بزرگترین تعمیم در مجموعه علوم زمین (زمین شناسی، جغرافیا، ژئوشیمی، زیست شناسی) دکترین زیست کره بود که توسط دانشمند روسی V.I. وی. در سال 1926 کتاب "زیست کره" او منتشر شد. این اثر عمیقاً روابط پیچیده بین موجودات زنده و طبیعت بی جان زمین را تجزیه و تحلیل می کند. کار او تا حدودی جلوتر از زمان خود بود. تنها در نیمه دوم قرن بیستم، در شرایط بدتر شدن مشکلات زیست‌محیطی، دکترین او درباره بیوسفر گسترده شد.
یکی از عناصر مهم آموزه های وی. دانشمند نوشت:
بشریت، به عنوان یک کل، در حال تبدیل شدن به یک نیروی زمین شناسی قدرتمند است. قبل از او، قبل از اندیشه و کارش، مسئله بازسازی زیست کره به نفع انسانیت آزاداندیش به عنوان یک کل واحد مطرح می شود. این حالت جدید زیست کره که بدون توجه به آن به آن نزدیک می شویم، نوسفر است. 1
در حال حاضر، دکترین بیوسفر بخش مهمی از بوم شناسی است که به طور مستقیم با مشکلات تنظیم تعامل بین انسان و طبیعت مرتبط است.
اصطلاح "زیست کره" اولین بار توسط جی بی لامارک در آغاز قرن نوزدهم استفاده شد. بعداً در کار زمین شناس اتریشی E. Suess در سال 1875 به آن اشاره شد. با این حال، این مفهوم به طور دقیق توسط این دانشمندان توسعه نیافته بود، اما به طور گذرا برای تعیین منطقه حیات روی زمین استفاده شد. فقط در آثار V.I. Vernadsky به تفصیل و به طور کامل تحلیل می شود و به عنوان "پوسته زندگی" در سیاره ما درک می شود.
زیست کرهمجموع موجودات زنده روی سیاره ما و آن مناطقی از پوسته های زمین شناسی زمین که توسط موجودات زنده ساکن شده اند و در طول تاریخ زمین شناسی در معرض نفوذ آنها قرار گرفته اند، نامیده می شود.
مرزهای زیست کرهموجودات زنده به طور نابرابر در پوسته های زمین شناسی زمین توزیع شده اند: لیتوسفر، هیدروسفر و اتمسفر(عکس. 1). بنابراین، اکنون بیوسفر شامل قسمت بالایی لیتوسفر، کل هیدروسفر و قسمت پایینی جو است.
برنج. 1.منطقه پراکنش موجودات زنده در بیوسفر:1- سطح لایه اوزون که به سختی حفظ می شود اشعه ماوراء بنفش؛ 2 - مرز برف; 3 - خاک؛ 4 - حیواناتی که در غارها زندگی می کنند. 5- باکتری های موجود در روغن چاه ها
لیتوسفر پوسته جامد بالایی زمین است. ضخامت آن بین 50 تا 200 کیلومتر متغیر است. توزیع حیات در آن محدود است و با عمق به شدت کاهش می یابد. تعداد قابل توجهی از گونه ها در لایه بالایی که چندین ده سانتی متر ضخامت دارد متمرکز شده اند. برخی از گونه ها به اعماق چندین متر یا ده ها متر نفوذ می کنند (حیوانات حفاری - خال، کرم، باکتری، ریشه گیاهان). بیشترین عمقی که برخی از انواع باکتری ها در آن یافت شده اند 3-4 کیلومتر (در آب های زیرزمینی و افق های نفت خیز) است. گسترش حیات در اعماق لیتوسفر توسط عوامل مختلفی مختل می شود. نفوذ گیاه به دلیل کمبود نور غیرممکن است. برای همه اشکال حیات، چگالی محیطی و دما که با عمق افزایش می‌یابد نیز به عنوان موانع مهمی عمل می‌کنند. به طور متوسط افزایش دما حدود 3 درجه سانتیگراد به ازای هر 100 متر است، به همین دلیل است که حد پایین توزیع حیات در لیتوسفر عمق سه کیلومتری در نظر گرفته می شود (جایی که دما به حدود 100 درجه سانتیگراد می رسد). .
هیدروکره- پوسته آب زمین مجموعه ای از اقیانوس ها، دریاها، دریاچه ها و رودخانه ها است. برخلاف لیتوسفر و جو، کاملاً توسط موجودات زنده توسعه یافته است. حتی در اعماق اقیانوس جهانی، در عمق حدود 12 کیلومتری، گونه های مختلفی از موجودات زنده (حیوانات، باکتری ها) کشف شد. با این حال، بخش عمده ای از گونه ها در هیدروسفر در فاصله 150 تا 200 متری از سطح زندگی می کنند. این به دلیل این واقعیت است که نور به چنین عمقی نفوذ می کند. در نتیجه در افق های پایین وجود گیاهان و بسیاری از گونه های وابسته به گیاهان برای تغذیه غیرممکن است. توزیع موجودات در اعماق زیاد توسط "باران" ثابت مدفوع، بقایای موجودات مرده که از لایه های بالایی سقوط می کنند و همچنین شکار تضمین می شود. هیدروبیونت ها هم در آب شیرین و هم در آب شور زندگی می کنند و بر اساس زیستگاه به 3 گروه تقسیم می شوند:
1) پلانکتون - موجوداتی که در سطح بدنه های آبی زندگی می کنند و به دلیل حرکت آب به طور غیر فعال حرکت می کنند.
2) نکتون - به طور فعال در ستون آب حرکت می کند.
3) بنتوس - موجوداتی که در ته مخازن زندگی می کنند یا در لجن فرو می روند.
جو- پوسته گازی زمین که ترکیب شیمیایی خاصی دارد: حدود 78٪ نیتروژن، 21٪ اکسیژن، 1٪ آرگون و 0.03٪ دی اکسید کربن. زیست کره فقط شامل پایین ترین لایه های جو است. زندگی در آنها بدون ارتباط مستقیم با لیتوسفر و هیدروسفر نمی تواند وجود داشته باشد. ارتفاع گیاهان چوبی بزرگ به چند ده متر می رسد و تاج های خود را به سمت بالا قرار می دهند. حیوانات پرنده - حشرات، پرندگان، خفاش ها - صدها متر بالا می روند. برخی از گونه های پرندگان شکاری 3 تا 5 کیلومتر از سطح زمین بلند می شوند و به دنبال طعمه خود هستند. در نهایت، افزایش جریان هوا به طور غیر فعال باکتری ها، هاگ های گیاهی، قارچ ها و دانه ها را ده ها کیلومتر به سمت بالا حمل می کند. با این حال، همه موجودات پرنده ذکر شده یا باکتری های معرفی شده فقط به طور موقت در جو هستند. هیچ موجود زنده ای وجود ندارد که به طور دائم در هوا زندگی کند.
مرز بالایی بیوسفر را لایه ازن می دانند که در ارتفاع 30 تا 50 کیلومتری از سطح زمین قرار دارد. از تمام حیات روی سیاره ما در برابر پرتوهای قدرتمند ماوراء بنفش خورشید محافظت می کند و تا حد زیادی این اشعه ها را جذب می کند. زندگی نمی تواند بالای لایه اوزون وجود داشته باشد.
بنابراین، بخش اصلی گونه های موجودات زنده در مرزهای جو و لیتوسفر، اتمسفر و هیدروسفر متمرکز شده است و یک فیلم نسبتاً نازک از زندگی را در سطح سیاره ما تشکیل می دهد.
ساختار و عملکرد بیوسفر.زیست کره - این سیستم اکولوژیکی جهانی، متشکل از بسیاری از اکوسیستم های درجه پایین تر، بیوژئوسنوزها، که تعامل آنها با یکدیگر یکپارچگی آن را تعیین می کند. در واقع، بیوژئوسنوزها به صورت مجزا وجود ندارند - ارتباطات و روابط مستقیمی بین آنها وجود دارد. به عنوان مثال، باد، باران و آب مذاب مواد معدنی و مواد آلی را از اکوسیستم‌های زمینی به بیوژئوسنوزهای آبی منتقل می‌کنند. حرکت ارگانیسم ها از یک بیوژئوسنوز به دیگری ممکن است رخ دهد (به عنوان مثال، مهاجرت فصلی حیوانات). و در نهایت، همه با جو زمین متحد می شوند، که به عنوان یک مخزن مشترک برای موجودات زنده عمل می کند. اکسیژن (که توسط گیاهان در طول فتوسنتز آزاد می شود) و دی اکسید کربن (که در طی تنفس موجودات هوازی ایجاد می شود) دریافت می کند. گیاهان همه اکوسیستم ها از جو، دی اکسید کربن را که در فرآیند فتوسنتز به آن نیاز دارند، می کشند و همه موجودات تنفسی اکسیژن دریافت می کنند.
وجود بیوسفر مبتنی بر چرخه مداوم مواد است که اساس انرژی آن نور خورشید است (شکل 2).
برنج. 2.طرح چرخه ای بیوژئوشیمیایی در بیوسفر. سمت راستنمودار سطح مقطع خاک سودولیک را در زیر درختان سوزنی برگ نشان می دهد جنگل
گردش مواد در طبیعت بین ماده زنده و غیر زنده یکی از بارزترین ویژگی های زیست کره است. چرخه بیولوژیکی مهاجرت بیوژنیک اتم ها از محیط به موجودات و از موجودات به محیط است. زیست توده همچنین عملکردهای دیگری را انجام می دهد:
1) گاز - تبادل گاز ثابت با محیط خارجی به دلیل تنفس موجودات زنده و فتوسنتز گیاهان.
2) غلظت - مهاجرت بیوژنیک ثابت اتم ها به موجودات زنده و پس از مرگ آنها - به طبیعت بی جان.
3) ردوکس - تبادل ماده و انرژی با محیط خارجی. در طول تجزیه، مواد آلی اکسید می شوند، انرژی ATP استفاده می شود.
4) بیوشیمیایی - تبدیلات شیمیایی موادی که اساس زندگی بدن را تشکیل می دهند.
