§ 44. Što je biosfera i kako funkcionira

Zapamtiti

• Po čemu se živa tijela razlikuju od neživih? Po čemu se biljke razlikuju od životinja? Što je ozonski omotač? Na kojoj je nadmorskoj visini?

Naš planet je jedini od svih kozmičkih tijela Sunčev sustav- naseljena živim organizmima. Područje njihovog naseljavanja čini biosferu (od grčkog "bios" - život i "sfera" - lopta).

Biosfera je vanjska ovojnica Zemlje, naseljena živim organizmima i transformirana od strane njih.

Sada živi organizmi nastanjuju troposferu, površinu kopna, gornji dio Zemljina kora i hidrosfera (slika 156). Stoga je gornja granica biosfere nacrtana na razini ozonskog omotača, donja - u zemljinoj kori na dubini od oko 5 km.

Međutim, granice biosfere nisu uvijek bile takve. S vremenom su se mijenjali. Život na našem planetu nastao je u vodi prije otprilike 3,5 milijardi godina. Prije otprilike 500 milijuna godina proširio se na kopno, a zatim u atmosferu. Razvojem Zemlje mijenjali su se uvjeti za postojanje organizama. Neki su izumrli, drugi su se prilagodili novim uvjetima. Ali ukupan broj vrsta stalno se povećavao. Važna faza u razvoju biosfere povezana je s pojavom i naseljavanjem ljudi na Zemlji.

Moderna biosfera dom je za oko 2,5 milijuna vrsta biljaka i životinja, kao i gljiva i bakterija. Svi oni oblikuju živa materija planeti. Po masi dominiraju mikroskopski organizmi, a među velike forme- bilje.

Riža. 156. Rasprostranjenost organizama u biosferi

Sve što okružuje živi organizam nazivamo njegovim staništem. To su tijela žive i nežive prirode: stijene, voda, zrak i drugi živi organizmi. Organizmi su u interakciji sa svojom okolinom. Odatle uzimaju tvari potrebne za život, prerađuju ih, a nepotrebne izlučuju. Posljedično, organizmi izmjenjuju tvari sa svojom okolinom. Pritom se život i prilagođava okolini te je mijenja i transformira.

Pitanja i zadaci

1. Što je biosfera i po čemu se razlikuje od ostalih slojeva Zemlje?
2. Gdje su gornja i donja granica biosfere?
3. Što je živa tvar i od čega se sastoji?

Što je biosfera i po čemu se razlikuje od ostalih slojeva zemlje?

biosfera prirodna zaštita

Zemlja ima 6 ljuski: atmosferu, hidrosferu, biosferu, litosferu, pirosferu i centrosferu.

Atmosfera je vanjski plinoviti omotač Zemlje. Njegova donja granica ide duž litosfere i hidrosfere, a gornja granica na visini od 1000 km. Atmosfera se dijeli na troposferu (pokretni sloj), stratosferu (sloj iznad troposfere) i ionosferu (gornji sloj). Prosječna visina troposfere je 10 km. Njegova masa čini 75% ukupne mase atmosfere. Zrak se u troposferi kreće u vodoravnom i okomitom smjeru. Stratosfera se uzdiže 80 km iznad troposfere. Njegov zrak, krećući se samo u vodoravnom smjeru, tvori slojeve. Još više se proteže ionosfera, koja je ime dobila po tome što je njezin zrak stalno ioniziran pod utjecajem ultraljubičastih i kozmičkih zraka.

Hidrosfera zauzima 71% Zemljine površine. Prosječni salinitet mu je 35 g/l. Temperatura površine oceana je od 3 do 32 °C, gustoća oko 1. Sunčeva svjetlost prodire do 200 m dubine, a ultraljubičaste zrake do 800 m dubine.

Biosfera, odnosno sfera života, stapa se s atmosferom, hidrosferom i litosferom. Njegova gornja granica doseže gornje slojeve troposfere, donja granica prolazi duž dna oceanskih bazena. Biosfera se dijeli na sferu biljaka (preko 500 000 vrsta) i sferu životinja (preko 1 000 000 vrsta).

Litosfera je kameni omotač Zemlje debljine od 40 do 100 km. Uključuje kontinente, otoke i dno oceana. Prosječna visina kontinenata iznad razine mora: Antarktika - 2200 m, Azija - 960 m, Afrika - 750 m, Sjeverna Amerika-- 720 m, Južna Amerika -- 590 m, Europa -- 340 m, Australija -- 340 m.

Ispod litosfere nalazi se pirosfera – vatreni omotač Zemlje. Njegova temperatura raste za oko 1°C na svakih 33 m dubine. Zbog visokih temperatura i visokog tlaka, stijene na značajnim dubinama vjerojatno su u rastaljenom stanju.

Centosfera, odnosno jezgra Zemlje, nalazi se na dubini od manje od 1800 km. Prema većini znanstvenika, sastoji se od željeza i nikla. Tlak ovdje doseže 300 000 000 000 Pa (3 000 000 atmosfera), temperatura je nekoliko tisuća stupnjeva.Stanje jezgre još uvijek nije poznato.

Vatrena sfera Zemlje nastavlja se hladiti. Tvrda ljuska se zgusne, vatrena ljuska se zgusne. Svojedobno je to dovelo do stvaranja čvrstih kamenih blokova – kontinenata. Međutim, utjecaj vatrene sfere na život planete Zemlje još uvijek je vrlo velik. Obrisi kontinenata i oceana, klima i sastav atmosfere stalno su se mijenjali.

Egzogeni i endogeni procesi kontinuirano mijenjaju čvrstu površinu našeg planeta, što zauzvrat aktivno utječe na biosferu Zemlje.

U biosferi se svi procesi odvijaju pod izravnim utjecajem živih organizama. Biosfera se nalazi na spoju litosfere, hidrosfere i atmosfere, u rasponu od 11 km duboko u Zemlju do 33 km iznad Zemlje. Živi organizmi, uključujući sve poznate kemijski elementi, u procesu života transformiraju energiju. Sva živa bića podijeljena su u pet kraljevstava: bakterije, alge, gljive, biljke i životinje.

Suvremena znanost smatra da je prije otprilike 1 milijarde godina došlo do podjele živih bića na carstva biljaka i životinja. Razlike među njima mogu se podijeliti u tri skupine: 1) prema građi stanica i njihovoj sposobnosti rasta; 2) prema načinu ishrane; 3) prema sposobnosti kretanja. Životinjske stanice imaju centriole, ali nemaju klorofil ili staničnu stijenku koja bi spriječila njihovu promjenu oblika. Većina biljaka dobiva tvari potrebne za život kao rezultat apsorpcije mineralnih spojeva. Životinje jedu gotove organski spojevi koje biljke stvaraju procesom fotosinteze. Klasifikacija biljaka i životinja izgrađena je u skladu s njihovim razlikovnim karakteristikama. Vrsta je prepoznata kao glavna strukturna jedinica, i više visoke razine sastojao se sukcesivno od roda, odreda, klase.

Na Zemlji postoji 500 tisuća vrsta biljaka i 1,5 milijuna vrsta životinja, uključujući 70 tisuća kralješnjaka, oko 16 tisuća ptica, 12 540 vrsta sisavaca. Takva sistematizacija različitih oblika života stvorila je preduvjete za proučavanje žive tvari u cjelini, što je prvi proveo izvrsni ruski znanstvenik Vladimir Ivanovič Vernadski u svojoj doktrini o biosferi. Glavni zaključci doktrine Vernadskog o biosferi svode se na sljedeće:

• 1. Načelo cjelovitosti kaže da biosfera i život postoje kao jedinstvena cjelina. Život je nužan i prirodan dio skladnog kozmičkog mehanizma.
• 2. Načelo harmonije biosfere leži u njezinoj organizaciji, harmoniji i neraskidivoj povezanosti živih i neživih komponenti u njoj.
• 3. Načelo o značaju uloge živih bića u evoluciji Zemlje kaže da na zemljinoj površini nema kemijske sile koja bi postojanije djelovala i bila bi snažnija u svojim konačnim posljedicama od organizama u cjelini. Izgled Zemlje nebesko tijelo zapravo oblikovan životom.
• 4. Glavna uloga biosfere je pretvaranje sunčeve energije u efektivnu energiju Zemlje. Kozmička energija uzrokuje razvoj života, koji se postiže razmnožavanjem.
• 5. Pravilo inercije je širenje života po zemljinoj površini zbog manifestacije njegove geokemijske energije. Mali organizmi razmnožavaju se puno brže od velikih.
• 6. Zakon štedljivosti u korištenju jednostavnih kemijskih tijela od strane žive tvari kaže da kada element uđe u tijelo, prolazi kroz dugi niz stanja, au isto vrijeme tijelo unosi samo potrebnu količinu elemenata.
• 7. Granice života određene su fizikalnim i kemijskim svojstvima spojeva koji grade tijelo, njihovom neuništivošću u određenim uvjetima okoline. Maksimalno polje života određeno je krajnjim granicama opstanka organizama. Gornja granica života određena je energijom zračenja, čija prisutnost isključuje život i od koje štiti ozonski štit. Donja granica povezana je s postizanjem visoke temperature. Na primjer, interval životne temperature od 430° (od -250 °C do +180 °C) je granično toplinsko polje.
• 8. Život je postupno, polako se prilagođavajući, zarobio biosferu, a to zarobljavanje nije prestalo. Polje stabilnosti života rezultat je prilagodbe tijekom vremena.

Biosfera, prema V.I. Vernadsky, je organizirana, određena ljuska zemljine kore povezana sa životom. Granice biosfere ograničene su, prije svega, poljem postojanja života. Biosfera nije samo jedna od postojećih ljuski Zemlje, poput litosfere, hidrosfere ili atmosfere. Glavna razlika između biosfere je u tome što je ona organizirana ljuska. Biti živ znači biti organiziran, primijetio je V.I. Vernadskog, a to je i bit koncepta biosfere kao organiziranog omotača Zemlje.

Prema V.I. Vernadsky, tvar biosfere je heterogena u svom fizičkom i kemijskom sastavu, naime:

• - živa tvar - skup živih organizama;
• - biogena tvar - kontinuirani biogeni tok atoma iz žive tvari u neizravnu tvar biosfere i natrag;
• - inertna tvar (atmosfera, plinovi, stijene i dr.);
• - bioinertne tvari, na primjer, tla, mulj, površinske vode, sama biosfera, tj. složene prirodne inertne žive strukture;
• - radioaktivna tvar;
• - raspršeni atomi;
• - tvar kozmičkog podrijetla.

Iako su granice biosfere prilično uske, živi organizmi unutar njih raspoređeni su vrlo neravnomjerno. Na velika nadmorska visina a u dubinama hidrosfere i litosfere organizmi su relativno rijetki. Život je koncentriran uglavnom na površini Zemlje, u tlu iu površinskom sloju oceana. Ukupna masa živih organizama procjenjuje se na 2,43 * 1012 tona. Biomasu organizama koji žive na kopnu čine 99,2% zelene biljke, a 0,8% životinje i mikroorganizmi. Nasuprot tome, u oceanu biljke čine 6,3%, a životinje i mikroorganizmi 93,7% ukupne biomase. Život je uglavnom usmjeren na kopno. Ukupna biomasa oceana iznosi samo 0,03 1012, odnosno 0,13% biomase svih bića koja žive na Zemlji. Važan obrazac uočen je u distribuciji živih organizama prema sastavu vrsta. Od ukupnog broja vrsta 21% su biljke, ali je njihov doprinos ukupnoj biomasi 99%. Među životinjama 96% vrsta su beskralježnjaci, a samo 4% su kralježnjaci, od čega su desetina sisavci. Masa žive tvari čini samo 0,01-0,02% inertne tvari biosfere, ali ima vodeću ulogu u geokemijskim procesima. Organizmi iz okoline dobivaju tvari i energiju potrebnu za metabolizam. Ograničene količine žive tvari ponovno se stvaraju, transformiraju i razgrađuju. Svake godine, zahvaljujući vitalnoj aktivnosti biljaka i životinja, reproducira se oko 10% biomase. Osim biljaka i životinja V.I. Vernadsky u pojam “žive tvari” uključuje čovječanstvo, čiji se utjecaj na geokemijske procese razlikuje od utjecaja drugih živih bića, prvo, po svom intenzitetu koji se povećava s tijekom geološkog vremena; drugo, utjecaj koji ljudske aktivnosti imaju na druga živa bića.

Život na Zemlji sada u potpunosti ovisi o fotosintezi. Fiksiranjem energije sunčeve svjetlosti u produktima fotosinteze, biljke izvode kozmičku ulogu izvor energije na Zemlji. Fotosinteza se odnosi na pretvaranje jednostavnih spojeva (vode, ugljičnog dioksida i mineralnih elemenata) pomoću zelenih biljaka i fotosintetskih mikroorganizama uz sudjelovanje svjetlosne energije i pigmenata koji apsorbiraju svjetlost (klorofil i dr.) u složene organske tvari potrebne za život svih organizmi. Svake godine biljke stvaraju do 100 milijardi tona organskih tvari i popravljaju

9 * 1020 J energije sunčevog zračenja. Pritom biljke apsorbiraju do 170 milijardi tona ugljičnog dioksida iz atmosfere i razgrađuju do 130 milijardi tona vode, oslobađajući do 115 milijardi tona slobodnog kisika.

Dakle, sve biotičke komponente ekosustava podijeljene su u tri glavne skupine: proizvođači (zelene biljke i organizmi koji mogu koristiti kemijska energija, - kemosintetici), konzumenti, odnosno potrošači (mogu biti više trofičkih razina), te dekompozitori, odnosno razarači (organizmi koji transformiraju, mineraliziraju organsku tvar i time zatvaraju biološki ciklus). Svi živi organizmi, na ovaj ili onaj način koristeći jedni druge, tvore gigantski biološki ciklus biosfere. Ovaj ciklus nije potpuno zatvoren: osim unosa energije (solarna energija), ima i izlaz - dio umirućeg organska tvar nakon razgradnje mikroorganizmima-mineralizatorima može ući vodene otopine i taloži se u obliku sedimentnih stijena, a drugi dio tvori naslage takvih biogenih stijena kao što su ugljen, treset, sapropel itd.

U tom velikom biogeokemijskom kruženju tvari i energije razlikuje se niz specifičnijih kruženja tvari - vode, ugljika, kisika, dušika, sumpora, fosfora itd., tijekom kojih dolazi do izmjene kemijskih elemenata između živih organizama i anorganskih tvari. okoliš. Postojanje ovih biogeokemijskih ciklusa određuje izgled suvremenih ekosustava, stabilnost i samoregulaciju biosfere u cjelini. Stoga, koliko god manifestacije života na Zemlji bile složene i raznolike, svi su oblici života međusobno povezani kroz ciklus materije i energije.

S tim u vezi mogu se razlikovati tri faze u evoluciji biosfere. Prva faza bila je nastanak biotskog ciklusa, što je značilo nastanak biosfere. Druga faza je kompliciranje života na planeti, zbog pojave višestaničnih organizama. Treća faza je formiranje ljudskog društva koje svojim gospodarskim aktivnostima sve više utječe na razvoj biosfere (noosfere). Pokušaji identificiranja glavnih faza evolucije biosfere zaslužuju pozornost jednostavno zato što ovaj problem postavljaju kao jedan od važnih zadataka moderne evolucijske teorije.

Planet Zemlja je nevjerojatan i jedinstven. Sastoji se od nekoliko ljuski: atmosfere, hidrosfere, biosfere, litosfere, pirosfere i centrosfere. Za razliku od drugih planeta, Zemlju nastanjuju biljke, životinje, ljudi, mikroorganizmi itd. Svi živi organizmi čine biosferu. Ova ljuska uključuje dio atmosfere i litosfere, kao i cijelu hidrosferu. U ovom ćemo članku razmotriti što je biosfera, koje su njezine komponente i funkcije.

Definicija pojma

Unatoč činjenici da danas gotovo svi znaju što je biosfera, definicija ovog koncepta uvedena je u znanstveni opticaj tek 1875. godine od strane austrijskog geologa Eduarda Suessa (djelo "Lice Zemlje"). Međutim, sljedećih pola stoljeća ovaj se izraz koristio samo u uskim krugovima.

Godine 1926. poznati ruski znanstvenik V. I. Vernadsky objavio je knjigu “Biosfera”. U tom je radu potkrijepio ulogu živih organizama u geološkim procesima. V. I. Vernadsky je prvi odredio što je biosfera i kako se razlikuje od ostalih ljuski Zemlje. Pokazao je da je to dinamičan, aktivan sustav u kojem žive i kontroliraju živa bića.

Danas u znanosti postoji samo jedna općeprihvaćena definicija pojma "biosfera". Ovo je ljuska planete Zemlje, koja je naseljena živim organizmima. Biosfera zauzima posebno mjesto u odnosu na ostale geosfere. To je zbog činjenice da se samo unutar granica ove ljuske očituje geološka aktivnost svih živih bića.

Granice biosfere

Biosfera pokriva gornji dio (oko 7,5 km) litosfere, donju granicu atmosfere (15-20 km) i cijelu hidrosferu.

Litosfera je tvrdi omotač našeg planeta. Obuhvaća cijelu zemljinu koru i dio gornjeg plašta. Većina živih organizama nalazi se u tlu na dubini do 1 m. Međutim, neke bakterije mogu prodrijeti duboko u litosferu (do 4 km).

Hidrosfera je vodeni omotač planete Zemlje. Predstavlja ukupnost svih oceana, mora, rijeka, jezera i drugih vodenih tijela. Ova školjka je potpuno razvijena i naseljena živim organizmima. Većina ih živi na dubinama do 200 m. Međutim, neke vrste žive čak i na dnu Svjetskog oceana (oko 12 km).

Atmosfera je plinoviti omotač našeg planeta. Sastoji se od dušika, kisika, ozona i ugljičnog dioksida. Biosfera uključuje samo najniže slojeve atmosfere. To je zbog činjenice da se određene vrste insekata i ptica mogu uzdići na visinu do 5 km iznad površine zemlje.

Komponente biosfere

Biosfera se sastoji od 4 komponente (klasifikacija koju je predložio V.I. Vernadsky):

• Živa materija. Njegova količina je približno 0,25% mase biosfere. Ova tvar predstavlja ukupnost svih živih organizama na planeti. Grupiraju se u 4 carstva: bakterije, biljke, gljive i životinje. Živu tvar karakterizira značajna energija, karakterizira je pokretljivost i kontinuirana izmjena generacija, zbog čega se sve njezine komponente neprestano obnavljaju.
• Biogena tvar. To je sve što nastaje tijekom života organizama, a sastoji se od životinjskih i biljnih ostataka (vapnenci, nafta, atmosferski plinovi, treset itd.). Sve biogene komponente služe kao snažan izvor energije.
• Inertna tvar. To su elementi u čijem nastanku ne sudjeluju živa bića i mikroorganizmi (stijene, lava i dr.).
• Bioinertna tvar. To su komponente biosfere koje nastaju tijekom zajedničke aktivnostiživih organizama i abiogenih procesa (tlo, glina, sedimentne stijene, kora trošenja, voda itd.).

Značajke i funkcije biosfere

Biosfera, kao i drugi važni prirodni sustavi, ima niz funkcija. Pogledajmo najvažnije od njih.

• Integritet. Biosfera je centralizirani sustav čiji je glavni element živa tvar. Sve njegove komponente usko su međusobno povezane i neprestano djeluju. Kao rezultat toga, promjena jednog elementa dovodi do restrukturiranja cijelog sustava.
• Samoregulacija. Biosferu karakterizira proces koji se naziva homeostaza. Omogućuje sustavu da samostalno održava i regulira svoje stanje.
• Održivost. Sposobnost biosfere da zadrži svoja svojstva i karakteristike pod utjecajem vanjskih čimbenika. Ova funkcija omogućuje sustavu da zadrži trenutno stanje i vrati se u prvobitno stanje nakon šokova.

Jedna od glavnih značajki i karakteristika biosfere je raznolikost. Zahvaljujući postojanju raznih biološke vrste U sustavu uvijek postoji atmosfera natjecanja koja pruža zaštitu od vanjskih utjecaja.

Funkcije žive tvari

Danas znanost pouzdano zna što je biosfera. U biologiji je njezina glavna komponenta - živa tvar - najvažnija kategorija. Razmotrimo funkcije ovog elementa biosfere koji stvara sustav.

• Plin. Ova je funkcija usko povezana s procesom metabolizma i disanja. Tijekom tih plinskih reakcija apsorbiraju se i oslobađaju kisik, ugljični dioksid itd. Zahvaljujući ovoj funkciji formiran je suvremeni sastav zraka.
• energija. Ova funkcija temelji se na procesu fotosinteze – apsorpciji sunčeve energije od strane žive tvari i njezinom prijenosu.
• Redox. Ova funkcija se mijenja kemijska svojstva tvari koje sadrže atome s različitim stupnjevima oksidacije. Takve reakcije temelj su biološkog metabolizma.
• Funkcija uništavanja. To je proces razgradnje organizama u mineralne tvari nakon njihove smrti.
• Koncentracija. To je proces nakupljanja i kretanja atoma.

Smisao žive tvari

• Akumulacija sunčeve energije i njezina transformacija (u kemijsku, mehaničku, toplinsku, električnu itd.).
• Formiranje većine minerala i stijena rezultat je vitalne aktivnosti živih organizama.
• Akumulacija kemijskih elemenata. Živi organizmi akumuliraju važne komponente (željezo, magnezij, bakar, natrij) u tkivima svojih tijela iu okolišu.
• Kruženje većine kemijskih elemenata događa se kroz biosferu.
• Ogroman utjecaj na sastav tla, atmosfere i hidrosfere.
• Neke kemijske komponente i spojevi mogu postojati samo u živim organizmima.

Pitanja mog sina ponekad me iznenade... Jučer je iznenada pitao što je biosfera. Čak sam se i zbunio, nisam znao odgovoriti. To je slučaj kada vam se čini da razumijete o čemu se radi, ali ne možete jasno reći. Morao sam sjesti za kompjuter i saznati sve o ovoj Zemljinoj ljusci.

Kakve ljuske ima Zemlja?

Naš je planet složen, iako se to u svakodnevnom životu nekako zaboravlja. Dišemo, pijemo, jedemo i obavljamo svakodnevne aktivnosti bez razmišljanja. Odnosno, mi stalno komuniciramo s planetom i njegovim školjkama:

• plinoviti (atmosfera);
• čvrsta (litosfera);
• tekućina (hidrosfera).

Što je biosfera

Četvrta ljuska Zemlje naziva se biosfera ili "živa ljuska". Sastoji se od dvije komponente: žive i nežive. Svi živi organizmi na planetu čine živu tvar biosfere, koja zahvaća dijelove ostale tri ljuske. Uostalom, živi organizmi su česti u zraku, vodi, tlu i sedimentu. Možemo reći da gdje prestaje život, prestaje i biosfera.

Razlika između biosfere i drugih ljuski

Glavna razlika je živa tvar, njena ogromna raznolikost, sposobnost samoregulacije, reprodukcije i obnove.

To se događa zahvaljujući sljedećim značajkama:

• stalna cirkulacija tvari, koju reguliraju živi organizmi;
• otvorenost ove sfere kozmičkim energijama i energiji Sunca;
• sposobnost živih bića da sunčevu energiju pretvaraju u druge vrste energije;
• održavanje ravnoteže u biosferi kroz raznolikost vrsta živih organizama i njihovih odnosa.

Jednostavno rečeno, živa bića se sama brinu za stvaranje uvjeta za svoj život na planeti. Njihova je zasluga da voda i zrak imaju sastav koji je potreban za život; oni tvore tlo i minerale kroz interakcije jedni s drugima i neživom materijom.

Čovjek je također dio biosfere. On aktivno intervenira u sve procese koji se u njemu odvijaju i koristi rezultat "rada" živih organizama za svoje potrebe, često nanose štetu prirodi, a time i biosferi.

Što je biosfera i po čemu se razlikuje od ostalih slojeva Zemlje?

Ukupnost svih biogeocenoza (ekosustava) Zemlje predstavlja veliku ekološki sustav- biosfera. Biogeocenoza je elementarna struktura biosfere. Biosfera se sastoji od živih i neživih komponenti. Ukupnost svih živih organizama na našem planetu čini živu tvar biosfere. Većina živih organizama koncentrirana je na granici triju geoloških ljuski Zemlje: plinovitog (atmosfera), tekućeg (hidrosfera) i čvrstog (litosfera). Nežive komponente obuhvaćaju onaj dio atmosfere, litosfere i hidrosfere koji je složenim procesima migracije tvari i energije povezan sa živom tvari biosfere. Granice života na planetu ujedno su i granice biosfere. Dakle, biosfera je dio geoloških ljuski Zemlje naseljen živim organizmima.

Pojam "biosfera" uveo je 1875. geolog E. Suess. Tvorac ove doktrine je domaći prirodoslovac V.I. Vernadski. Pokazao je da se biosfera razlikuje od ostalih sfera Zemlje po tome što se unutar njezinih granica očituje geološka aktivnost svih živih organizama. Živi organizmi koji transformiraju sunčevu energiju snažna su sila koja utječe na geološke procese. Posebnost biosfere kao posebne ljuske Zemlje je kontinuirani ciklus tvari u njoj, reguliran aktivnošću živih organizama. Budući da biosfera dobiva energiju izvana – od Sunca, ona je otvoreni sustav. Početna faza migracije tvari i energije u biosferi je transformacija energije sunčevog zračenja autotrofnim organizmima u procesu fotosinteze. Stoga, prema učenjima V.I. Vernadskog, živi organizmi koji žive na Zemlji predstavljaju složen sustav za pretvaranje energije sunčevih zraka u energiju geokemijskih procesa. Živi organizmi, regulirajući ciklus tvari, služe kao snažan geološki čimbenik koji transformira površinu našeg planeta. Ova definicija biosfere odražava važnu tezu: naš planet Zemlja je ono što je danas samo zato što na njemu postoji život.

Dakle, biosfera je dio zemljinog prostora pokriven životom sa svojom aktivnom kemijskom manifestacijom. U biosferi je moguće postojanje organizama u svim mogućim koncentracijama - od pojedinačnih bakterija i spora u 1 cm3 atmosferskog zraka do moćnih tropskih šuma ekvatorijalne zone i tragova života u dubinama Svjetskog oceana. U skladu sa svojim zahtjevima za uvjete okoliša, organizmi se naseljavaju u različitim gornjim horizontima Zemlje: u donjoj atmosferi, u hidrosferi, u tlima, u dubinama litosfere, zasićenim prirodne vode i naftna polja. Sva živa tvar u svojoj masi zauzima beznačajan udio u usporedbi s bilo kojom od njih gornje školjke Globus. Prema suvremenim probabilističkim procjenama, ukupna količina mase žive tvari u modernom dobu iznosi oko 2420 milijardi tona. Dakle, sva živa tvar na našem planetu čini ~1/10 000 000 mase zemljine kore. Međutim, kvalitativno gledano, živa tvar je najorganiziraniji dio Zemljine materije. Prema svom aktivnom utjecaju na okolišživa tvar zauzima posebno mjesto i kvalitativno se razlikuje od ostalih ljuski zemaljske kugle, kao što se živa tvar razlikuje od mrtve. Procjenu prosječnog kemijskog sastava žive tvari napravio je A.P. Vinogradov. Glavne komponente žive tvari su elementi koji su rasprostranjeni u prirodi: u atmosferi, hidrosferi, litosferi i svemiru. Prosječni elementarni sastav žive tvari razlikuje se od sastava zemljine kore po visokom sadržaju ugljika. Što se tiče sadržaja ostalih elemenata, organizmi ne ponavljaju sastav svog staništa. Oni selektivno apsorbiraju elemente potrebne za izgradnju svojih tkiva. U procesu života organizmi koriste najpristupačnije atome koji su sposobni formirati stabilne kemijske veze. Atomi ugljika imaju sposobnost stvaranja dugih lanaca spojeva s drugim atomima, što dovodi do izgradnje bezbrojnih polimera i drugih složenih organskih visokomolekularnih spojeva.

Živa tvar biosfere, općenito, zauzima neznatan prostor u mjerilu cijele kugle zemaljske. Široka uporaba pojma "živa tvar" povezana je s radovima V.I. Vernadski. Pokazao je da svi živi organizmi na Zemlji čine jedinstvenu cjelinu - živu tvar planeta. Život na Zemlji najistaknutiji je proces na njezinoj površini, prima životvornu energiju Sunca i pokreće gotovo sve kemijske elemente periodnog sustava elemenata.

Vernadsky je dokazao da živi organizmi igraju vrlo važnu ulogu u geološkim procesima koji oblikuju lice Zemlje. Kemijski sastav suvremena atmosfera i hidrosfera uzrokovana životnom aktivnošću organizama. Velika važnost imaju organizme za formiranje litosfere - većina stijena, i to ne samo sedimentnih, nego i granita, na ovaj ili onaj način svojim je podrijetlom povezana s biosferom.

Mineralne inertne materije život prerađuje i pretvara u novu kvalitetu. Živi organizmi ne samo da se prilagođavaju uvjetima okoliša, već ih i aktivno mijenjaju. Dakle, živa i neživa tvar na Zemlji čine skladnu cjelinu koja se, zapravo, naziva biosfera. Prema slikovitoj izjavi ruskog geologa M. Vassoevicha, "biosfera su stanovnici, kuća i mi u njoj."