biyosfer - Biosphere
Biyosfer (dan Yunanlı βίος BIOS "hayat" ve σφαῖρα sphaira olarak da bilinen, "küre") Ekosfer (Yunanca οἶκος gelen Oikos "çevre" ve σφαῖρα), tüm dünyada toplamıdır ekosistemlerin . Ayrıca bölgesini adlandırılan olabilir hayatın üzerinde Dünya'da . Biyosfer, madde açısından , minimum girdi ve çıktılarla neredeyse kapalı bir sistemdir . Enerji ile ilgili olarak , yılda yaklaşık 130 Terawatt oranında güneş enerjisi yakalayan fotosentez ile açık bir sistemdir . Ancak enerji dengesine yakın kendi kendini düzenleyen bir sistemdir. En genel biyofizyolojik tanımla, biyosfer, tüm canlıları ve bunların litosfer , kriyosfer , hidrosfer ve atmosfer unsurlarıyla etkileşimleri de dahil olmak üzere ilişkilerini entegre eden küresel ekolojik sistemdir . Biyosferin , en az 3.5 milyar yıl önce , biyopoez (basit organik bileşikler gibi cansız maddelerden doğal olarak yaratılan yaşam) veya biyogenez (canlı maddelerden yaratılan yaşam ) süreciyle başlayarak evrimleştiği varsayılmaktadır .
Genel anlamda, biyosferler, ekosistemleri içeren herhangi bir kapalı, kendi kendini düzenleyen sistemlerdir. Bu, Biyosfer 2 ve BIOS-3 gibi yapay biyosferleri ve potansiyel olarak diğer gezegenler veya uydulardakileri içerir.
Terimin kökeni ve kullanımı
"Biyosfer" terimi , 1875 yılında jeolog Eduard Suess tarafından Dünya yüzeyinde yaşamın yaşadığı yer olarak tanımlandı .
Kavramı jeolojik orijinini sahip olmakla birlikte ikisinin etkisinin bir göstergesidir , Charles Darwin ve Matthew F. Maury üzerinde yerbilimlerin . Biyosferin ekolojik bağlamı, 1920'lerden (bkz. Vladimir I. Vernadsky ), 1935'te Sir Arthur Tansley tarafından " ekosistem " teriminin tanıtılmasından önce gelir (bkz. ekoloji tarihi ). Vernadsky ekolojiyi biyosfer bilimi olarak tanımladı . Bu bir olan disiplinlerarası entegre etmek için konsept astronomi , jeofizik , meteoroloji , biyocoğrafya , evrimi , jeoloji , jeokimya , hidroloji , tüm yaşam ve Toprak bilimleri ve genel anlamda.
Dar tanım
Jeokimyacılar, biyosferi, canlı organizmaların toplamı olarak tanımlarlar ( biyologlar ve ekologlar tarafından atıfta bulunulan " biyokütle " veya " biyota "). Bu anlamda biyosfer, jeokimyasal modelin dört ayrı bileşeninden sadece biridir, diğer üçü jeosfer , hidrosfer ve atmosferdir . Bu dört bileşenli küre tek bir sistemde birleştirildiğinde, Ekosfer olarak bilinir . Bu terim 1960'larda icat edildi ve gezegenin hem biyolojik hem de fiziksel bileşenlerini kapsar.
İkinci Uluslararası Kapalı Yaşam Sistemleri Konferansı, biyosferi , Dünya'nın biyosferinin analoglarının ve modellerinin bilimi ve teknolojisi olarak tanımladı ; yani yapay Dünya benzeri biyosferler. Diğerleri, biyosfer konusunun bir parçası olarak , insan merkezli biyosferler veya yerli bir Mars biyosferi gibi yapay Dünya dışı biyosferlerin oluşturulmasını içerebilir .
dünyanın biyosferi
Yaş
İlk kanıt için yeryüzündeki yaşamın içerir biyojenik grafit 3700000000 yaşındaki bulundu Metasedimanter kayaların arasından Batı Grönland ve mikrobiyal mat fosil 3480000000 yaşındaki bulundu kumtaşı dan Batı Avustralya . Daha yakın zamanlarda, 2015 yılında , Batı Avustralya'daki 4,1 milyar yıllık kayalarda " biyotik yaşam kalıntıları " bulundu. 2017 yılında , Kanada, Quebec'teki Nuvvuagittuq Kuşağı'ndaki hidrotermal havalandırma çökeltilerinde , dünyadaki yaşamın en eski kaydı olan 4,28 milyar yıl kadar eski olan hidrotermal havalandırma çökeltilerinde varsayılan fosilleşmiş mikroorganizmaların (veya mikrofosillerin ) keşfedildiği açıklandı. 4.4 milyar yıl önce okyanus oluşumundan sonra ve 4.54 milyar yıl önce Dünya'nın oluşumundan kısa bir süre sonra yaşamın ortaya çıkışı . Biyolog Stephen Blair Hedges'e göre , "Eğer yaşam Dünya'da nispeten hızlı bir şekilde ortaya çıktıysa... o zaman evrende yaygın olabilir ."
Kapsam
Kutuplardaki buzullardan ekvatora kadar gezegenin her parçası bir tür yaşam barındırır. Mikrobiyolojideki son gelişmeler , mikropların Dünya'nın karasal yüzeyinin derinliklerinde yaşadığını ve "yaşanamaz bölgeler" olarak adlandırılan mikrobiyal yaşamın toplam kütlesinin, biyokütlede , yüzeydeki tüm hayvan ve bitki yaşamını aşabileceğini göstermiştir. Dünyadaki biyosferin gerçek kalınlığını ölçmek zordur. Porto Riko Çukuru'nda kuşlar tipik olarak 1.800 m (5.900 ft; 1.1 mil) kadar yüksek irtifalarda uçar ve balıklar 8.372 m (27.467 ft; 5.202 mi) kadar su altında yaşar .
Gezegendeki yaşam için daha uç örnekler var: Rüppell'in akbabası 11.300 m (37.100 ft; 7.0 mil) rakımlarda bulundu ; çubuk başlı kazlar en az 8.300 m (27.200 ft; 5.2 mil) rakımlarda göç eder; yaks deniz seviyesinden 5.400 m (17.700 ft; 3.4 mil) kadar yükseklerde yaşar; dağ keçileri 3.050 m'ye (10.010 ft; 1.90 mi) kadar yaşar. Bu yüksekliklerdeki otçul hayvanlar likenlere, otlara ve bitkilere bağımlıdır.
Yaşam formları, toprak , kaplıcalar , yeraltında en az 19 km (12 mil) derinlikte, okyanusun en derin kısımlarında ve atmosferde en az 64 km (40 mil) yükseklikte kayaların içinde de dahil olmak üzere, Dünya'nın biyosferinin her yerinde yaşar. . Mikroorganizmaların , belirli test koşulları altında, uzay boşluğunun vakumunda hayatta kaldıkları gözlemlenmiştir . Toplam toprak ve yüzey altı bakteriyel karbon miktarı, 5 × 10 17 g veya "Birleşik Krallık'ın ağırlığı" olarak tahmin edilmektedir . Bakterileri ve arkeleri içerir, ancak çekirdekli ökaryot mikroorganizmaları içermez - prokaryot mikroorganizmaların kütlesi, 0,8 trilyon ton kadar karbon olabilir (toplam biyosfer kütlesinin 1 ila 4 trilyon ton arasında olduğu tahmin edilmektedir). Barofilik deniz mikropları , Dünya okyanuslarının en derin noktası olan Mariana Çukuru'nda 10.000 m'den (33.000 ft; 6.2 mil) daha fazla derinlikte bulunmuştur . Aslında, tek hücreli yaşam formları, Mariana Çukuru'nun en derin kısmında, Challenger Deep tarafından, 11.034 m (36.201 ft; 6.856 mi) derinlikte bulunmuştur. Diğer araştırmacılar, mikroorganizmaların deniz tabanının 580 m (1.900 ft; 0.36 mi) altında, kuzeybatı Amerika Birleşik Devletleri kıyılarındaki 2.590 m (8.500 ft; 1.61 mi) okyanusun altında ve 2.400 m'ye kadar kayaların içinde geliştiğine dair ilgili çalışmaları bildirdiler. Japonya açıklarında deniz yatağının altında m (7.900 ft; 1.5 mil). Kültürlenebilir termofilik mikroplar, İsveç'te yerkabuğuna 5.000 m'den (16.000 ft; 3.1 mil) daha fazla delinmiş çekirdeklerden , 65–75 °C (149–167 °F) arasındaki kayalardan çıkarılmıştır. Sıcaklık derinliği arttıkça artar içine yerkabuğunun . Sıcaklığın artış hızı, kabuk türü (kıtaya karşı okyanus), kaya türü, coğrafi konum vb. dahil olmak üzere birçok faktöre bağlıdır. Mikrobiyal yaşamın var olabileceği bilinen en yüksek sıcaklık 122 °C'dir (252 °F) ( Methanopyrus kandleri Suşu 116) ve " derin biyosferdeki " yaşamın sınırının mutlak derinlikten ziyade sıcaklıkla tanımlanması muhtemeldir . 20 Ağustos 2014'te bilim adamları, Antarktika buzunun 800 m (2.600 ft; 0.50 mi) altında yaşayan mikroorganizmaların varlığını doğruladılar . Bir araştırmacıya göre, "Mikropları her yerde bulabilirsiniz - koşullara son derece uyarlanabilirler ve nerede olurlarsa olsunlar hayatta kalırlar."
Biyosferimiz, oldukça benzer flora ve faunanın yaşadığı bir dizi biyoma bölünmüştür . Karada, biyomlar öncelikle enlem ile ayrılır . Kuzey Kutbu ve Antarktika Çemberleri içinde yer alan karasal biyomlar , nispeten bitki ve hayvan yaşamından yoksunken, daha kalabalık biyomların çoğu ekvator yakınında bulunur .
Yıllık varyasyon
Yapay biyosferler
Kapalı ekolojik sistemler olarak da adlandırılan deneysel biyosferler, ekosistemleri ve Dünya dışındaki yaşamı destekleme potansiyelini incelemek için yaratılmıştır. Bunlara uzay aracı ve aşağıdaki karasal laboratuvarlar dahildir:
- Biyosfer 2 yılında Arizona , Amerika Birleşik Devletleri, 3.15 dönümlük (13.000 m 2 ).
- BIOS-1, BIOS-2 ve BIOS-3 , o zamanlar Sovyetler Birliği'nde olan Krasnoyarsk , Sibirya'daki Biyofizik Enstitüsü'nde .
- Biyosfer J (CEEF, Kapalı Ekoloji Deney Tesisleri), Japonya'da bir deney .
- Universitat Autònoma de Barcelona'da Mikro-Ekolojik Yaşam Destek Sistemi Alternatifi ( MELiSSA )
dünya dışı biyosferler
Dünya'nın ötesinde hiçbir biyosfer tespit edilmedi; bu nedenle, dünya dışı biyosferlerin varlığı varsayımsal kalır. Nadir Toprak hipotezi onlar oluşan olanları kurtarmak, çok nadir olması gerektiğini göstermektedir mikrobiyal sadece hayatın. Öte yandan, çok sayıda gezegen göz önüne alındığında , Dünya benzerleri en azından Samanyolu galaksisinde oldukça fazla olabilir . TRAPPIST-1'in yörüngesinde dönen gezegenlerden üçü muhtemelen biyosfer içerebilir. Abiyogenez konusunda sınırlı bir anlayış göz önüne alındığında , bu gezegenlerin yüzde kaçının gerçekte biyosfer geliştirdiği şu anda bilinmemektedir.
Kepler Uzay Teleskobu ekibinin gözlemlerine dayanarak, abiyogenez olasılığının 1 ila 1000'den yüksek olması koşuluyla, en yakın uzaylı biyosferinin Dünya'dan 100 ışıkyılı uzaklıkta olması gerektiği hesaplandı.
Gelecekte, örneğin Mars'ın dünyalaştırılmasıyla yapay biyosferlerin oluşturulması da mümkündür .
Ayrıca bakınız
Referanslar
daha fazla okuma
- The Biosphere (A Scientific American Book), San Francisco, WH Freeman and Co., 1970, ISBN 0-7167-0945-7 . Aslen Aralık 1970 Scientific American sayısı olan bu kitap, malzemeler ve enerji kaynakları ( güneş enerjisi dahil ), nüfus eğilimleri ve çevresel bozulma ( küresel ısınma dahil ) ile ilgili tartışıldığından beri neredeyse tüm önemli endişeleri ve kavramları kapsar .
Dış bağlantılar
- Dünya Ansiklopedisi'nde Biyosfer Üzerine Makale
- GLOBIO.info , insan faaliyetlerinin biyosfer üzerindeki geçmiş, şimdiki ve gelecekteki etkilerini haritalamak için devam eden bir program
- Paul Crutzen Röportajı , Paul Crutzen Nobel Ödüllü Paul Crutzen'in ozonun ayrışması üzerine yaptığı çalışmadan dolayı Vega Science Trust tarafından Harry Kroto Nobel Ödülü Sahibi ile konuşurken serbest video videosu .
- Biyosfer Atlası