§ 49. Біосфера та її складові

Що таке біосфера? Головне, що відрізняє Землю від інших планет Сонячної системи, — це наявність життя. Біосфера (з грецьк. біос — життя, сфера — куля) — це область поширення життя на Землі, яка охоплює нижню частину атмосфери, гідросферу й верхню частину літосфери.

Одним з основоположників учення про біосферу був видатний український учений Володимир Вернадський. Він довів, що біосфера — це єдина й суцільна оболонка, яка зв’язана кругообігом речовин і енергії, подібно до того, як води гідросфери поєднані кругообігом води.

Межі біосфери. Поширення живих організмів визначає межі біосфери. Верхньою межею біосфери є нижня межа озонового шару атмосфери. Вона знаходиться на висоті 20-25 км. Нижня межа біосфери проходить у літосфері: на глибині 2-3 км в земній корі та на 1-2 км нижче від дна океану. Отже, складовими біосфери є нижня частина атмосфери, уся гідросфера та верхня частина літосфери. Основною енергією, що забезпечує життя організмів, є сонячне тепло. Найбільше живих організмів біосфери зосереджується біля поверхні суходолу й води. Саме тут найкращі умови для життя: найсприятливіша температура, достатня вологість повітря, потрібна кількість кисню, є речовини, необхідні для живлення організмів.

Складові біосфери. За визначенням В. Вернадського, до складу біосфери входять: сукупність організмів, органічно-мінеральні й органічні продукти, які створили, відмираючи, організми (каміння, вугілля, торф, гумус), і речовини, що утворилися в результаті взаємодії живих організмів і неживої природи (гази, що входять до складу атмосфери, осадові породи, вода). Протягом багатьох геологічних епох відбувалася безперервна взаємодія цих складових біосфери. Найважливішу роль у цьому процесі відіграли й відіграють організми.

Володимир Вернадський

Біосфера складається з окремих природних систем (ліс, водойми, степ, поле, сад тощо) і штучних систем. Біосфера є частиною неосфери, до якої входять ще й штучні системи (будівлі, машини, механізми).

Біологічний кругообіг речовин. Життєдіяльність організмів на Землі та єдність біосфери забезпечуються біологічним кругообігом речовин. Біологічний кругообіг речовин включає три процеси: процес створення рослинної продукції, процес перетворення її на тваринну продукцію й процес руйнування рослинної та тваринної продукції мікроорганізмами (мал. 130).

Кругообіг речовин починається з процесу фотосинтезу. Зелені рослини поглинають вуглекислий газ, воду, мінеральні речовини й, використовуючи сонячне світло, утворюють органічні речовини. Первинна продукція зелених рослин слугує їжею тваринам. Відходами життєдіяльності тварин, мертвою органічною масою харчуються бактерії та гриби, що в процесі своєї життєдіяльності розкладають органічні речовини до стану неорганічних. У результаті утворені неорганічні речовини повертаються в навколишнє середовище, де вони знову поглинаються зеленими рослинами в процесі їх росту й фунтового живлення.

Мал. 130. Біологічний кругообіг речовин

Різноманітність організмів на Землі. За оцінками вчених, на Землі існує майже 3,5 млн біологічних видів. На рослини припадає майже 412 тис. видів, інша частина — тварини та мікроорганізми.

Навіть у наш час учені щороку відкривають сотні нових видів живих організмів. Наприклад, відомо майже 70 тис. видів грибів, але фахівці вважають, що насправді їх не менше мільйона.

Живі організми біосфери становлять чотири царства живої природи: рослини, тварини, гриби, бактерії. Бактерії складаються всього з однієї клітини. Це перші організми, що з’явилися на нашій планеті. Спори бактерій виявили в стратосфері, а бактерії у бурильних свердловинах на глибині 3 км. Деякі з них спроможні існувати в умовах, здавалося б, зовсім не придатних для життя: у гарячих джерелах, льодовиках, на дні океану, при високому радіаційному фоні.

Усі живі організми тісно взаємопов’язані.

Поширення організмів на Землі. Найбільше організмів живе біля земної поверхні. Це — поверхня суходолу й повітря над нею, ґрунти, поверхневі води Світового океану та його дно на невеликих глибинах, куди проникає сонячне світло.

Умови існування організмів залежать від чинників неживої природи — температури, вологості, світлового режиму.

Найменше тепла поблизу географічних полюсів, в арктичних і антарктичних пустелях. Рослинність і тваринний світ цих територій Землі дуже бідні. Рослинність — це сукупність усіх рослинних угруповань на певній ділянці земної кулі (у певній місцевості чи регіоні або на планеті в цілому). Тваринний світ — це сукупність різних угруповань тварин у певній місцевості. У міру просування до екватора число видів рослин і тварин поступово зростає.

У районі екватора поширені вологі тропічні й екваторіальні ліси. Умови вологого й жаркого клімату сприятливі для багатоярусних лісів. У них переважають вічнозелені дерева, що цвітуть і плодоносять протягом усього року.

На північ і на південь від екватора кількість опадів зменшується, тому деревна рослинність зникає, з’являються трави. Поширені також акації, пальми, баобаби (мал. 131). У районах, де мало опадів, знаходяться напівпустелі та пустелі. Високі температури вдень, низькі вночі, незначна кількість вологи — прийнятні лише для певних видів рослин і тварин.

Мал. 131. Баобаб

Рослини в цих районах пристосувалися до безводних умов життя: у них замість листків колючки або довге коріння, що може діставати вологу з великих глибин.

У степах переважає тепле й сухе літо, холодна зима. Тут поширена трав’яниста рослинність. Серед тварин переважають гризуни.

У помірних широтах поширені лісостепи й широколисті ліси. Дерева скидають листя в холодну пору року. Підлісок складається з чагарників. Ростуть трави. У північних районах (50-60° пн. ш.) панують хвойні ліси, що утворюють природну зону тайги. Трав у цих лісах мало.

Біля полярного кола сформувалася безліса природна зона — тундра. Тут переважають мохи, лишайники, карликові дерева, кущі та ягоди.

ПОВТОРИМО ГОЛОВНЕ

• Біосфера — це оболонка Землі, населена організмами, оболонка життя.
• Складовими частинами біосфери є нижня частина атмосфери, уся гідросфера й верхня частина літосфери.
• Живі організми на Землі тісно пов’язані між собою та з навколишнім природним середовищем.
• Поширення живих організмів на Землі має певні закономірності. Найбагатший рослинний і тваринний світ — у приекваторіальних широтах, найбідніший — за полярним колом.

Ключові терміни та імена

В. Вернадський, біосфера, біологічний кругообіг речовин, фотосинтез.

Запитання та завдання

• 1. Що таке біосфера ? Назвіть складові частини біосфери.
• 2. Хто з учених є основоположником учення про біосферу?
• 3. Чим відрізняється біосфера від інших оболонок Землі?
• 4. Які живі організми найбільш різноманітні за видовим складом?
• 5. Де розташована верхня та нижня межі біосфери?

Назвіть природні зони Африки (з півночі на південь) за картою природних зон атласу. Чому природні зони на материку Африка повторюються?

Підготуйте повідомлення (презентацію, виступ) про появу перших живих організмів на Землі, використовуючи різноманітні джерела інформації.

СКАРБНИЧКА ДОСЛІДНИКА

Як припускають учені, уже 4 млрд років тому на нашій планеті існували найпростіші форми життя.

Життя зародилося й тривалий час розвивалося тільки у водному середовищі, де умови більш стійкі та стабільні. Органічний світ суходолу значно молодший. Умови на суходолі контрастніші від морських, а вплив середовища значно більший, тому види рослин і тварин тут змінюються швидше.

Формування природи в її сучасному вигляді почалося понад 100 млн років тому. Це підтверджують знайдені відбитки давніх рослин. Малюнки листя теперішніх рослин і відбитки листя на камені їх далеких предків переконливо свідчать про їх подібність.

✅Гідросфера – визначення, склад і будова, цікаві факти

Якщо відповідати на питання, що таке гідросфера досить поверхнево, то можна сказати – це водна оболонка нашої планети. Вона має свою складну структуру, склад, відрізняється багатьма особливостями і характеристиками.

Також не можна заперечувати її критично важливе значення для всього живого, починаючи від мікроорганізмів і закінчуючи людиною. Адже недарма вважається, що саме життя можливе тільки там, де є вода.

У широкому сенсі під гідросферою Землі розуміється весь запас води на планеті в будь-якій її формі і агрегатному стані, як знаходиться на поверхні, так і під ґрунтом. Сюди входить прісна, солона вода і навіть та рідина, яка міститься в живих організмах.

Оскільки близько 70% поверхні планети, тобто її більшу частину, займає саме гідросфера, то не дивно, що для простоти її вивчення вона поділена на багато груп і підгрупи. Наприклад, існують такі групи, як світовий океан, континентальні води, підземні води, які діляться на більш дрібні складові.

Межі всіх цих зон досить умовні, але необхідні для більшої простоти і систематизації вивчення цієї найважливішої компоненти природи.

Що таке гідросфера

Як уже згадувалося вище, під поняттям гідросфери мається на увазі вся сукупність рідини на землі у всіх її агрегатних станах, на поверхні і під землею, а також всередині всіх живих організмів.

Сюди включається також і атмосферна волога, яка формує Хмари, бере участь в масі найважливіших процесів. Тому не можна плутати це велике поняття з просто водою, що знаходиться в Світовому океані або континентальних річках і озерах.

Таку назву цієї частини геосфери їй дали ще в старі часи – з грецького «Гідро» означає вода. Кожна грамотна людина повинна знати основні її частини, розуміти важливість цієї освіти не тільки для живої, а й для неживої природи.

Особливості складу гідросфери вивчаються ще в школі, але багато до початку дорослого життя встигають все це успішно забути, тому буде корисно оновити знання з даного питання в своїй голові.

Якщо говорити в цифрах, то маса всієї рідини на планеті у всіх її формах дорівнює 1,46*1021 кілограмам. При цьому обсяг становить 1,4 мільярдів кубічних сантиметрів. Найбільший відсоток від усього обсягу гідросфери припадає на океани – близько 95%.

Склад гідросфери

• Світовий океан, на який припадає приблизно 95% всього обсягу.
• Знаходяться під поверхнею землі підземні води, на які випадає 4,5% загального обсягу.
• Наступні за розміром – льодовики, які в останні роки тануть все з більшою швидкістю. Їх внесок у загальний запас рідини на планеті – 1,65%.
• Решта частини складу це ґрунту, річки, а також атмосферний пар, який зосереджений в нижніх її шарах.

Зазначені групи поділяються на менші підгрупи, але вони становлять інтерес для дослідників та науковців, а не простих допитливих громадян.

Походження гідросфери

Походження Світового океану, як і інших частин гідросфери, досі є загадкою, над якою б’ються фахівці і дослідники.

На цей момент існує дві таких основних гіпотези її виникнення:

1. Гіпотеза “холодного” початку, яка говорить про те, що на початку часів існувала деяка первинна холодна пилова хмара, яка постійно нагрівалася і змінювала свій агрегатний стан. В результаті перетворилося в відому сьогодні всім рідина.
2. Гіпотеза “гарячого” початку висуває іншу теорію. Ця схема говорить, що спочатку Земля являла собою нагріту до величезних температур суміш хімічних елементів. Поступово охолоджуючись, вона розділилася на газ, рідина, які в підсумку і стали прообразами атмосфери і гідросфери.

Сказати однозначно, яка теорія вірна, складно. Вчені докладають зусиль для того, щоб дати остаточну відповідь, але поки що істина все також далека.

Варто відзначити: останні геохімічні дослідження вказують на те, що утворення води і гідросфери є результатом процесу так званої дегазації оболонки планети.

Значення гідросфери для людини і її роль в житті Землі

Будова і вивчення водної оболонки досить багатогранне, не позбавлене проблеми і протиріч, але, попри це, не можна не визнати важливості гідросфери для всього живого на Землі.

Всі вчені в один голос заявляють – здатність створювати умови для зародження життя – це головна характеристика води.

Без рідини неможливо уявити собі існування не тільки людини або тварин, а взагалі будь-яких форм життя, включаючи навіть найдрібніші бактерії і мікроорганізми.

Саме тому Пошук життя на інших планетах зараз зводиться до пошуку там води в будь-якій формі. Ця подія – перша передумова до того, щоб продовжувати пошуки.

Наше життя складається з багатьох нюансів, але вода грає в ній ключове значення. Біологи заявляють, що приблизно на 70% тіло людини складається з води і різних розчинів на її основі.

Саме така форма існування дозволяє реалізовувати необхідні функції обміну речовин, проводити необхідні живому організму процеси.

Вода виконує транспортну функцію і доставляє всім органам нашого тіла кисень, поживні мікроелементи, тому її роль в життєдіяльності всього живого не можна перебільшити.

Що стосується всієї землі в загальному, то і тут вода виступає найважливішим фактором для всього живого. Саме вона становить більшу частину атмосфери, бере участь у формуванні клімату, дає опади, впливає на врожайність і багато інших питань.

Досить хоч в якомусь одному кінці світу порушитися водному балансу, як це відчувають всі: люди, звірі, тварини, ґрунт, ґрунтові води і т. д.

Цікаві факти про гідросферу

Гідросфера сповнена дивовижних фактів, перерахувати всі з них просто неможливо. Це стосується і інформації про океанах, морях і річках, і про озера, що діють в океані течіях, наявних льодовиках і багато іншого. Ще Шкільна географія починає знайомити нас з такими даними, але вони виявляються дуже неповними.

Звернемо увагу на такі цікаві факти:

• Найбільша і повноводна річка на планеті – Амазонка, яка знаходиться в Південній Америці. На неї припадає близько 15% всієї річкової води на Землі.
• Найбільша кількість озер є на території Швеції.
• Якщо вода буде занадто солоною, то життя в ній не зможе існувати. Яскравий приклад – Мертве море в Ізраїлі.
• 20% запасів всієї прісної води на планеті зберігає в собі глибоке озеро Байкал в Росії.
• Екологічні пам’ятки з області гідросфери доповнює озеро Синевир, в якому навіть на глибині 20 і більше метрів видно дно і маленькі камінчики на ньому.

Це цікаво: відсоток прісної води досить невеликий, вона займає істотно меншу частину гідросфери, ніж солона. Вчені вже зараз говорять про те, що в найближчі років 50 людство зіткнеться з нестачею прісної води.

Небезпечні явища в гідросфері

Хоч гідросфера і становить основну частину всього живого на планеті, але люди ще не здатні виробити до води дбайливе ставлення. Багато факторів призводять до того, що структура поступово змінюється, стає менш прийнятною для нормальної життєдіяльності.

Ось основні проблеми, які сьогодні спостерігаються:

1. Водні ресурси постійно забруднюються. Цьому сприяє Хімічна промисловість, накопичення сміття і відходів, радіоактивне, теплове і органічне забруднення.
2. Всього 2% від світового запасу – питна вода. Вже зараз в Ізраїлі та інших країнах люди зіткнулися з її дефіцитом і необхідністю економії. Якщо ж використовувати очищену воду або перероблену, то є ризик серйозних інфекцій, захворювань і навіть смерті.
3. В океані спостерігаються багатокілометрові смуги з дрейфуючого сміття. Його там так багато, що з 2018 року уряди багатьох країн все-таки вирішили взятися за вилов і переробку відходів. Об’єкти для переробки сміття ще не дуже поширені, тому з цим питанням є труднощі.

Властивості води в різних її станах досі не вивчені повністю. Це унікальна речовина, яка служить основному життю і дає нам можливість існувати. Необхідно ставитися до гідросфери дуже уважно і акуратно, робити все можливе, щоб вода навколо нас зберігалася чистою.

Що ми дізналися?

1. Визначення Гідросфери:
   • Гідросфера охоплює всю воду на поверхні Землі, включаючи океани, моря, річки, озера, льодовики, і підземні води.
2. Склад Гідросфери:
   • Океани: Становлять близько 97% усієї води гідросфери.
   • Прісні водойми: Включають річки, озера, болота, і складають лише 3% води.
   • Льодовики та льодові крижини: Важливі компоненти гідросфери, особливо у полярних регіонах.
3. Будова Гідросфери:
   • Гідросфера взаємодіє з атмосферою, літосферою і біосферою, впливаючи на клімат, ерозію, і життя на Землі.
4. Цікаві факти про Гідросферу:
   • Найглибша точка у світовому океані – Маріанська западина, глибиною близько 11 кілометрів.
   • Велика частина води гідросфери (близько 97.5%) – солона, і лише невелика частина (близько 2.5%) – прісна вода.
   • Океани мають важливе значення для регулювання клімату на Землі завдяки їх здатності поглинати та зберігати тепло.

Висновок

Гідросфера відіграє вирішальну роль у підтримці життя на Землі, впливаючи на клімат, погодні умови та екологічні системи. Її унікальна спроможність зберігати та перерозподіляти тепло та воду робить її незамінною для балансу нашої планети.

Освоєння глибин океанів та збереження прісних водойм є важливими завданнями для людства, щоб забезпечити сталий розвиток і збереження природного довкілля.

Гідросфера – що це таке, опис, характеристика

Гідросферою називають водну оболонку Землі. Світовий океан – головна частина гідросфери. Це безперервна водна оболонка, що оточує сушу. Термін “Світовий океан” ввів у науку відомий вчений-географ Ю.М. Шокальський (1856-1940).

Світовий океан займає 70,8% поверхні нашої планети.

Він ділиться материками на 4 океани:

Виділяється також Південний океан, що омиває береги Антарктиди. 1/5 своєї площі він отримує за рахунок Атлантичного океану і по 2/5 від Тихого і Індійського.

В результаті такого “перерозподілу” вод Світового океану Південний океан виходить на 2-е місце після Тихого. Однак багато вчених не згодні з виділенням Південного океану, і в результаті – ви знайдете його на картах, але в зведених статистичних таблицях зазвичай вказують характеристики тільки чотирьох океанів.

Моря – це частини океанів, більш-менш відокремлені від них сушею або підводними порогами, підняттями дна. Наприклад, Балтійське море є частиною Атлантичного океану, а Червоне море – частиною Індійського океану.

Ті моря, які незначно вдаються в сушу, називаються окраїнними (Баренцове, Карське). Моря, далеко вдаються в сушу і з’єднуються з океанами протоками, називаються внутрішніми, наприклад Середземне, Балтійське.

Затока – це частина океану, моря або озера, що впадає в сушу, поступово зменшується по ширині і глибині. Атлантичний океан біля берегів Європи утворює Біскайську затоку, біля берегів Африки – Гвінейську, Північної Америки – Мексиканську і Гудзонову затоки, Південної Америки – затоку Ла-Плата.

Протоки – звужені частини Світового океану, що розділяють ділянки суші. Так, наприклад,

• Берингова протока розділяє два материки – Євразію і Північну Америку;
• Гібралтарська протока – Євразію і Африку.
• Магелланова протока відокремлює острів Вогняна Земля від материка Південна Америка. Цією протокою плив Фернан Магеллан під час своєї кругосвітньої подорожі.

Рельєф дна Світового океану

Уздовж узбереж материків тягнеться їх Підводна околиця – материкова мілина, або шельф. Її глибини не перевищують 200 м, а ширина може бути різною. Шельф – найважливіше місце промислу риби та інших морепродуктів, а також корисних копалин, перш за все нафти і газу. Морський шельф на відстані 200 миль вважається територією прибережної держави і його власністю.

З глибини від 200 до 2500 м досить круто йде материковий схил, який поступово переходить в ложе океану. Ложе океану, подібно суші, має рівнинні ділянки і гори, вершини яких іноді виступають над поверхнею океану у вигляді островів, а також западини – жолоби. Підводний рельєф зображується на картах ізобатами (від грец. isos – рівний і bathos-глибина).

Середня глибина Світового океану – 3700 м; найбільша – 11022 м в Маріанському жолобі, розташованому в Тихому океані.

Донні відкладення

Дно океанів і морів вкрите морськими опадами. За походженням ці опади бувають двох видів: материкові, тобто змиті з суші (пісок, глина, галька), і океанічні, які утворюються в результаті відмирання морських організмів. Океанічні опади накопичуються на дні у вигляді мулу. Накопичення відбувається дуже повільно.

Температура вод океану

Температура води біля поверхні океану розподіляється зонально (див.карту в атласі). З глибиною вона падає і глибше 1000 м стає рівною +2…+ 3°С.на дні глибоководних западин температура води близько 0°.

Солоність вод океану

У літо – і гідросфері міститься величезна кількість легкорозчинних солей. Вивільняючись при вивітрюванні гірських порід, вони зі струмом поверхневих і підземних вод виносяться в Світовий океан, безстічні внутрішньоконтинентальні депресії і знову накопичуються в осадових породах.

У Світовий океан щорічно з континентів надходить 2735 млн т солей, тобто щорічно з 1 км 2 суші видаляється в середньому 264 т солей.

Саме тому у всіх морях і океанах, а також безстічних озерах вода має гіркувато-солоний смак. В середньому в кожному літрі морської води міститься 35 г солі.

Вода внутрішніх морів відрізняється по солоності і температурі від води океанів: в морях жаркого пояса підвищені температура і солоність, а в морях помірного пояса, що приймають в себе великий стік прісних річкових вод, солоність значно нижче.

Одиниця солоності морської води-проміле (від лат. promille – на тисячу) показує, скільки вагових частин солей припадає на 1000 вагових частин води і позначається – ‰. В даному випадку середня солоність морської води 35‰ (проміле).

Лід у Світовому океані

Температура замерзання у солоної океанічної води на 1-2 ° з нижче, ніж у прісної. Води Світового океану покриваються льодом тільки в полярних районах. Океанічний лід може бути нерухомим (пов’язаним із сушею) або рухомим (дрейфуючий лід у Північному Льодовитому океані).

Крім того, зустрічаються льоди, що відкололися від льодовикового покриву суші. Такими “постачальниками” льоду є полярні острови і крижаний материк Антарктида. Айсберги (від голландського ice – лід, berg – гора) Антарктиди досягають іноді 100 км в довжину.

Зазвичай основна частина айсберга знаходиться під водою, над поверхнею він підноситься на 70-100 м. Течії переміщують айсберги по океанах, де вони поступово тануть.