คนมักจะเรียกธรรมชาติหรือที่อยู่อาศัยของพื้นที่โดยรอบ พวกเราส่วนใหญ่ได้รับความรู้พื้นฐานเกี่ยวกับแนวคิดนี้ในบทเรียนของโรงเรียน: ประวัติศาสตร์ธรรมชาติ (เกรด 3) ภูมิศาสตร์และชีววิทยา (4) กายวิภาคศาสตร์และเคมี (6) แต่มีน้อยคนที่เข้าใจว่าวิทยาศาสตร์เหล่านี้รวมกันได้อย่างไร ยกเว้นว่าวิทยาศาสตร์ทั้งหมดอยู่ในสาขาวิทยาศาสตร์ธรรมชาติ เพื่อสรุปความรู้ของมนุษย์ทั้งหมดเกี่ยวกับโลกโดยรอบ มีการสร้างชื่อที่กว้างขวางหนึ่งชื่อ - ชีวมณฑล แม้จะมีการวิจัยและการศึกษาอย่างรอบคอบเป็นเวลาหลายปี แต่ดาวเคราะห์โลกยังคงให้เหตุผลแก่นักวิทยาศาสตร์ในการคิดเกี่ยวกับกระบวนการที่เกิดขึ้นบนมัน
คำจำกัดความ
ชีวมณฑลเรียกว่าอะไร? มีการตีความคำศัพท์นี้ค่อนข้างมากในวรรณคดีและทั้งหมดต่างกันในเนื้อหา แต่ความหมายเกือบจะเหมือนกัน ส่วนใหญ่แล้วชีวมณฑลเรียกว่าระบบนิเวศของโลกซึ่งมนุษย์ถูกรวมเป็นหนึ่งในไม่กี่สายพันธุ์หากเราแปลชื่อ "ชีวมณฑล" ตามตัวอักษรจากภาษากรีกโบราณ แสดงว่ามีสองราก "Sphere" หมายถึง "ภูมิภาค ทรงกลม ลูก" และราก "bios" แปลว่า "ชีวิต" ปรากฎชื่อที่ค่อนข้างกว้างขวางและแม่นยำซึ่งอันที่จริงแล้วกำหนดวิทยาศาสตร์ที่ซับซ้อนและมีหลายแง่มุม VI Vernadsky ให้คำตอบเพิ่มเติมสำหรับคำถามที่เรียกว่าชีวมณฑล เขานิยามแนวคิดนี้ว่าเป็นความรู้ทางวิทยาศาสตร์ที่ซับซ้อนเกี่ยวกับโลก ซึ่งรวมถึงภูมิศาสตร์ ธรณีเคมี ชีววิทยา ธรณีวิทยา ชีวมณฑลเป็นกลุ่มของเปลือกโลกซึ่งรวมกันตามหลักการของสิ่งมีชีวิตและที่อยู่อาศัยของพวกมัน ทรงกลมทั้งหมดมีองค์ประกอบ หน้าที่ และคุณสมบัติต่างกัน แต่ทรงกลมทั้งหมดมีบทบาทสำคัญในการดำรงอยู่และวิวัฒนาการของโลกรอบตัวเรา
สอนเกี่ยวกับชีวมณฑล
ปราชญ์ นักวิทยาศาสตร์ นักธรณีวิทยา และนักชีวเคมี V. I. Vernadsky ได้สร้างระบบความรู้ที่สมบูรณ์ จนถึงต้นศตวรรษที่ 20 มีงานวิจัยมากมายเกี่ยวกับการศึกษาโลกและกระบวนการที่เกิดขึ้นบนโลก แต่นักวิทยาศาสตร์ชาวรัสเซียผู้ยิ่งใหญ่ได้พยายามทำให้เนื้อหานี้ลึกซึ้งและครอบคลุม ในตอนต้นของศตวรรษที่ 19 นักธรรมชาติวิทยาชาวฝรั่งเศส Lamarck ได้กำหนดแนวคิดเบื้องต้นของวิทยาศาสตร์ในอนาคต แต่ไม่ได้ให้ชื่อ นักบรรพชีวินวิทยาและนักธรณีวิทยาชาวออสเตรีย Eduard Suess ได้บัญญัติคำว่า "ชีวมณฑล" ในปี 1875 ซึ่งยังคงใช้มาจนถึงปัจจุบัน เขาจะกำหนดวิทยาศาสตร์นี้เป็นความรู้เกี่ยวกับทุกชีวิตบนโลกของเรา หลังจากผ่านไป 50 ปี Vernadsky จะพิสูจน์ความสัมพันธ์ระหว่างสิ่งมีชีวิตกับสารอนินทรีย์การไหลเวียนของพวกมัน สิ่งที่เรียกว่าชีวมณฑลในระยะปัจจุบัน? นี่เป็นหนึ่งในเปลือกโลกที่องค์ประกอบทางธรรมชาติของต้นกำเนิดต่างๆ โต้ตอบกัน เป็นการผสมผสานกันที่สร้างระบบที่สมดุลและมีเอกลักษณ์เฉพาะตัว
บรรยากาศ
เปลือกอากาศชั้นนอกของโลก มวลส่วนใหญ่กระจุกตัวอยู่ที่ผิวน้ำ และสูงทอดยาวไปสามพันกิโลเมตร ชั้นบรรยากาศเป็นเปลือกหอยที่เบาที่สุด มันไม่ได้ออกจากพื้นผิวเพียงเพราะแรงโน้มถ่วงของโลกเท่านั้น แต่ด้วยความสูงที่เพิ่มขึ้น ชั้นของมันจะค่อยๆ ระบายออก ชั้นโอโซนช่วยป้องกันการสัมผัสรังสีจากแสงอาทิตย์โดยการลดระดับของรังสีอัลตราไวโอเลตที่กระทบพื้นโลก องค์ประกอบของบรรยากาศประกอบด้วยก๊าซ: คาร์บอนไดออกไซด์ ไนโตรเจน ออกซิเจน อาร์กอน ซึ่งรับประกันการมีอยู่ของสิ่งมีชีวิต
ไฮโดรสเฟียร์
ชีวมณฑลของโลกรวมถึงส่วนหนึ่งของเปลือกน้ำของโลก องค์ประกอบของมันแตกต่างกันไปตามสถานะของการรวมตัวของสาร ไฮโดรสเฟียร์รวมแหล่งน้ำทั้งหมดบนโลกเป็นหนึ่งเดียว ซึ่งอาจอยู่ในรูปของเหลว ก๊าซ และของแข็ง ชั้นผิวของมหาสมุทรโลกทำหน้าที่กระจายความร้อนที่มาจากดวงอาทิตย์ผ่านชั้นบรรยากาศ น้ำมีความสำคัญเป็นพิเศษในกระบวนการหมุนเวียนของสารในธรรมชาติ เนื่องจากเป็นส่วนที่เคลื่อนที่ได้มากที่สุด สิ่งมีชีวิตในชีวมณฑลได้เข้าใจธาตุน้ำอย่างสมบูรณ์แล้ว พวกมันสามารถพบได้ในแอ่งก้นที่ลึกที่สุดของมหาสมุทรโลกและในธารน้ำแข็งอาร์กติก องค์ประกอบทางเคมีของไฮโดรสเฟียร์ประกอบด้วยองค์ประกอบหลักดังต่อไปนี้: แมกนีเซียม, โซเดียม, คลอรีน,กำมะถัน คาร์บอน แคลเซียม ฯลฯ
เปลือกโลก
ในระบบสุริยะของเรา ไม่ใช่ดาวเคราะห์ทุกดวงที่มีเปลือกแข็ง ในกรณีนี้โลกถือเป็นข้อยกเว้น ธรณีภาคเป็นหินก้อนใหญ่ (แข็ง) ซึ่งประกอบขึ้นเป็นส่วนหนึ่งของแผ่นดินและทำหน้าที่เป็นพื้นมหาสมุทร ความหนาของเปลือกโลกนี้อยู่ระหว่าง 70 ถึง 250 กิโลเมตร องค์ประกอบของมันมีความหลากหลายมากที่สุดในแง่ของจำนวนองค์ประกอบทางเคมี (ซิลิกอน อลูมิเนียม เหล็ก ออกซิเจน แมกนีเซียม โพแทสเซียม โซเดียม ฯลฯ) ซึ่ง จำเป็นต่อการดำรงอยู่ของสิ่งมีชีวิตทั้งหมด ธรณีสัณฐานนี้มีความกว้างที่เล็กที่สุดของชั้นการกระจายชีวิต ที่พัฒนามากที่สุดคือชั้นบนของเปลือกโลกซึ่งยาวหลายเมตร เมื่อความลึกเพิ่มขึ้น อุณหภูมิและความหนาแน่นของเปลือกแข็งก็เพิ่มขึ้น ซึ่งเมื่อไม่มีแสงแล้ว สิ่งมีชีวิตก็ไม่สามารถดำรงอยู่ได้
ชีวมณฑล
ธรณีสัณฐานนี้รวมเปลือกโลกทั้งหมดเข้าด้วยกัน (ไฮโดรสเฟียร์ บรรยากาศ และธรณีภาค) โดยการปรากฏตัวของสิ่งมีชีวิตในนั้น เป็นการยากที่จะประเมินค่าสูงไปสำหรับบทบาทของชีวมณฑลสำหรับมวลมนุษยชาติ มันคือสิ่งแวดล้อมและแหล่งกำเนิด นี่เป็นระบบที่ซับซ้อนของความสัมพันธ์ที่กำหนดความเป็นไปได้ของการดำรงอยู่ของสิ่งมีชีวิตใด ๆ เนื่องจากการแลกเปลี่ยนสสารและพลังงาน องค์ประกอบทางเคมีมากกว่า 40 รายการมีส่วนร่วมในกระบวนการหมุนเวียนซึ่งเกิดขึ้นอย่างต่อเนื่องระหว่างสารประกอบอินทรีย์และอนินทรีย์ แหล่งพลังงานหลักคือดวงอาทิตย์ โลกตั้งอยู่ในระยะห่างที่เหมาะสมจากดาวฤกษ์และติดตั้งอุปกรณ์ป้องกันอุปสรรคของบรรยากาศ ดังนั้น ควบคู่ไปกับสิ่งมีชีวิต พลังงานแสงอาทิตย์เป็นปัจจัยทางชีวเคมีที่สำคัญที่สุดในการดำรงอยู่ของชีวมณฑล เนื่องจากอิทธิพลของปัจจัยหลายประการ กระบวนการต่อเนื่องจึงมีรูปแบบวัฏจักรที่สมบูรณ์ ซึ่งช่วยให้แน่ใจถึงการหมุนเวียนของสสารระหว่างชั้นบรรยากาศ เปลือกโลก ไฮโดรสเฟียร์ และสิ่งมีชีวิต
ขอบเขตของชีวมณฑล
เมื่อวิเคราะห์ความยาวของเปลือกของชีวมณฑล เราจะเห็นการกระจายที่ไม่สม่ำเสมอของมัน ขอบล่างตั้งอยู่ในชั้นของเปลือกโลกไม่ต่ำกว่า 4 กม. ชั้นบนของเปลือกโลก - ดิน - เป็นชั้นที่อิ่มตัวที่สุดของชีวมณฑลในแง่ของความหนาแน่นของเนื้อหาของสิ่งมีชีวิต ไฮโดรสเฟียร์ซึ่งรวมถึงพื้นที่กว้างใหญ่ของมหาสมุทรโลก แม่น้ำ ทะเลสาบ หนองน้ำ ธารน้ำแข็ง เป็นส่วนหนึ่งของ "เปลือกที่มีชีวิต" โดยสมบูรณ์ พบความเข้มข้นสูงสุดของสิ่งมีชีวิตในพื้นผิวและชั้นชายฝั่งของแหล่งน้ำ แต่สิ่งมีชีวิตยังมีอยู่ในแอ่งน้ำลึกที่ความลึกสูงสุดมากกว่า 11 กม. และในตะกอนด้านล่าง ขอบเขตด้านบนของชีวมณฑลอยู่ห่างจากพื้นผิว 20 กม. ชั้นบรรยากาศจำกัด "ชั้นชีวิต" ไว้ที่เกราะโอโซน ซึ่งสิ่งมีชีวิตจะถูกทำลายโดยรังสีอัลตราไวโอเลตคลื่นสั้น ดังนั้นความเข้มข้นสูงสุดของสิ่งมีชีวิตจึงอยู่ที่ขอบเขตของเปลือกโลกและชั้นบรรยากาศ
องค์ประกอบ
หลักคำสอนเรื่องชีวมณฑลถูกสร้างขึ้นโดย VI Vernadsky เขายังกำหนดบทบาทสำคัญของสิ่งมีชีวิตในการก่อตัวและการทำงานของ "เปลือกที่มีชีวิต" ของโลกอีกด้วย ก่อนหน้านี้นักวิทยาศาสตร์คนอื่นได้ข้อสรุปที่คล้ายคลึงกัน แต่ภาษารัสเซียนักธรรมชาติวิทยาสามารถพิสูจน์ความจำเป็นในโครงสร้างของสารประกอบอนินทรีย์ซึ่งมีส่วนร่วมในวัฏจักรทั่วไป ในความเห็นของเขา ชีวมณฑลมีองค์ประกอบดังต่อไปนี้:
- สิ่งมีชีวิต (มวลชีวภาพ รวมทุกสายพันธุ์).
- สารชีวภาพ (สร้างขึ้นในช่วงชีวิตของสิ่งมีชีวิตเป็นผลิตภัณฑ์จากการแปรรูป)
- สารเฉื่อย (สารประกอบอนินทรีย์ที่สร้างขึ้นโดยปราศจากการมีส่วนร่วมของสิ่งมีชีวิต)
- สารเฉื่อยชีวภาพ (เกิดจากสิ่งมีชีวิตและสารเฉื่อยร่วมกัน)
- สารต้นกำเนิดจักรวาล
- อะตอมที่กระจัดกระจาย
ประวัติการเกิด
เมื่อหลายพันล้านปีก่อน เปลือกแข็งของโลก คือ เปลือกโลก ก่อตัวขึ้น ขั้นต่อไปของการก่อตัวของสิ่งที่เรียกว่าไบโอสเฟียร์เกิดขึ้นเนื่องจากกระบวนการทางธรณีวิทยาที่เคลื่อนแผ่นเปลือกโลก ทำให้เกิดภูเขาไฟระเบิด แผ่นดินไหว ฯลฯ หลังจากการก่อตัวของรูปแบบทางธรณีวิทยาที่มั่นคง มันคือจุดเปลี่ยนของการเกิดขึ้นของสิ่งมีชีวิต พวกเขามีโอกาสพัฒนาเนื่องจากการปล่อยองค์ประกอบทางชีวเคมีต่าง ๆ ที่เกิดขึ้นระหว่างการก่อตัวของเปลือกโลก สิ่งมีชีวิตสร้างสภาพที่ยอมรับได้สำหรับชีวิตมาเป็นเวลาหลายล้านปี เนื่องจากวิวัฒนาการแบบค่อยเป็นค่อยไป องค์ประกอบของก๊าซในชั้นบรรยากาศจึงก่อตัวขึ้น ปฏิสัมพันธ์อย่างต่อเนื่องของสารประกอบอินทรีย์และอนินทรีย์ภายใต้อิทธิพลของพลังงานของดวงอาทิตย์ทำให้สิ่งมีชีวิตสามารถแพร่กระจายไปทั่วโลกและเปลี่ยนรูปลักษณ์ของเธออย่างเห็นได้ชัด
วิวัฒนาการ
สิ่งมีชีวิตชนิดแรกบนโลกได้ปรากฎขึ้นในไฮโดรสเฟียร์ การค่อยๆ ออกจากแผ่นดินของพวกมันกินเวลาค่อนข้างนาน การพัฒนาเปลือกอื่นของชีวมณฑล - เปลือกโลกทำให้เกิดชั้นโอโซน เนื่องจากกระบวนการสังเคราะห์ด้วยแสง มวลชีวภาพขนาดใหญ่ดูดซับคาร์บอนไดออกไซด์จากบรรยากาศและปล่อยออกซิเจน ในกรณีนี้ สิ่งมีชีวิตใช้พลังงานจากแสงอาทิตย์ที่แทบจะไม่มีวันหมดสิ้น สิ่งมีชีวิตแอโรบิกซึ่งไม่มีอินทรียวัตถุในความหนาของไฮโดรสเฟียร์มาถึงพื้นผิวของแผ่นดินและเร่งกระบวนการวิวัฒนาการอย่างมีนัยสำคัญเนื่องจากวัฏจักรพลังงาน ในปัจจุบัน "เปลือกที่มีชีวิต" ของโลกอยู่ในสภาวะสมดุลที่มั่นคง แต่มนุษยชาติกำลังออกแรงเชิงลบเพิ่มขึ้นต่อมัน กำลังสร้างทรงกลมใหม่ของโลก - noosphere หมายถึงความช่วยเหลือที่กลมกลืนกันมากขึ้นของมนุษย์และธรรมชาติ แต่นี่เป็นหัวข้อแยกต่างหากและน่าสนใจมากสำหรับการศึกษา ชีวมณฑลยังคงทำงานต่อไป แม้ว่ามวลชีวภาพจะลดลงอย่างมีนัยสำคัญ แต่ "เปลือกที่มีชีวิต" พยายามที่จะชดเชยความเสียหายที่เกิดจากกิจกรรมของมนุษย์ ตามที่แสดงประวัติ กระบวนการนี้อาจใช้เวลานาน
ฟังก์ชันทางชีวเคมี
องค์ประกอบหลักในโครงสร้างของชีวมณฑลคือชีวมวล มันทำหน้าที่ทางชีวเคมีทั้งหมดของ "เปลือกที่มีชีวิต" รักษาองค์ประกอบในสภาวะสมดุล และทำให้กระบวนการหมุนเวียนของสารและพลังงาน ฟังก์ชั่นแก๊สรักษาองค์ประกอบที่ดีที่สุดของบรรยากาศ เธอคือมันดำเนินการโดยการสังเคราะห์ด้วยแสงของพืชซึ่งปล่อยออกซิเจนและดูดซับคาร์บอนไดออกไซด์ สิ่งมีชีวิตปล่อย CO2 ระหว่างการหายใจออกและการสลายตัว การแลกเปลี่ยนก๊าซเกิดขึ้นอย่างต่อเนื่องสารประกอบอนินทรีย์มีส่วนร่วมระหว่างปฏิกิริยาเคมี ฟังก์ชั่นพลังงานประกอบด้วยการดูดซึมและการเปลี่ยนแปลงของสิ่งมีชีวิตต่อหน่วยพื้นที่ (พืช) ของแหล่งกำเนิดภายนอก - แสงแดด ฟังก์ชันความเข้มข้นช่วยให้เกิดการสะสมของสารอาหาร สิ่งมีชีวิตทั้งหมดในกระบวนการของชีวิตสะสมระดับเนื้อหาขององค์ประกอบทางชีวเคมีที่จำเป็นซึ่งหลังจากการตายของพวกมันจะกลับสู่ชีวมณฑลในรูปแบบของสารประกอบอินทรีย์และอนินทรีย์ ฟังก์ชันรีดอกซ์เป็นปฏิกิริยาทางชีวเคมี มันเกิดขึ้นในช่วงชีวิตของสิ่งมีชีวิตและเป็นลิงค์ที่จำเป็นในการไหลเวียนของสาร
ชีวมวล
สิ่งมีชีวิตทั้งหมดมีการกระจายอย่างไม่สม่ำเสมอบนทรงกลมของโลก ความเข้มข้นสูงสุดของสารชีวมวลอยู่ที่รอยแยกของธรณีสเฟียร์ของดาวเคราะห์ สิ่งนี้เกิดขึ้นเนื่องจากการก่อตัวของสภาพความเป็นอยู่ที่เหมาะสม (อุณหภูมิ, ความชื้น, ความดัน, การปรากฏตัวของสารประกอบทางชีวเคมี) องค์ประกอบของสารชีวมวลก็ไม่ใช่ชนิดเดียวกันเช่นกัน บนบก พืชได้เปรียบ ในไฮโดรสเฟียร์ สัตว์เป็นพื้นฐานของสิ่งมีชีวิต ความหนาแน่นของสิ่งมีชีวิตต่อหน่วยพื้นที่ขึ้นอยู่กับที่ตั้งทางภูมิศาสตร์ ความลึกของที่อยู่อาศัยในธรณีภาคและความสูงในชั้นบรรยากาศ จำนวนพันธุ์พืชและสัตว์มีมาก แต่ที่อยู่อาศัยของสิ่งมีชีวิตทั้งหมดคือชีวมณฑล ชีววิทยาเป็นวิทยาศาสตร์ที่แยกจากกันเป็นส่วนใหญ่อธิบายกระบวนการทั้งหมดที่เกิดขึ้นในนั้น นี่คือที่มา การสืบพันธุ์ การอพยพของชีวมวลทุกประเภท
คุณสมบัติของชีวมณฑล
ความสำคัญและขนาดของ "เปลือกที่มีชีวิต" ของโลกจะช่วยให้เกิดการศึกษาอย่างต่อเนื่องโดยนักวิทยาศาสตร์ธรรมชาติรุ่นใหม่ ระบบมีเอกลักษณ์เฉพาะในด้านความสมบูรณ์ การพัฒนาแบบไดนามิก ความสมดุล เนื่องจากเป็นคุณสมบัติหลักและน่าประหลาดใจที่สุด เราสามารถแยกแยะความยืดหยุ่นและความสามารถในการฟื้นตัวได้ จำนวนภัยพิบัติในระหว่างการดำรงอยู่ของชีวมณฑลในฐานะภาพยนตร์ที่มีชีวิตของโลกนั้นมหาศาล สิ่งเหล่านี้นำไปสู่การสูญพันธุ์ของสิ่งมีชีวิตต่อหน่วยพื้นที่ เปลี่ยนแปลงลักษณะที่ปรากฏของดาวเคราะห์อย่างมีนัยสำคัญ แก้ไขกระบวนการที่เกิดขึ้นบนพื้นผิวและในแกนกลาง แต่หลังจากการจู่โจมแต่ละครั้ง ชีวมณฑลก็กลับคืนมาในรูปแบบที่เปลี่ยนแปลงไป โดยปรับให้เข้ากับอิทธิพลด้านลบหรือปราบปรามมัน นั่นคือเหตุผลที่ชีวมณฑลของโลกเป็นสิ่งมีชีวิตที่สามารถควบคุมกระบวนการทั้งหมดที่เกิดขึ้นในธรรมชาติได้อย่างอิสระ
อนาคตของการพัฒนา
เด็กสมัยใหม่ทุกคนในโรงเรียนประถมศึกษา เช่น วิชาประวัติศาสตร์ธรรมชาติ (ป.3) ในบทเรียนเหล่านี้ พวกเขาอธิบายให้คนตัวเล็กฟังว่าโลกรอบตัวคืออะไรและตามกฎเกณฑ์ที่มีอยู่ บางทีมันอาจจะคุ้มค่าที่จะเปลี่ยนโปรแกรมเล็กน้อยและสอนให้เด็กเคารพและรักธรรมชาติ จากนั้นมนุษยชาติจะสามารถสร้างภูมิโลกใหม่ได้ ความรู้ทั้งหมดที่สะสมมานานหลายศตวรรษเกี่ยวกับชีวมณฑลจะต้องนำไปใช้เพื่อการพัฒนาต่อไป ซึ่งจะบ่งบอกถึงการรวมกันเป็นหนึ่งระหว่างธรรมชาติและมนุษย์ ก่อนจะสายเกินไปที่จะแก้ไขสิ่งที่ทำลงไปเป็นอันตรายต่อสิ่งแวดล้อม ผู้คนควรนึกถึงความจริงที่ว่า "เปลือกที่มีชีวิต" ของโลกสามารถฟื้นตัวได้ด้วยตัวเอง แต่ในขณะเดียวกันก็สามารถกำจัดวัตถุที่ทำให้เกิดความเสียหายถาวรต่อความสมบูรณ์และความสามัคคีของมันได้