massa biologis yang sangat besar menyerap karbon dioksida dari atmosfer dan melepaskan oksigen. Dalam hal ini, makhluk hidup menggunakan sumber energi yang hampir tidak ada habisnya - Matahari. Organisme aerobik, yang kekurangan bahan organik dalam ketebalan hidrosfer, muncul ke permukaan tanah dan secara signifikan mempercepat proses evolusi karena siklus energi. Saat ini, "cangkang hidup" Bumi berada dalam keadaan keseimbangan yang stabil, tetapi umat manusia memberikan pengaruh negatif yang meningkat padanya. Sebuah bola bumi baru sedang diciptakan - noosfer, itu menyiratkan bantuan manusia dan alam yang lebih harmonis, tetapi ini adalah topik yang terpisah dan sangat menarik untuk dipelajari. Biosfer terus berfungsi, meskipun terjadi penurunan biomassa yang signifikan, "cangkang hidup" berusaha mengkompensasi kerusakan yang disebabkan oleh aktivitas manusia. Seperti yang ditunjukkan oleh sejarah, proses ini dapat memakan banyak waktu.
Fungsi biokimia
Komponen utama dalam struktur biosfer adalah biomassa. Ia melakukan semua fungsi biokimia dari "cangkang hidup", mempertahankan komposisinya dalam keadaan setimbang, dan memastikan proses sirkulasi zat dan energi. Fungsi gas menjaga komposisi atmosfer yang optimal. Dia adalahIni dilakukan oleh fotosintesis tanaman, yang melepaskan oksigen dan menyerap karbon dioksida. Organisme hidup mengeluarkan CO2 selama pernafasan dan dekomposisi. Pertukaran gas terjadi terus-menerus, senyawa anorganik mengambil bagian di dalamnya selama berlangsungnya reaksi kimia. Fungsi energi terdiri dari asimilasi dan transformasi biomassa (tanaman) dari sumber eksternal - sinar matahari. Fungsi konsentrasi memastikan akumulasi nutrisi. Semua organisme dalam proses kehidupan mengakumulasi tingkat kandungan unsur-unsur biokimia yang diperlukan, yang setelah kematiannya kembali ke biosfer dalam bentuk senyawa organik dan anorganik. Fungsi redoks adalah reaksi biokimia. Itu terjadi selama kehidupan organisme hidup dan merupakan mata rantai penting dalam sirkulasi zat.
Biomas
Semua organisme hidup tersebar tidak merata di seluruh permukaan bumi. Konsentrasi biomassa tertinggi diamati di persimpangan geosfer planet. Ini terjadi karena pembentukan kondisi kehidupan yang optimal (suhu, kelembaban, tekanan, adanya senyawa biokimia). Komposisi biomassa juga tidak sama jenisnya. Di darat, tumbuhan memiliki keuntungan; di hidrosfer, hewan membentuk dasar materi hidup. Kepadatan biomassa tergantung pada lokasi geografis, kedalaman tempat tinggal di litosfer dan ketinggian di atmosfer. Jumlah spesies tumbuhan dan hewan sangat banyak, tetapi habitat semua organisme adalah biosfer. Biologi, sebagai ilmu yang terpisah, sebagian besarmenjelaskan semua proses yang terjadi di dalamnya. Ini adalah asal, reproduksi, migrasi semua jenis biomassa.
Fitur biosfer
Pentingnya dan skala "cangkang hidup" Bumi akan memastikan studi terus-menerusnya oleh generasi baru ilmuwan alam. Sistem ini unik dalam integritas, perkembangan dinamis, keseimbangan. Sebagai fitur utama dan paling mengejutkan, seseorang dapat memilih ketahanan dan kemampuan untuk pulih. Jumlah bencana selama keberadaan biosfer sebagai film hidup planet ini sangat besar. Mereka menyebabkan kepunahan sebagian besar biomassa, secara signifikan mengubah penampilan planet ini, mengoreksi proses yang terjadi di permukaan dan di intinya. Tetapi setelah setiap pukulan, biosfer dipulihkan dalam bentuk yang berubah, beradaptasi dengan pengaruh negatif atau menekannya. Itulah sebabnya biosfer bumi merupakan organisme hidup yang dapat mengatur secara mandiri semua proses yang terjadi di alam.
Prospek pengembangan
Setiap anak modern di sekolah dasar mempelajari mata pelajaran seperti sejarah alam (Kelas 3). Pada pelajaran ini, mereka menjelaskan kepada orang kecil apa dunia di sekitar dan menurut aturan apa itu ada. Mungkin ada baiknya mengubah program sedikit dan mengajar anak-anak untuk menghormati dan mencintai alam, maka umat manusia akan mampu menciptakan geosphere baru. Semua pengetahuan yang terakumulasi selama berabad-abad tentang biosfer harus diterapkan untuk pengembangan lebih lanjut, yang akan menyiratkan penyatuan alam dan manusia. Sebelum terlambat perbaiki apa yang sudah dilakukanmembahayakan lingkungan, orang harus memikirkan fakta bahwa "cangkang hidup" Bumi dapat pulih dengan sendirinya, tetapi pada saat yang sama dapat menghilangkan objek yang menyebabkan kerusakan permanen pada integritas dan harmoninya.
