Динамика и эволюция биосферы

Размещено на http://allbest.ru

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ АВТОНОМНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ «САМАРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ АЭРОКОСМИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ ИМЕНИ АКАДЕМИКА С.П. КОРОЛЕВА

Факультет информатики

Кафедра информационных систем и технологий

РЕФЕРАТ

по дисциплине «Экология»

ДНИМИКА И ЭВОЛЮЦИЯ БИОСФЕРЫ

Выполнила: студент группы 6402

Вальтер Е.Ю.

Проверил: проф., зав. кафедрой «Экология и БЖД»

Морозов В.В.

Самара 2011

Оглавление

Введение

1. Определение биосферы

2. Динамика и эволюция биосферы

2.1 Эволюция биосферы

2.2 Эволюция биосферы по Вернадскому

Заключение

Литература

Введение

Биосфера и ее развитие - одна из интереснейших и актуальнейших тем нашего времени.

На протяжении миллиардов лет наша планета изменялась и совершенствовалась, чтобы стать пригодной для жизни человека. Изменения во всех оболочках биосферы повлияли на нынешний вид Земли.

Но не только планета влияла на своих обитателей. Многие изменения произошли по вине человека. Огромные количества выбросов в атмосферу, заводы, загрязняющие почву и воду, все это оказало большое влияние на эволюцию и динамику биосферы.

1. Определение биосферы

Биосферой называется зона существования современных живых организмов, включающая эти организмы и охватывающая тропосферу, гидросферу и верхнюю сравнительно небольшую толщу слоев литосферы. Биосфера представляет собой тонкую, относительно размеров земного шара, оболочку, вертикальный масштаб которой не превосходит нескольких десятков километров. Глобальная экологическая система имеет более выраженные черты целостности по сравнению с экологическими системами меньших масштабов. Это объясняется тем, что процессы круговорота вещества и энергии в глобальной экологической системе в значительной мере замкнуты, за исключением радиационного обмена биосферы энергией с окружающим пространством. Целостное учение о биосфере создал биогеохимик и философ В.И. Вернадский.

Он впервые отвёл живым организмам роль главнейшей преобразующей силы планеты Земля, учитывая их деятельность не только в настоящее время, но и в прошлом. Существует и другое, более широкое определение: Биосфера -- область распространения жизни на космическом теле. При том, что существование жизни на других космических объектах, помимо Земли пока неизвестно, считается, что биосфера может распространяться на них в более скрытых областях, например, в литосферных полостях или в подлёдных океанах. Так, например, рассматривается возможность существования жизни в океане спутника Юпитера Европы.

2. Динамика и эволюция биосферы

2.1 Эволюция биосферы

Биосфера не является статичным, неизменным объектом; с течением времени она эволюционирует. Важным фактором этой эволюции являются сами живые организмы. С момента своего возникновения они расширяли границы биосферы, изменяли её состав. В результате их деятельности за миллиарды лет появились горные породы и полезные ископаемые органического происхождения, полностью преобразована атмосфера Земли (в то числе образован озоновый экран, защищающий всё живое на Земле от губительных ультрафиолетовых лучей), постоянно менялся рельеф местности. На рисунке1 представлены изменения в составе атмосферы

Рисунок 1 - Изменения в составе атмосферы Земли

Значительные изменения биосфера претерпела с момента появления человека. Бурное развитие промышленности, науки и техники за несколько столетий - геологически ничтожный отрезок времени - способствовало значительному ускорению миграции атомов. Человек создал тысячи новых пород и сортов, истребил многие виды диких животных и растений, извлёк из земной коры миллиарды тонн полезных ископаемых; в результате его деятельности образовались новые озёра - водохранилища - и искусственные реки - каналы, на огромных площадях природные экосистемы сменились искусственными. Деятельность человечества, ничтожного по своей биомассе, оказывает влияние на состав земных океанов и атмосферы. Сейчас уже можно сказать, что человек, овладев громадной энергией, сам является мощнейшим фактором эволюции биосферы. Владимир Вернадский предполагал, что человечество должно создать новую оболочку Земли - ноосферу (греч. noos - «разум»), рассматриваемую в качестве некого мыслящего пласта над биосферой.

2.2 Эволюция биосферы по Вернадскому

По современным представлениям, биосфера - это особая оболочка Земли, содержащая всю совокупность живых организмов и ту часть вещества планеты, которая находится в непрерывном обмене с этим организмами.

Эти представления базируются на учении В.И. Вернадского (1863-1945) о биосфере, являющимся крупнейшим из обобщений в области естествознания в ХХ в. Исключительная значимость его учения во весь рост проявилась лишь во второй половине прошлого века. Этому способствовало развитии экологии, и прежде всего глобальной экологии, где биосфера является основополагающими понятием.

Учение В.И. Вернадского о биосфере - это целостное фундаментальное учение. Органично связанное с важнейшими проблемами сохранения и развития жизни на Земле, знаменующее собой принципиально новый подход к изучению планеты как развивающейся саморегулирующейся системы в прошлом, настоящем и будущем.

По представлениям В. И Вернадского, биосфера включает:

- живое вещество (т.е все живые организмы),

- биогенное (т.е уголь, известняки, нефть и др.)

- косное (в его образовании живое не участвует, например магнетические горные породы)

- биокосное (создается с помощью живых организмов)

- радиоактивное (вещество)

- космического происхождения (метеориты)

- рассеянные атомы

Все эти семь различных типов веществ геологически связаны между собой.

Важнейшей частью в биосфере В.И. Вернадского являются представление о её возникновении и развитии. Современная биосфера возникла не сразу, а в результате длительной эволюции в процессе постоянного взаимодействия абиотических и биотических факторов. Первые формы жизни, по-видимому, были представлены анаэробными бактериями. Однако созидательная и преобразующая роль живого вещества стала осуществляться лишь с появлением в биосфере фотосинтезирующих автотрофов - цианобактерий и сине-зеленых водорослей, а затем и настоящих водорослей и наземных растений (эукариотов), что имело решающее значение для формирования современной биосферы. Деятельность этих организмов привела к накоплению в биосфере свободного кислорода, что рассматривается как один из важнейших этапов эволюции.

Параллельно развивались и гетеротрофы, и прежде всего - животные. Главное в их развитии являются выход на сушу и заселение материков и, наконец, появление человека.

В жатом виде идеи В.И. Вернадского об эволюции биосферы могут быть сформулированы следующим образом:

1. Вначале сформировалась литосфера - предвестник окружающей среды, а затем после появления жизни на суше - биосфера.

2. В течение всей геологической истории Земли никогда не наблюдались азойные геологические эпохи (т.е. лишение жизни). Следовательно, современное живое вещество генетически связано с живым веществом прошлых геологических эпох.

3. Живые организмы - главный фактор миграции химических элементов в земной коре, “по крайней мере, 90% по весу массы ее вещества в своих существенных чертах обусловлено жизнью”.

4. Грандиозный геологический эффект деятельности организмов обусловлено тем, что их количество бесконечно велико и действуют они практически в течение бесконечно большого промежутка времени.

5. Основным движущим фактором развития процессов в биосфере является биохимическая энергия живого вещества.

Венцом творчества В.И. Вернадского стало учение о ноосфере, т.е. сфере разума.

В целом, учение о биосфере В.И. Вернадского заложило основы современных представлений о взаимосвязи и взаимодействии живой и не живой природы. Практическое значение учения о биосфере огромно. В наши дни оно служит естественнонаучной основой рационального природопользования и охраны окружающей среды.

Рисунок 2 - Динамика концентрации СО₂ и среднегодовой температуры атмосферы Земли

биосфера вернадский природный выброс

Заключение

Из истории развития атмосферы ясно, что человек абсолютно зависим от других организмов, населяющих среду, в которой он обитает. Только от их жизнедеятельности и от их разнообразия зависит стабильность атмосферы и, следовательно, биосферы.

Также, следует, помнить, что с появлением человека биосфера претерпела серьезные изменения и далеко не в лучшую сторону.

Биосфера эволюционирует, и нельзя забывать, что все то, что люди делают, влияет на будущее развитие биосферы и, в частности, на жизнь человека.

Литература

1. Биосфера и ноосфера. Вернадский В.И. М, 1989 г.

2. Эволюция биосферы, как смена типов планетарной организации. О.В. Ковалев (ЗИН РАН), А.Б. Казанский (ИЭФиБ РАН).

Размещено на Allbest.ru