Biosfera: límites de la biosfera. Composición y límites de la biosfera. El límite superior de la biosfera. Biosfera del planeta Tierra Mapa de contorno de la capa de vida de la biosfera
Habitado por organismos vivos, que lo transforman activamente en el proceso de su actividad vital.
Historia del estudio
El concepto de biosfera como espacio de vida fue introducido en la ciencia por Jean Baptiste de Lamarck en la primera mitad del siglo XIX. Fue él quien estuvo más cerca de comprenderla. Pero el término en sí fue propuesto por el científico austriaco Edward Suess. Trabajó en el campo de la geología y entendió la biosfera como la totalidad de todos los organismos. Éste es el significado que se le atribuye al término “biota”. Suess expuso sus hipótesis y resultados de investigación en el famoso trabajo científico "La faz de la Tierra", en el que describió la geología de los Alpes.
El concepto moderno de biosfera fue formulado por el científico geoquímico ruso, que tiene conocimientos enciclopédicos en muchas ramas de la ciencia: Vladimir Ivanovich Vernadsky. Como profesor de mineralogía en la Universidad de Moscú, se convirtió en autor de la gran obra "Biosphere", publicada en 1926. Fue en este trabajo donde dio por primera vez una definición detallada de este término.
V. M. Vernadsky creía con razón que la biosfera es una gran región concéntrica de la Tierra, que desempeña el papel de principal fuerza geoquímica. Así, es un espacio en el que existe actualmente o alguna vez ha existido vida, es decir, la biosfera se caracteriza por la presencia de organismos vivos o de los productos de su actividad vital.
Tipos de sustancias en la biosfera.
V. I. Vernadsky identificó varios tipos de sustancias que forman la base de la biosfera.
- Materia realmente viva, que está formada por un conjunto de organismos.
- Sustancia biogénica que se forma durante y permanece después de la vida de los organismos. Estamos hablando de gases atmosféricos, carbón, petróleo, etc.
- que se forma sin la intervención de organismos.
- - Se trata de compuestos que son el resultado de la actividad vital de los organismos en combinación con procesos abiogénicos.
Los límites de la biosfera se determinan de acuerdo con la presencia de la totalidad de las sustancias anteriores en las capas de la Tierra.
Materia viva en la biosfera.
Es obvio que los principales procesos geoquímicos y energéticos ocurren con la participación obligatoria de V. I. Vernadsky formuló así su concepto. Materia viva: todo lo que existe actualmente, constituyendo una totalidad única, que se expresa en composición química elemental, peso y energía.
La principal propiedad de la materia viva es su actividad, debido a su conexión con el medio ambiente mediante un flujo biogénico constante. El flujo se forma durante la respiración, la nutrición y la reproducción. En este contexto, la actividad vital de los organismos puede considerarse como un poderoso proceso geológico de carácter planetario.
Continuamente se producen constantes migraciones de elementos químicos entre el cuerpo y el medio ambiente en ambas direcciones. Este proceso es posible debido a la proximidad de la composición química elemental de los organismos a la composición química de la corteza terrestre.
Las plantas, al realizar la fotosíntesis, crean en la biosfera moléculas orgánicas complejas que tienen una gran reserva de energía. Así, la materia viva acumula y transforma la energía radiante asociada del Sol. El movimiento de energía se hace posible gracias al constante crecimiento y desarrollo del cuerpo. La tasa de reproducción, como creía acertadamente V. I. Vernadsky, es la tasa a la que se transfiere la energía geoquímica en la biosfera.
Fronteras
La parte de la biosfera que actualmente contiene organismos vivos suele denominarse neobiosfera. En otras palabras, moderno. Y el espacio que fue hábitat de organismos antiguos es la paleobiosfera.
La masa total de las geosferas del planeta es de aproximadamente 2420 mil millones de toneladas. Este valor es 200 veces la masa de la atmósfera. Por tanto, podemos concluir que la capa de materia viva en la masa total de geosferas es insignificante.
La gama de capacidades potenciales y la escala de adaptabilidad de los organismos determinan la “ubicuidad de la vida”. Los seres vivos se asentaron gradualmente en los mares y océanos y luego se asentaron en la tierra. Según Vernadsky, la composición y los límites de la biosfera están cambiando incluso ahora.
Cabe señalar que, a diferencia de otras capas terrestres, sólo la biosfera puede considerarse compleja. También cumple la función de “cobertura” de esencia viva y es el hábitat de muchos organismos, incluido el hombre.
Los límites de la biosfera se definen de la siguiente manera. Incluye la zona inferior de la atmósfera, la zona superior de la litosfera y toda la hidrosfera. Y las alturas de la atmósfera, caracterizadas por el frío, la baja presión, y las profundidades del océano, cuya presión puede alcanzar las 12.000 atmósferas, todo esto es la biosfera. Los límites de la biosfera son tan amplios debido a los límites muy amplios de tolerancia a la temperatura de los organismos.
Cabe señalar que también existen bacterias que pueden existir en el vacío. Los límites de adaptación a las condiciones químicas también son muy amplios. Es cierto que los organismos existen, por ejemplo, bajo la influencia constante de radiaciones ionizantes. Las investigaciones muestran que algunos seres vivos son tan resistentes que, según determinados criterios, sus capacidades se encuentran incluso fuera de la biosfera.
Además de las condiciones básicas enumeradas, la vida de los organismos está determinada por la constancia de la corriente biogénica de los átomos.
Límite superior de la biosfera.
En diferentes partes del planeta, la vida en la atmósfera existe a diferentes altitudes. En las zonas de los polos sur y norte, este valor es de 8 a 10 km, cerca del ecuador, de 17 a 18 km, por encima de todos los demás territorios, de 20 a 25 km. Por tanto, sólo la troposfera, la parte inferior de la atmósfera, está llena de vida.
El límite físico para la propagación de la vida en la atmósfera está en el límite inferior.
Hidrosfera
La hidrosfera está formada por océanos, mares, lagos, ríos y capas de hielo. Hay vida en todas las profundidades. La gran mayoría de los organismos vivos ocuparon las capas superficiales y las zonas costeras. Pero incluso a una profundidad de 11.022 m, en la depresión más profunda del Océano Mundial (Mariinskaya), hay habitantes. La neobiosfera también incluye sedimentos que alguna vez fueron el hogar de criaturas antiguas.
Límite inferior de la biosfera.
Si hablamos de la litosfera, entonces el suelo es, por supuesto, su capa más densamente poblada, pero la existencia de vida se ha observado mucho más profundamente, a unos 6-7 kilómetros bajo tierra. Esto se aplica principalmente a grietas y cuevas profundas.
Organismos que habitan la biosfera.
Los organismos vivos se dividen en dos grupos según el método de obtención de la energía necesaria para la vida: autótrofos y heterótrofos. El hábitat de los representantes de ambos grupos es la biosfera. Los límites de la biosfera están determinados por su distribución.
Los representantes en su dieta no están asociados con ningún otro ser vivo. Para ello requieren de la luz solar o de la energía de los enlaces químicos de compuestos de origen inorgánico. Ambos pueden utilizarse como fuente de energía, mientras se nutren de los minerales.
Los autótrofos se dividen en dos subgrupos. Estos son fotótrofos (verde) y quimiotrofos (bacterias). Los primeros sólo pueden existir en la zona de penetración de la luz solar. Pero estos últimos, debido al uso de compuestos químicos orgánicos como fuente de energía, están mucho más extendidos.
Los heterótrofos, por el contrario, necesitan sustancias orgánicas producidas por otros organismos como fuente de energía y nutrición. Es decir, sin el trabajo preliminar de los autótrofos, su existencia sería imposible. Los animales y los humanos, como habitantes de la biosfera, pertenecen a organismos heterótrofos.
"Cintas de la vida"
La distribución desigual de la vida es una de las características importantes que caracteriza a la biosfera. Los límites de la biosfera tienen la menor densidad de vida. El mayor se observa en los cruces de hábitats. En general, la distribución de la vida en la biosfera es marcadamente desigual. V. I. Vernadsky introdujo el término "Películas de vida" y lo utilizó para describir las áreas más densamente pobladas de la biosfera. La frontera de contacto suelo-aire es la primera de estas películas, su espesor es de 2 a 3 cm, la segunda está representada por la zona de contacto aire-suelo: la franja costera y la zona de surgencia. El tercero está representado por la zona eufótica del océano (hasta 200 m), es decir, la zona de libre penetración de los rayos del sol.
Así, la vida, que transforma la “faz de la Tierra”, está indisolublemente ligada al concepto de “biosfera”. Los límites de la biosfera son los límites de la vida.
La organización espacial-funcional es un mecanismo que asegura la “eternidad geológica de todos los seres vivos”. El hombre, como habitante de la biosfera, junto con otros organismos heterótrofos, participa directamente en el ciclo energético que asegura la vida en la Tierra.
Límites de la biosfera. La biosfera está ubicada en la intersección de la parte superior de la litosfera, la parte inferior de la atmósfera y ocupa toda la hidrosfera. Límite superior (atmósfera): 15 a 20 km. Límite inferior (litosfera): 3,5 a 7,5 km. Límite inferior (hidrosfera): 10 a 11 km. La atmósfera (del griego ????? - vapor y ?????? - esfera) es la capa de gas de un cuerpo celeste que se mantiene a su alrededor por la gravedad. La litosfera (del griego ????? - piedra y ?????? - esfera) es la capa dura de la Tierra. La hidrosfera (del griego Y??? - agua y ?????? - bola) es la totalidad de todas las reservas de agua de la Tierra.
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“Biosfera de la Tierra”: el límite inferior pasa a la profundidad donde ya no se encuentran organismos. En el proceso de evolución, se formó una capa especial en la Tierra: la biosfera. Límites y composición de la biosfera. Durante mucho tiempo, la cuestión de la pureza del agua del lago Baikal fue un misterio para los científicos. ¿Qué es la biosfera? Algunas formas de vida han sobrevivido hasta nuestros días.
“Lección de biosfera” - Valeologización del proceso educativo. Lección general sobre el tema. Desarrollar habilidades de comunicación en el trabajo; cultivar la cultura biológica. Escuche, agregue lo que más sepa. En lugar de puntos, elige las palabras correspondientes. 5ta etapa. Etapa 3 Completar la tabla: Las principales funciones de la materia viva en la biosfera.
“El hombre y la biosfera” - La humanidad consume intensamente recursos naturales vivos y minerales. Cuidemos la naturaleza, sino pasarán cosas. La materia viva está formada por un conjunto de organismos vivos que habitan la Tierra. Se hacen los primeros intentos de domesticar animales y criar plantas. Y??? - ¿¿¿¿¿¿agua y?????? - bola) - la totalidad de todas las reservas de agua de la Tierra.
“Ciclo de sustancias en la biosfera” - Participar en el ciclo de sustancias. Formación rocosa. Vernadsky V.I. uno de los fundadores de la biogeoquímica. Muestre el papel del ciclo de sustancias en la biosfera. Arroz. 3. Suelos oceánicos bajo el microscopio. Sustancias inorgánicas. VV Dokuchaev (1846 - 1903). El ciclo del agua. Gracias a los seres vivos surgieron muchas rocas en la Tierra.
“La doctrina de la biosfera de Vernadsky” - 1. El sol es una fuente de energía. Las principales disposiciones de la teoría de V. I. Vernadsky: la doctrina de la biosfera fue desarrollada por el científico y académico ruso V. I. Vernadsky (1863 - 1945). La biogeocenosis es una unidad estructural elemental de la biosfera, y la biosfera misma es un sistema ecológico global: la ecosfera.
“Conceptos de ecosistema” - Mesoecosistema: lago, arboleda, pantano, granja, campo. En el proceso de alimentación, los organismos están conectados entre sí en una secuencia determinada. La comunidad de organismos vivos y el entorno abiótico se influyen mutuamente. Un ecosistema es un sistema integral de autorreproducción. Las redes alimentarias dentro de cada ecosistema tienen una estructura bien definida.
Son 12 presentaciones en total.
La mayor generalización en el complejo de las ciencias de la tierra (geología, geografía, geoquímica, biología) fue la doctrina de la biosfera, creada por el científico ruso V.I. Vernadsky. Habiendo comenzado su actividad científica (como geólogo) con el estudio de las rocas sedimentarias de la corteza terrestre, V. I. Vernadsky reveló el enorme papel de los organismos vivos en los complejos procesos geoquímicos de nuestro planeta. En 1926 se publicó su libro “Biosfera”. Este trabajo analiza en profundidad las complejas relaciones entre los organismos vivos y la naturaleza inanimada de la Tierra. Su obra se adelantó un poco a su tiempo. Sólo en la segunda mitad del siglo XX, en un contexto de empeoramiento de los problemas ambientales, se generalizó su doctrina de la biosfera.
Un elemento importante de las enseñanzas de V. I. Vernadsky sobre la biosfera es la idea de la estrecha dependencia de la biosfera de la actividad humana y su preservación como resultado de la relación razonable del hombre con la naturaleza. El científico escribió:
La humanidad, en su conjunto, se está convirtiendo en una poderosa fuerza geológica. Ante él, ante su pensamiento y su obra, se plantea la cuestión de la reestructuración de la biosfera en interés de la humanidad librepensadora en su conjunto. Este nuevo estado de la biosfera, al que nos acercamos sin darnos cuenta, es la noosfera. 1
Actualmente, la doctrina de la biosfera es una parte importante de la ecología, directamente relacionada con los problemas de regular la interacción entre el hombre y la naturaleza.
El término “biosfera” fue utilizado por primera vez por J. B. Lamarck a principios del siglo XIX. Posteriormente fue mencionado en el trabajo del geólogo austriaco E. Suess en 1875. Sin embargo, este concepto no fue desarrollado en detalle por estos científicos, sino que se utilizó de paso para designar el área de vida en la Tierra. Sólo en las obras de V. I. Vernadsky se analiza en detalle y en profundidad y se entiende como el "caparazón de la vida" en nuestro planeta.
Biosfera Llame a la totalidad de todos los organismos vivos de nuestro planeta y aquellas áreas de las capas geológicas de la Tierra que están habitadas por seres vivos y han estado expuestas a su influencia durante la historia geológica.
Límites de la biosfera. Los organismos vivos están distribuidos de manera desigual en las capas geológicas de la Tierra: litosfera, hidrosfera y atmósfera(Figura 1). Por tanto, la biosfera ahora incluye la parte superior de la litosfera, toda la hidrosfera y la parte inferior de la atmósfera.
Arroz. 1.Área de distribución de organismos en la biosfera:1 - nivel de la capa de ozono, que se retiene con fuerza Radiación ultravioleta; 2 - borde nevado; 3 - suelo; 4 - animales que viven en cuevas; 5 - bacterias en el aceite pozos
La litosfera es la capa sólida superior de la Tierra. Su espesor varía entre 50 y 200 km. La distribución de la vida en él es limitada y disminuye drásticamente con la profundidad. La abrumadora cantidad de especies se concentra en la capa superior, que tiene un espesor de varias decenas de centímetros. Algunas especies penetran a profundidades de varios metros o decenas de metros (animales excavadores: topos, gusanos; bacterias; raíces de plantas). La mayor profundidad a la que se han encontrado algunos tipos de bacterias es de 3 a 4 km (en aguas subterráneas y horizontes petrolíferos). La propagación de la vida en las profundidades de la litosfera se ve obstaculizada por varios factores. La penetración de las plantas es imposible por falta de luz. Para todas las formas de vida, la densidad ambiental y la temperatura, que aumentan con la profundidad, también constituyen obstáculos importantes. En promedio, el aumento de temperatura es de aproximadamente 3 °C por cada 100 m, por lo que se considera que el límite inferior de distribución de la vida en la litosfera es la profundidad de tres kilómetros (donde la temperatura alcanza aproximadamente +100 °C). .
Hidrosfera- la capa de agua de la Tierra es un conjunto de océanos, mares, lagos y ríos. A diferencia de la litosfera y la atmósfera, está completamente desarrollada por organismos vivos. Incluso en el fondo del Océano Mundial, a una profundidad de unos 12 km, se descubrieron diversas especies de seres vivos (animales, bacterias). Sin embargo, la mayor parte de las especies viven en la hidrosfera entre 150 y 200 m de la superficie. Esto se debe al hecho de que la luz penetra hasta tal profundidad. En consecuencia, en horizontes inferiores es imposible la existencia de plantas y muchas especies que dependen de las plantas para su nutrición. La distribución de organismos a grandes profundidades está garantizada por la constante "lluvia" de excrementos, los restos de organismos muertos que caen de las capas superiores, así como la depredación. Los hidrobiontes viven tanto en agua dulce como salada y se dividen en 3 grupos según su hábitat:
1) plancton: organismos que viven en la superficie de los cuerpos de agua y se mueven pasivamente debido al movimiento del agua;
2) necton: se mueve activamente en la columna de agua;
3) bentos: organismos que viven en el fondo de los embalses o excavan en el limo.
Atmósfera- la capa de gas de la Tierra, que tiene una determinada composición química: alrededor del 78% de nitrógeno, 21% de oxígeno, 1% de argón y 0,03% de dióxido de carbono. La biosfera incluye sólo las capas más bajas de la atmósfera. La vida en ellos no puede existir sin una conexión directa con la litosfera y la hidrosfera. Las grandes plantas leñosas alcanzan varias decenas de metros de altura y colocan sus copas hacia arriba. Los animales voladores (insectos, pájaros, murciélagos) se elevan cientos de metros. Algunas especies de aves rapaces se elevan entre 3 y 5 km sobre la superficie de la Tierra en busca de sus presas. Finalmente, las corrientes de aire ascendentes transportan pasivamente bacterias, esporas de plantas, hongos y semillas a decenas de kilómetros hacia arriba. Sin embargo, todos los organismos voladores o bacterias introducidas enumerados sólo se encuentran temporalmente en la atmósfera. No existen organismos que vivan permanentemente en el aire.
El límite superior de la biosfera se considera la capa de ozono, situada a una altitud de 30 a 50 km sobre la superficie de la Tierra. Protege toda la vida en nuestro planeta de la poderosa radiación solar ultravioleta, absorbiendo en gran medida estos rayos. No puede existir vida por encima de la capa de ozono.
Así, la mayor parte de las especies de organismos vivos se concentra en los límites de la atmósfera y la litosfera, la atmósfera y la hidrosfera, formando una "película de vida relativamente delgada" en la superficie de nuestro planeta.
Estructura y funcionamiento de la biosfera. Biosfera - Este sistema ecológico global, que consta de muchos ecosistemas de rango inferior, biogeocenosis, cuya interacción entre sí determina su integridad. De hecho, las biogeocenosis no existen aisladas: existen conexiones y relaciones directas entre ellas. Por ejemplo, el viento, la lluvia y el agua derretida transportan minerales y sustancias orgánicas desde los ecosistemas terrestres a las biogeocenosis acuáticas. Puede producirse un movimiento de organismos de una biogeocenosis a otra (por ejemplo, migraciones estacionales de animales). Y, finalmente, todos están unidos por la atmósfera terrestre, que sirve como reservorio común para los seres vivos. Recibe oxígeno (liberado por las plantas durante la fotosíntesis) y dióxido de carbono (formado durante la respiración de los organismos aeróbicos). De la atmósfera, las plantas de todos los ecosistemas extraen dióxido de carbono, que necesitan en el proceso de fotosíntesis, y todos los organismos que respiran reciben oxígeno.
La existencia de la biosfera se basa en el ciclo continuo de sustancias, cuya base energética es la luz solar (Fig. 2).
Arroz. 2.Esquema de ciclicidad biogeoquímica en la biosfera. A la derechael diagrama muestra una sección de suelo de césped podzólico debajo de una conífera bosque
La circulación de sustancias en la naturaleza entre materia viva y no viva es uno de los rasgos más característicos de la biosfera. El ciclo biológico es la migración biogénica de átomos del medio ambiente a los organismos y de los organismos al medio ambiente. La biomasa también realiza otras funciones:
1) gas: intercambio constante de gases con el ambiente externo debido a la respiración de los organismos vivos y la fotosíntesis de las plantas;
2) concentración: migración biogénica constante de átomos hacia organismos vivos y, después de su muerte, hacia la naturaleza inanimada;
3) redox: intercambio de materia y energía con el entorno externo. Durante la disimilación se oxidan sustancias orgánicas, durante la asimilación se utiliza energía ATP;
4) bioquímico: transformaciones químicas de sustancias que forman la base de la vida del cuerpo.
) y duro ( litoesfera) caparazón de la Tierra (Fig. 74).
Limite superior
El límite superior de la biosfera se encuentra a una altitud de 15 a 25 km sobre el nivel del mar (y es diferente en diferentes regiones de la Tierra) en la capa inferior de la atmósfera: la troposfera (Fig. 75).
Dentro de estos límites de la biosfera, bajo la influencia de la energía de los rayos solares, el oxígeno se convierte en ozono y se forma una pantalla de ozono. No transmite la mayor parte de los rayos cósmicos y ultravioleta, que tienen un efecto nocivo sobre los organismos vivos, por lo que no llegan a la superficie terrestre.
En las capas más superficiales de la biosfera existen esporas de bacterias, hongos, musgos y helechos que son muy resistentes a condiciones adversas (se llaman aeroplancton). Algunas aves, mariposas y arañas pueden alcanzar una altura de 6 a 7 km.
Límite inferior en la hidrosfera.
Composición de la biosfera es diversa y se divide en cuatro partes.
- La materia viva.
- Nutrientes.
- Sólidos.
- Sustancias de origen biogénico y abiogénico.
La materia viva
La totalidad de todos los organismos vivos que viven en nuestro planeta es la materia viva biosfera. A pesar de que la materia viva en su masa representa una parte muy insignificante de la biosfera, su actividad durante las épocas geológicas tuvo un gran impacto en el desarrollo de la Tierra.
Según V. I. Vernadsky, la vida surgió en la Tierra algún tiempo después de su aparición y fue uno de los principales factores que cambiaron la apariencia de nuestro planeta.
Nutrientes
Nutrientes Es el resultado de la actividad de los organismos vivos. Estos incluyen petróleo, carbón, piedra caliza y gases atmosféricos.
Sólidos
Se llama biomasa a la masa total de organismos vivos en la biosfera, el 93% de la cual se encuentra en la tierra y el 7% en el medio acuático. Los organismos vivos, a través de sus actividades, tienen una gran influencia en los procesos de la biosfera y provocan cambios en la biosfera.
La biosfera está en constante evolución. Su desarrollo está determinado por factores como los cambios geológicos y climáticos en nuestro planeta, el impacto de los organismos vivos y la actividad humana.
La primera etapa de la evolución de la biosfera se llama biogénesis y la segunda, noogénesis. Actualmente, debido a que la principal influencia sobre la biosfera la ejercen
Biosfera (del griego bios - vida, sphaira - esfera)- la capa del planeta Tierra en la que está presente la vida. El desarrollo del término "biosfera" está asociado con el geólogo inglés Eduard Suesse y el científico ruso V.I. Vernadsky. La biosfera, junto con la litosfera, la hidrosfera y la atmósfera, forma las cuatro capas principales de la Tierra.
Origen del término "biosfera"
El término "biosfera" fue acuñado por primera vez por el geólogo Eduard Suess en 1875 para referirse al espacio de la superficie de la Tierra donde existe la vida. V. I. Vernadsky propuso una definición más completa del concepto de "biosfera". Fue el primero en asignar a la vida el papel dominante de fuerza transformadora de nuestro planeta, teniendo en cuenta la actividad vital de los organismos tanto en el presente como en el pasado. Los geoquímicos definen el término "biosfera" como la suma total de organismos vivos ("biomasa" o "biota" como la llaman biólogos y ecologistas).
Límites de la biosfera
Cada parte del planeta, desde los casquetes polares hasta el ecuador, está habitada por organismos vivos. Los avances recientes en el campo de la microbiología han demostrado que los microorganismos viven en las profundidades de la superficie terrestre y tal vez su biomasa total supere la biomasa de toda la flora y fauna de la superficie terrestre.
Actualmente no se pueden medir los límites reales de la biosfera. Normalmente, la mayoría de las especies de aves vuelan a altitudes entre 650 y 1.800 metros, y se han encontrado peces a hasta 8.372 metros de profundidad en la Fosa de Puerto Rico. Pero también hay ejemplos más extremos de vida en el planeta. El buitre africano o buitre de Rüppel se ha visto en altitudes de más de 11.000 metros, los gansos de montaña suelen migrar a altitudes de al menos 8.300 metros, los yaks salvajes viven en las regiones montañosas del Tíbet a una altitud de aproximadamente 3.200 a 5.400 metros sobre el mar. nivel, y las cabras montesas viven en altitudes de hasta 3000 metros.
Los organismos microscópicos son capaces de vivir en condiciones más extremas, y si las tenemos en cuenta, el espesor de la biosfera es mucho mayor de lo que imaginábamos. Se han descubierto algunos microorganismos en las capas superiores de la atmósfera terrestre a una altitud de 41 km. Es poco probable que los microbios estén activos en altitudes donde la temperatura y la presión del aire son extremadamente bajas y la radiación ultravioleta es muy intensa. Lo más probable es que hayan sido transportados a la atmósfera superior por vientos o erupciones volcánicas. Además, se encontraron formas de vida unicelulares en la parte más profunda de la Fosa de las Marianas, a una profundidad de 11.034 metros.
A pesar de todos los ejemplos anteriores de los extremos de la vida, en general la capa de la biosfera de la Tierra es tan delgada que se puede comparar con la cáscara de una manzana.
Estructura de la biosfera.
La biosfera está organizada en una estructura jerárquica en la que los organismos individuales forman poblaciones. Varias poblaciones que interactúan forman una biocenosis. Las comunidades de organismos vivos (biocenosis) que viven en determinados hábitats físicos (biotopo) forman un ecosistema. Es un grupo de animales, plantas y microorganismos que interactúan entre sí y con su entorno de tal manera que aseguran su existencia. Por tanto, el ecosistema es la unidad funcional de sostenibilidad de la vida en la Tierra.
Origen de la biosfera
La biosfera existe desde hace entre 3.500 y 3.700 millones de años. Las primeras formas de vida fueron los procariotas, organismos vivos unicelulares que podían vivir sin oxígeno. Algunos procariotas han desarrollado un proceso químico único que conocemos como. Pudieron utilizar la luz solar para producir azúcar simple y oxígeno a partir de agua y dióxido de carbono. Estos microorganismos fotosintéticos eran tan numerosos que transformaron radicalmente la biosfera. Durante un largo período de tiempo, se formó una atmósfera a partir de una mezcla de oxígeno y otros gases que podrían sustentar nueva vida.
La adición de oxígeno a la biosfera permitió que se desarrollaran rápidamente formas de vida más complejas. Aparecieron millones de plantas y animales diferentes que comían plantas y otros animales. Evolucionó para descomponer animales y plantas muertos.
Gracias a esto, la biosfera ha dado un gran salto en su desarrollo. Los restos descompuestos de plantas y animales muertos liberaron nutrientes al suelo y al océano, que fueron reabsorbidos por las plantas. Este intercambio de energía permitió que la biosfera se convirtiera en un sistema autosostenible y autorregulador.
El papel de la fotosíntesis en el desarrollo de la vida.
La biosfera es única en su tipo. Hasta el momento no existen datos científicos que confirmen la existencia de vida en otros lugares del Universo. La vida en la Tierra existe gracias al Sol. Cuando se expone a la energía de la luz solar, se produce un proceso llamado fotosíntesis. Como resultado de la fotosíntesis, las plantas, algunos tipos de bacterias y protozoos convierten el dióxido de carbono en oxígeno y compuestos orgánicos como el azúcar bajo la influencia de la luz. La gran mayoría de especies animales, fúngicas, vegetales y bacterianas dependen directa o indirectamente de la fotosíntesis.
Factores que influyen en la biosfera.
Hay muchos factores que influyen en la biosfera y nuestra vida en la Tierra. Hay factores globales como la distancia entre la Tierra y el Sol. Si nuestro planeta estuviera más cerca o más lejos del Sol, entonces la Tierra estaría demasiado caliente o fría para que surgiera vida. El ángulo de inclinación del eje terrestre también es un factor importante que influye en el clima del planeta. Las estaciones y los cambios climáticos estacionales son resultados directos de la inclinación de la Tierra.
Los factores locales también tienen un impacto importante en la biosfera. Si nos fijamos en una determinada zona de la Tierra, podemos ver la influencia del clima, el tiempo cotidiano, la erosión y la vida misma. Estos pequeños factores cambian constantemente el espacio y los organismos vivos deben responder en consecuencia, adaptándose a los cambios de su entorno. Aunque las personas pueden controlar la mayor parte de su entorno inmediato, siguen siendo vulnerables a los desastres naturales.
El menor de los factores que influyen en la apariencia de la biosfera son los cambios que ocurren a nivel molecular. Las reacciones de oxidación y reducción pueden cambiar la composición de las rocas y la materia orgánica. También hay degradación biológica. Pequeños organismos como bacterias y hongos son capaces de procesar materiales tanto orgánicos como inorgánicos.
Reservas de la biosfera
Las personas desempeñan un papel importante en el mantenimiento del intercambio de energía de la biosfera. Lamentablemente, nuestro impacto en la biosfera suele ser negativo. Por ejemplo, los niveles de oxígeno en la atmósfera están disminuyendo y los niveles de dióxido de carbono están aumentando debido a que la gente quema excesivamente combustibles fósiles, y los derrames de petróleo y las descargas de desechos industriales al océano causan enormes daños a la hidrosfera. El futuro de la biosfera depende de cómo interactúan las personas con otros seres vivos.
A principios de la década de 1970, las Naciones Unidas establecieron un proyecto llamado El Hombre y la Biosfera (MAB), que promueve un desarrollo sostenible y equilibrado. Actualmente existen cientos de reservas de biosfera en todo el mundo. La primera reserva de biosfera se estableció en Yangambi, República Democrática del Congo. Yangambi se encuentra en la fértil cuenca del río Congo y alberga unas 32.000 especies de árboles y animales, incluidas especies endémicas como el elefante del bosque y el cerdo de orejas de cepillo. La Reserva de la Biosfera de Yangambi respalda actividades importantes como la agricultura, la caza y la extracción sostenibles.
Biosferas extraterrestres
Hasta ahora, la biosfera no ha sido descubierta fuera de la Tierra. Por tanto, la existencia de biosferas extraterrestres sigue siendo hipotética. Por un lado, muchos científicos creen que la vida en otros planetas es poco probable y, si existe en algún lugar, lo más probable es que sea en forma de microorganismos. Por otro lado, puede haber muchos análogos de la Tierra, incluso en nuestra galaxia, la Vía Láctea. Dadas las limitaciones de nuestra tecnología, actualmente se desconoce qué porcentaje de estos planetas son capaces de tener biosfera. Tampoco se puede excluir la posibilidad de que en el futuro los seres humanos creen biosferas artificiales, por ejemplo en Marte.
La biosfera es un sistema muy frágil en el que cada organismo vivo es un eslabón importante en una enorme cadena de vida. Debemos darnos cuenta de que el hombre, como criatura más inteligente del planeta, es responsable de preservar el milagro de la vida en nuestro planeta.