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La biosfera es la envoltura de la Tierra que existe desde hace más de 3,800 millones de años. Dentro de los límites de este hábitat hay varias capas de diferente composición, en las que se desarrollan todas las formas de vida y estructuras geológicas. Las propiedades únicas de la biosfera crean las condiciones para la interacción de los organismos vivos con los elementos inorgánicos de su hábitat.
Importancia de la biosfera para nuestro planeta
La vida en nuestro planeta es abundante y diversa. Esto debe su existencia a la biosfera, dentro de la cual se han desarrollado condiciones únicas para las formas carbonosas de los orgánicos. Dentro del ecosistema global, la biología configura el entorno geológico.
Las especies incluyen plantas, animales, hongos, microorganismos y seres humanos.
La importancia de la biosfera para la Tierra es inestimable. En este entorno, los organismos interactúan constantemente con los desechos, la materia inorgánica y la energía del Sol. Surge una cadena alimentaria que crea una serie de condiciones dentro de la envoltura:
- La atmósfera se llena de gases respirables mediante la fotosíntesis (absorción de dióxido de carbono, liberación de oxígeno)
- Se forma la topografía del planeta (rocas sedimentarias)
- Se desarrolla la diversidad de especies
La principal importancia de un ecosistema para nuestro planeta es la continuación de la vida, donde el final de un ciclo vital constituye el caldo de cultivo para la siguiente generación. En las estructuras orgánicas, la energía solar se almacena cíclicamente y luego se transforma. Es el ciclo biológico que crea las condiciones adecuadas para el desarrollo de las plantas, los animales y otras especies biológicas.
Historia del origen del concepto biosfera
A mediados del siglo XVIII, el médico francés F. Vic-d’Azir expresó la idea de la conexión de la vida con todo el entorno. El concepto de la existencia de una única envoltura, dentro de la cual hay organismos vivos o productos de sus actividades vitales, lo sacó el naturalista francés J.B. Lamarck a principios del siglo XVIII. A mediados de la segunda mitad del siglo XIX (1875) otro científico, el geólogo austriaco Eduard Suess, puso al alcance el término biosfera.
Según la terminología de E. Suess, la biosfera es una fina película de vida que envuelve la superficie terrestre y determina su aspecto.
El fundador y creador de la doctrina de la transformación del planeta por los organismos vivos fue Vernadsky. A principios del siglo XX (1926), el científico soviético identificó la participación activa de las especies en la formación de las estructuras geológicas del planeta. Al desarrollar la doctrina, el académico no excluyó la conexión conceptual del ecosistema agregado con la teoría de la panspermia (transferencia de biomasa cósmica).
Límites de la distribución de la envoltura
La extensión de la envoltura se limita a las zonas en las que puede desarrollarse la vida orgánica (biomasa). La altura y la profundidad de la zona habitable son:
- El límite superior discurre en la troposfera, a 15-20 km del nivel de la superficie terrestre (delimitado por la capa de ozono al nivel del comienzo de la estratosfera)
- El límite inferior se adentra en la litosfera, hasta una profundidad de 3.5 a 7.5 km
- Entre la superficie de la Tierra y la atmósfera, la hidrosfera tiene una profundidad de hasta 10 km.
La mayor concentración de biomasa se encuentra en la interfaz entre la troposfera y la litosfera. Su volumen total medio es de 550.000 millones de toneladas de carbono.
Capas y envolturas de la biosfera
Para entender la extensión de la envoltura habitable de la Tierra, necesitamos saber en qué consiste la biosfera. La envoltura tiene forma esférica y rodea completamente el planeta, creando un estrecho acoplamiento de ecosistemas. La estructura morfológica de la biosfera está representada por las siguientes capas:
- Atmósfera
- Litosfera
- Hidrosfera
Las capas exteriores son contiguas a la biosfera, en la que los organismos vivos sólo entran de forma incidental. Debajo de la litosfera se encuentra la metabiosfera, formada por formas de vida preexistentes, pero deshabitada en el presente. La parte superior de la atmósfera es la parabiosfera. En este espacio, los organismos pueden existir de forma condicional, sin reproducirse ni sobrevivir hasta su muerte natural.
Globalmente, en todas estas capas del espacio terrestre, se produce, o se produjo en su día, la influencia del medio vivo sobre el medio no vivo. El nombre común de todas las envolturas es megabiosfera. Teniendo en cuenta las actividades humanas en el espacio cercano a la Tierra (expansión espacial), el conglomerado de capas se denomina panbiosfera.
Atmósfera (cáscara de aire)
La capa de gas, formada por oxígeno, nitrógeno y dióxido de carbono, es parte integrante de la biosfera. Los compuestos químicos son responsables de los procesos respiratorios y de la conversión de la materia orgánica muerta en minerales, forman la biomasa y participan en la fotosíntesis. La atmósfera está protegida por el ozono, cuya capa protege a los seres vivos de los efectos nocivos de la radiación UV.
Litosfera (cáscara dura)
Una de las capas de la biosfera es la litosfera, que combina la corteza terrestre y parte del manto. Las formas de vida solo son abundantes en la capa superior. Las bacterias se encuentran a una profundidad de 2 a 3 m por debajo de la superficie (en algunos casos, se han encontrado microorganismos a una profundidad de hasta 4 km). La capa del suelo está formada por restos minerales y orgánicos de la biomasa. En un nuevo ciclo de crecimiento, las formas de vida reciben la nutrición del suelo y lo fertilizan durante su ciclo de vida y también después de la muerte.
Hidrosfera (envoltura de agua)
La hidrosfera contiene todas las reservas de agua del planeta, incluida la capa de nieve y hielo, el vapor de agua y los sedimentos del fondo. El agua que compone esta capa de la biosfera es la principal condición para la existencia de las formas de vida basadas en el carbono y las plantas. Es en el agua donde la mayoría de los organismos animales absorben y liberan energía.
Composición y estructura de la biosfera
La composición de la biosfera se caracteriza por la diversidad de sustancias. Los componentes están en un estado de movimiento continuo. V. I. Vernadsky clasificó los principales componentes de la biosfera habitada en 4 grupos. La estructura química del ecosistema global incluye las siguientes sustancias:
Materia viva. Esta categoría incluye la flora, la fauna, los representantes del microcosmos y otros organismos vivos. Las formas de vida orgánicas y basadas en el carbono llevan a cabo procesos geoquímicos que forman la faz del planeta.
La masa total de la materia viva es del 0.01-0.02% de la masa total de la materia no viva.
Materia biogénica. La categoría incluye todos los productos refinados que cambian durante los ciclos de nacimiento, alimentación, reproducción, muerte, descomposición y otros procesos funcionales de la biomasa. La escala de materia biogénica corresponde a depósitos de petróleo y carbón, sedimentos y otros rastros de antiguas actividades vitales de los organismos.
Materia terrestre. Esta clase incluye rocas, lava y meteoritos que se formaron sin la participación del procesamiento de la biomasa.
Materia orgánica. Clase de sustancias formadas a partir de materia no viva con la participación de formas de vida orgánica. Los principales representantes de este tipo de materia son el suelo y los sedimentos.
Además de las categorías principales, se distingue la materia radiactiva en proceso de degradación y la materia de origen cósmico. Dada la estructura de la biosfera, la concentración de sustancias no es uniforme en las distintas partes de la superficie terrestre.
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