Feltételeivel, a bioszféra, mint egy nyitott egyensúlyi rendszer energia áramlását, a belső

Hosszú távú, stabil léte az élet a Földön formájában a bioszféra tekintik a modern tudomány, mint egy folyamat önszerveződés egyensúlyi nyitott rendszer globális szinten. Abból a szempontból egyensúlyi termodinamika bioszférában - disszipatív struktúra, amelyben nagy belső rendelés dinamikus, a mozgatható természet és valósul folyamatos felszívódás és energiaelnyelő.

Végrehajtás a bioszférában biogeokémiai ciklusok meghatározó bioszféra szerkezetet energiát igényel. Ezzel szemben a mozgását kémiai elemek, energiaelosztás a bioszférában nem egy ciklus, és egy egyirányú áramlást. Összhangban a termodinamika második törvénye szerint sorozatban áthaladás az elemek a bioszféra energia elnyelődik a környezetbe hőt, és nem lehet újra használni az élő szervezetekre.

A fő energiaforrás a biotikus ciklus az elektromágneses sugárzás a nap a látható tartományban - a kibocsátott fény. A második forrás, elhanyagolható mértékben járul hozzá a teljes energia a bioszférában, az az energia, a kémiai kötések számos szervetlen anyagok. Föld a Naptól kap, körülbelül 5,4 ∙ október 24 J évente. Mintegy 40% -a az energia tükröződik vissza a felhők az űrben, 15% elnyeli az atmoszféra és körülbelül 45% a felszínre jön. De ahhoz, hogy fenntartsák a szerkezet a bioszférában nem használják az összes energia elérte föld vagy óceán, hanem csak azt, ami felszívódik a molekulák által, klorofill a zöld növények és más fotoszintetikus organizmusok és átalakított kémiai energia a szerves anyagok. A fotoszintézis csak elnyelik 1-5% a teljes napenergia fluxus.

Ha összehasonlítjuk az energia mennyisége átalakult szerves anyag a növények által, a napenergia mennyisége eléri a Föld felszínét, a fotoszintézis hatékonyságát sebesség rendkívül alacsony (kevesebb, mint 1%), a többi a energia hőként eltűnt. Csak azokban a ritka esetekben növények nagy termelékenységű, meg tudjuk növelni a hatékonyságot a legfeljebb 3%. A teljes energia mennyisége évente kötődnek fotoszintetikus szervezetek óceán és a föld körülbelül 1,08 ∙ J. október 21 amely csak 0,02% a teljes fluxus beeső napenergia a Föld. Csak ezt az energiát (és az energiával kapcsolatos eredményeként chemosynthesis) tudja használni az összes többi heterotróf szervezetek elvégzésére életfunkciók, ami egy migrációs anyagok a bioszférában.

A fotoszintézis chemosynthesis, a táplálkozás, a légzés és a fermentáció - alapanyagok eljárások, amelyek révén az energia halad át az élő bioszféra anyag. Az első két folyamat az energia-gazdag szintézisét szerves anyagok miatt pogloscheniyasveta (fotoszintézis), valamint szervetlen oxidálószerek (chemosynthesis). Tegyük át a szerves anyag és energia abban foglalt egyik szervezetből egy másik alatt végezzük az ellátási. Közben a légzés és a fermentáló szerves anyag lebomlik, és az energia, amely a bennük használt élő szervezetek által, de végül hővé alakul.

Így az energia áramlását az élő anyag - ez a folyamat élőlények energia során felgyülemlett veszteségek autotróf fotó- és chemosynthesis. Minden megjelent a folyamat az élet a bioszférában a Föld felületi energiát sugárzott az űrbe, főként az elektromágneses sugárzás infravörös.

A teljes energia-egyensúlyt a bioszféra alapvető fontosságú, hogy az entrópia belépő Föld rövidhullámú fény kevesebb, mint az entrópia hosszúhullámú hősugárzást újbóli által kibocsátott bolygónkon. A Föld összes bioszféra egy jól szervezett, amelyben a megrendelő által fenntartott különbség az entrópia elnyelt és kibocsátott energia fluxus.

Mivel a fő energiaforrás a bioszférában a nap, a stabilitás, a bioszféra létét elsősorban attól függ, állandóságát a sugárzás. A teljesítmény a napsugárzás kellően stabil. Azonban a Föld történetében ismert ritmikus globális éghajlatváltozás. Az egyik fő oka a klímaváltozás tekintik kis eltérések a Föld pályáját, és a döntés a Föld tengelye, amely megváltoztathatja a napenergia mennyisége eléri a Földet. Ez elég észrevehető hatást gyakorol a nemlineáris rendszer „hangulat - óceán.” Kis csillagászati ​​tényezők jelentős forrás visszatérő mutációk bolygó éghajlatának, és vele együtt - és a bioszférában. Ezek a globális konjunkturális folyamatok időszakai száz és ezer év. Mechanizmusok a befolyásuk a bioszféra evolúciója még kevéssé ismert.

Továbbá csillagászati ​​tényezők, az energia mennyisége áramlás a bioszférában, és hatással lehet bolygókerekes tényezők, mint például az átláthatóság és kémiai összetétele a légkör. Így csökken a légköri átláthatóság kibocsátása okozta vulkáni hamu a amplifikációs szeizmikus tevékenység vagy por, és a füst által okozott szennyezés emberi tevékenység (ipari kibocsátások, tüzek, nukleáris robbantások) vezethet csökkenését az energia mennyiségének rögzített fotoszintetikus organizmusok, és így csökkenti az áramlás energiát a bioszférában.

De együtt a stabilitást a Nap, a változatlanságot a Föld pályáját, és a döntés a saját tengelye körül, állandóságát a légkör elengedhetetlen a stabil létezését a bioszféra sohrannostfunktsionalnoy szervezet saját biotikus komponens. Végtére is, az élő szervezetek, az élelmiszerekkel összefüggő kölcsönhatásokat, gondoskodik a stabil anyag és forgalmazási csatornák.