Енергетика біосфери: поняття, особливості та значення

Біосфера – це одна із ключових складових Землі, де існують усі живі організми. Однак, щоб функціонувати та розвиватися, вони повинні отримувати енергію із зовнішніх джерел. Енергетика біосфери досліджує основні принципи та механізми, які забезпечують життєдіяльність усіх організмів та підтримують екосистеми у рівноважному стані.

Основним джерелом енергії для біосфери є Сонце. Сонячне випромінювання, що містить енергію, потрапляє на поверхню Землі та перетворюється на хімічну енергію шляхом процесів фотосинтезу. Рослини та деякі інші організми здатні перетворювати світлову енергію на хімічну енергію, яка потім може бути використана іншими організмами.

Важливою частиною енергетичних циклів у біосфері є харчові ланцюги та харчові мережі. Організми у всіх екосистемах взаємодіють один з одним, передаючи енергію та поживні речовини від однієї ланки харчового ланцюга до іншої. Продуценти – це рослини, які одержують енергію від Сонця та накопичують її в органічних речовинах. Потім енергія передається первинним споживачам, таким як травоїдні, які живляться рослинами. Потім енергія передається вторинним споживачам – хижакам, які харчуються травоїдними. Таким чином, енергія переходить від одного організму до іншого, утворюючи складні харчові мережі та підтримуючи баланс в екосистемі.

Енергетичний потенціал біосфери: основні засади

Одним із основних принципів енергетичного потенціалу біосфери є принцип автотрофності. Автотрофи – це організми, здатні синтезувати органічні речовини із неорганічних компонентів, використовуючи енергію сонячного світла чи хімічних сполук.Вони є джерелом енергії для інших організмів у біосфері.

Іншим принципом є принцип гетеротрофності. Гетеротрофи - це організми, які не здатні синтезувати органічні речовини з неорганічних компонентів і отримують енергію, потрібну для життя, з органічних речовин, які споживаються іншими організмами. Вони залежать від автотрофів для отримання енергії, їхня активність важлива для переробки та рециклінгу органічних речовин у біосфері.

Також енергетичний потенціал біосфери ґрунтується на принципах харчових ланцюгів та харчових мереж. Харчовий ланцюг є послідовною взаємодією організмів, при якому кожна наступна ланка живиться попередньою. Харчова мережа включає перехресні зв'язки між різними харчовими ланцюгами, що створює складну структуру взаємозв'язків всередині біосфери.

Нарешті, енергетичний потенціал біосфери ґрунтується на принципі енергетичної ефективності. У біосфері енергія передається від одного організму до іншого з певними втратами енергії. Вищі рівні харчового ланцюга вимагають більше енергії і мають нижчу ефективність порівняно з нижніми рівнями. Енергетична ефективність впливає на структуру та функціонування біосфери.

Кругообіг енергії в біосфері

Енергетика біосфери заснована на постійному кругообігу енергії. У цьому процесі зелені рослини відіграють важливу роль, оскільки вони здатні перетворювати енергію сонячного світла на хімічну енергію шляхом фотосинтезу. Ця енергія потім передається тваринам, які споживають рослини для харчування.

Коли тварини харчуються рослинами, вони одержують не тільки харчову енергію, а й відновлюють хімічну енергію, яка була перетворена у процесі фотосинтезу. Вони використовують цю енергію для виконання своїх життєвих функцій, таких як рух, зростання та розмноження. Частина енергії тварин виводиться у довкілля як тепла, а частина використовується для метаболічних процесів.

Крім того, у біосфері існують розкладачі, які відіграють важливу роль у кругообігу енергії. Вони розкладають органічні залишки рослин та тварин і повертають їх назад у природу у вигляді мінеральних речовин. У процесі розкладання енергія, яка була вкладена в рослини та тварини, віддається навколишньому середовищу.

Таким чином, енергетика біосфери є складним механізмом взаємодії між рослинами, тваринами і розкладачами, в результаті якого енергія постійно циркулює в природі. Розуміння цього кругообігу енергії є важливим для розуміння роботи біосфери та її сталого розвитку.

Вплив біосфери на клімат та довкілля

Кисень, необхідний існування багатьох живих організмів, виробляється рослинним світом шляхом фотосинтезу. Рослини поглинають вуглекислий газ із атмосфери і, використовуючи сонячну енергію, виділяють у результаті кисень. Завдяки цьому біосфера є джерелом кисню для тваринного світу та людини.

Участь біосфери у кругообігу води також важливо. Рослини кущують вологу з ґрунту та випаровують її в атмосферу в процесі транспірації. Ця водяна пара потім конденсується і утворює хмари, які опадами повертаються на землю. Таким чином, біосфера регулює водний баланс та підтримує рівновагу клімату.

Біологічні процеси, такі як декомпозиція та гумусоутворення, також впливають на навколишнє середовище. Розкладання рослинної та тваринної біомаси призводить до виділення вуглекислого газу та інших газів в атмосферу. Ці гази впливають на концентрацію парникових газів та викликають зміну клімату.

Рослинний світ є важливим регулятором концентрації вуглекислого газу атмосфері. Він є головним випарником води та поглиначем вуглекислого газу. Тому будь-які зміни у поширенні та стані рослинності можуть призвести до змін у кліматі.

Діяльність людини також значно впливає на біосферу, клімат і навколишнє середовище. Вирубування лісів, забруднення водойм та атмосфери, знеліснення виснажує біосферу та призводить до негативних наслідків, таких як зміна клімату, втрата біологічного розмаїття та деградація природних екосистем.

Біосфера має величезний вплив на клімат та навколишнє середовище. Її регуляційні механізми підтримують стійкість екосистем та забезпечують умови життя на планеті. Однак втручання людини може зруйнувати баланс та призвести до серйозних екологічних проблем. Тому необхідно вживати заходів для збереження біосфери та підтримки гармонійної взаємодії з довкіллям.

Сонце: основне джерело енергії для біосфери

Сонце – головна зірка нашої Сонячної системи є ключовим джерелом енергії для біосфери Землі. Енергія, що надходить від Сонця, забезпечує тепло і світло на планеті, необхідні підтримки життя. Сонце є природним ядром енергії, яке живить всі процеси у біосфері та підтримує різноманітність життя на Землі.

Сонячна енергія відіграє критично важливу роль у існуванні та функціонуванні біосфери. Вона є основним джерелом поживних речовин та енергії для рослин, які, у свою чергу, є основою харчового ланцюга. Шляхом фотосинтезу рослини перетворюють енергію Сонця на хімічну енергію, яка потім передається іншим живим організмам шляхом харчування.

Сонце також відіграє важливу роль у регулюванні клімату нашої планети. Його енергія приводить у рух атмосферні процеси, створюючи вітри, океанські течії та цикли опадів. Сонячна енергія дає енергію вихідним океанським течіям, які впливають на клімат шляхом перенесення тепла і вологи. Від Сонця залежать сезони, погода та багато інших атмосферних явищ.

Сонце є джерелом найважливіших форм енергії, використовуваних людиною: сонячної енергії. Сонячні панелі перетворюють енергію Сонця на електрику, яка може бути використана для живлення електричних приладів та систем. Ця відновлювана форма енергії допомагає знизити залежність від копалин палива і зменшити шкідливі викиди в атмосферу.

Таким чином, Сонце виконує важливу роль у житті планети Земля. Воно є основним джерелом енергії для біосфери, забезпечуючи життєво важливі умови всім форм життя.Використання сонячної енергії також допомагає нам зберегти нашу планету та забезпечити стійке майбутнє для наших нащадків.

Вплив Сонця на біосферу

Крім того, Сонце є джерелом світла, яке відіграє важливу роль у фотосинтезі - процесі, завдяки якому рослини перетворюють сонячну енергію на органічні речовини. Фотосинтез є основним джерелом харчування для більшості організмів на Землі та є основною ланкою в харчових ланцюгах та мережах.

Крім того, Сонце впливає на кліматичні процеси, такі як вітри, океанські течії та сезонні зміни. Сонячні випромінювання визначають температурні умови та зміни в атмосфері, повітряному русі та розподілі тепла по Землі. Також Сонце відіграє роль у циклах води та погодних явищах, таких як дощ та сніг, які є важливими факторами для життя у біосфері.

Крім свого прямого на біосферу, Сонце також впливає космічне середовище Землі. Сонячні спалахи та сонячний вітер можуть викликати магнітні бурі та геомагнітні обурення, які можуть впливати на електромагнітне поле Землі та безпосередньо впливати на живі організми.

В цілому Сонце відіграє вирішальну роль у підтримці балансу в біосфері та забезпеченні умов для життя на Землі. Його енергія живить всі біологічні процеси і є джерелом життя для багатьох організмів.

Сонце як основне джерело енергії

Сонячна енергія необхідна підтримки життя Землі. Вона дозволяє рослинам виробляти фотосинтез, завдяки якій вони отримують енергію та виробляють кисень. Крім того, сонячна енергія є джерелом тепла, яке необхідне людям та тваринам для виживання.

Сонце відіграє у підтримці балансу клімату Землі. Воно нагріває атмосферу, викликаючи циркуляцію повітря та забезпечуючи опади. Крім того, сонячна енергія використовується для створення електрики, яка дозволяє нам освітлювати вдома, працювати на комп'ютері та використовувати різні прилади.

Сонячна енергія є одним із найдешевших та екологічно безпечних джерел енергії. Вона дозволяє скоротити використання викопних палив та зменшити викиди шкідливих речовин в атмосферу. У майбутньому сонячна енергія може стати основним джерелом енергії на Землі, що допоможе вирішити проблему глобального потепління та зміни клімату.

Сонячне випромінювання та його значення для життя

Одним із ключових елементів сонячного випромінювання є світло, що складається з різних кольорів. Світло дозволяє рослинам виробляти фотосинтез - процес, у якому вони перетворять сонячну енергію на хімічну, необхідну їхнього зростання та розвитку.

Сонячне випромінювання також впливає на температурний режим Землі. Випромінювання проникає в атмосферу та нагріває поверхню планети, викликаючи розігрів повітря. Цей процес є основою для формування клімату, а також впливає на теплові потоки та циркуляцію повітря в атмосфері.

Крім того, Сонце є джерелом сонячного ультрафіолетового (УФ) випромінювання. УФ-промені не лише обігрівають та освітлюють планету, але й мають додаткові ефекти на біосферу.Наприклад, вони відіграють важливу роль у синтезі вітаміну D у шкірі людини, а також сприяють вбивству бактерій та вірусів.

Однак, слід пам'ятати, що надмірна або неправильна дія Сонячного УФ-випромінювання може також бути шкідливою. Наприклад, воно може спричинити опіки шкіри або навіть підвищити ризик розвитку раку шкіри.

В цілому Сонце є життєво важливим джерелом енергії для біосфери. Воно забезпечує необхідну енергію для рослин, впливає на клімат і має важливе значення для багатьох життєво важливих процесів Землі.

Фотосинтез: процес перетворення сонячної енергії

Під час фотосинтезу рослина поглинає світлову енергію сонця через хлорофіл, що у хлоропластах клітин рослини. Потім відбувається перетворення світлової енергії на хімічну енергію, яка зберігається у вигляді глюкози – основного продукту фотосинтезу.

Основне рівняння фотосинтезу можна записати так:

У цьому рівнянні 6 молекул вуглекислого газу (CO 2 ) та 6 молекул води (H 2 O) обробляються за допомогою світлової енергії, що призводить до утворення молекули глюкози (C 6 H 12 O 6 ) та вивільнення 6 молекул кисню (O 2 ).

Глюкоза, отримана внаслідок фотосинтезу, є основним джерелом енергії всім організмів Землі. Рослини використовують цю глюкозу для синтезу інших органічних речовин, таких як крохмаль, клітковина та білки. Тварини, своєю чергою, отримують енергію, споживаючи рослинні продукти чи інших тварин. У результаті фотосинтез є основою харчування на планеті Земля і відіграє важливу роль у балансі вуглецю та кисню в атмосфері.

Теплова дія Сонця на клімат Землі

Енергія, що випускається Сонцем у формі електромагнітного випромінювання, включає інфрачервоне, видиме і ультрафіолетове випромінювання. Інфрачервоне випромінювання нагріває нижні шари атмосфери та поверхню Землі, формуючи теплову енергію, що впливає на кліматичні процеси та погодні умови.

Теплова дія Сонця визначає такі явища як:

• Прикордонний шар атмосфери – перехідний шар між поверхнею Землі та нижніми шарами атмосфери, де відбувається активний обмін теплом.
• Нагрівання атмосфери та хмар - Сонце нагріває атмосферу, викликаючи її турбулентність та рух повітряних мас. Також інтенсивне випромінювання Сонця нагріває хмари, викликаючи конденсацію та утворення опадів.
• Циркуляція океанів – Сонце, прогріваючи поверхню океану, викликає рух океанських течій. Це має важливе значення для розподілу тепла на поверхні Землі.

Теплове вплив Сонця також впливає формування кліматичних зон Землі. Наприклад, екваторіальні області одержують більше сонячної радіації, тому вони мають вищу температуру та вологість, ніж полярні регіони. Такі кліматичні особливості, як сезонність, розподіл опадів та температурні коливання також пов'язані з тепловим впливом Сонця.

Функції біосфери

Енергетична функція. Енергетична функція виконується насамперед рослинами, які в процесі фотосинтезу акумулюють сонячну енергію у вигляді різноманітних органічних сполук. Щоб біосфера могла існувати та розвиватися, їй необхідна енергія. Власних джерел енергії вона не має і може споживати енергію тільки від зовнішніх джерел. Основним джерелом для біосфери є Сонце.У порівнянні з Сонцем, енергетичний внесок інших постачальників (внутрішнє тепло Землі, енергія припливів, випромінювання космосу) у функціонування біосфери мізерно малий (близько 0,5 % від усієї енергії, що надходить у біосферу). Сонячне світло для біосфери є розсіяною променистою енергією електромагнітної природи. Майже 99 % цієї енергії, що надійшла в біосферу, поглинається атмосферою, гідросферою та літосферою, а також бере участь у викликаних нею фізичних та хімічних процесах (рух повітря та води, вивітрювання та ін.). Лише близько 1 % накопичується на первинній ланці її поглинання та передається споживачам вже у концентрованому вигляді. За словами В.І. Вернадського, зелені хлорофільні організми, зелені рослини є головним механізмом біосфери, який уловлює сонячний промінь та створює фотосинтезом хімічні тіла – своєрідні сонячні консерви, енергія яких надалі стає джерелом дієвої хімічної енергії біосфери, а значною мірою – усієї земної кори. Без цього процесу накопичення та передачі енергії живою речовиною неможливо було б розвиток життя на Землі та утворення сучасної біосфери.

Кожен наступний етап розвитку життя супроводжувався більш інтенсивним поглинанням біосферою сонячної енергії. Одночасно наростала енергоємність життєдіяльності організмів у природному середовищі, що змінюється, і завжди накопичення і передачу енергії здійснювало живу речовину. Сучасна біосфера утворилася внаслідок тривалої еволюції під впливом сукупності космічних, геофізичних та геохімічних факторів.Початковим джерелом всіх процесів, що протікали на Землі, було Сонце, але головну роль у становленні та подальшому розвитку біосфери зіграв фотосинтез. Біологічна основа генези біосфери пов'язані з появою організмів здатних використовувати зовнішнє джерело енергії, у разі енергію Сонця, освіти з найпростіших сполук органічних речовин, необхідні життя. Під фотосинтезом розуміється перетворення зеленими рослинами та фотосинтезуючими мікроорганізмами за участю енергії світла та поглинаючих світло пігментів (хлорофіл та ін.) найпростіших сполук (води, вуглекислого газу та мінеральних елементів) у складні органічні речовини, необхідні для життєдіяльності всіх організмів. Процес фотосинтезу протікає в такий спосіб. Фотон сонячного світла взаємодіє з молекулою хлорофілу, що міститься в хлоропласті зеленого листа, внаслідок чого вивільняється електрон одного з атомів. Цей електрон, переміщаючись усередині хлоропласту, реагує з молекулою АДФ, яка, отримавши достатню додаткову енергію, перетворюється на молекулу АТФ - речовини, що є енергоносієм. Збуджена молекула АТФ у живій клітині, що містить воду та діоксид вуглецю, сприяє утворенню молекул цукру та кисню, а сама при цьому втрачає частину енергії та перетворюється знову на молекулу АДФ. В результаті фотосинтезу рослинність земної кулі щорічно засвоює близько 2 млрд т вуглекислого газу та виділяє в атмосферу приблизно 145 млрд т вільного кисню, при цьому утворюється понад 100 млрд т органічної речовини.Якби не життєдіяльність рослин, виключно активні молекули кисню вступили в різні хімічні реакції, і вільний кисень зник би з атмосфери приблизно за 10 тис. років. На жаль, варварське скорочення людиною масивів зеленого покриву планети є реальною загрозою знищення сучасної біосфери. У процесі фотосинтезу одночасно з накопиченням органічної речовини та продукуванням кисню рослини поглинають частину сонячної енергії та утримують її в біосфері. На фотосинтез використовують близько 1 % сонячної енергії, що падає на Землю. Можливо, цей низький показник пов'язаний із малою концентрацією вуглекислого газу в атмосфері та гідросфері. Щорічно фотосинтезуючі організми суші та океану пов'язують близько 3-10 18 кДж сонячної енергії, що приблизно в десять разів більше за ту енергію, яка використовується людством. На відміну від зелених рослин, деякі групи бактерій синтезують органічну речовину не за рахунок сонячної енергії, а за рахунок енергії, що виділяється в процесі реакцій окислення сірчаних і азотних сполук. Цей процес називається хемосинтезом. У порівнянні з фотосинтезом, у накопиченні органічної речовини в біосфері він відіграє мізерну роль. Усередині екосистеми енергія як їжі розподіляється між тваринами. Синтезовані зеленими рослинами та хемобактеріями органічні речовини (цукри, білки та ін.), послідовно переходячи від одних організмів до інших у процесі їх харчування, переносять енергію, що міститься в них. Рослини поїдають рослиноїдні тварини, які, своєю чергою, стають жертвами хижаків тощо.Цей послідовний та впорядкований потік енергії є наслідком енергетичної функції живої речовини у біосфері.

Енергетична функція живої речовини полягає у трансформації понад 99% енергії, що надходить на поверхню Землі від Сонця. Переважно ця енергія йде на хімічні та фізичні процеси у гідросфері, літосфері та атмосфері. На Землі існує лише один процес, коли енергія Сонця зв'язується та запасається (іноді на досить тривалий час) у вигляді енергії органічних сполук – це фотосинтез. Спалюючи вугілля, ми використовуємо сонячну енергію, яку запасли рослини сотні мільйонів років тому. Для сучасної біосфери характерні поклади вугілля та інших органічних речовин, які утворилися в палеозої, мезозої та кайнозої. Окисно-відновна функція тісно пов'язана з енергетичною. Існують мікроорганізми, які у процесі життєдіяльності окислюють чи відновлюють різні сполуки, отримуючи у своїй енергію для життєвих процесів. Велике їх значення освіти багатьох корисних копалин. Наприклад, діяльність залізобактерій з окислення заліза призвела до утворення таких осадових порід, як залізняк; серобактерії, відновлюючи сульфати, утворили родовища сірки. Деструктивна функція. Мінералізація органічних речовин, розкладання відмерлої органіки до простих неорганічних сполук, хімічне розкладання гірських порід, залучення мінералів, що утворилися, в біотичний кругообіг визначає деструктивну (руйнівну) функцію живої речовини. Цю функцію переважно виконують гриби, бактерії.Мертва органічна речовина розкладається до простих неорганічних сполук (вуглекислого газу, води, сірководню, метану, аміаку тощо), які знову використовуються у початковій ланці кругообігу. Цим займається спеціальна група організмів – редуценти (деструктори). Особливо слід сказати про хімічне розкладання гірських порід. Завдяки живій речовині біотичний кругообіг поповнюється мінералами, що вивільняються з літосфери. Наприклад, пліснявий грибок в лабораторних умовах за тиждень вивільняв з вулканічної гірської породи 3% кремнію, що міститься в ній, 11% алюмінію, 59% магнію, 64% заліза. Найсильніший хімічний вплив на гірські породи розчинами цілого комплексу кислот - вугільної, азотної, сірчаної та різноманітних органічних - надають бактерії, синьо-зелені водорості, гриби та лишайники. Розкладаючи з їхньою допомогою ті чи інші мінерали, організми вибірково витягують і включають до біотичного кругообігу найважливіші елементи - кальцій, калій, натрій, фосфор, кремній, мікроелементи. Загальна маса зольних елементів, що щорічно залучається до біотичного кругообігу тільки на суші, становить близько 8 млрд т, що в кілька разів перевищує масу продуктів виверження всіх вулканів світу протягом року. Завдяки життєдіяльності організмів-деструкторів створюється унікальна властивість ґрунтів – їх родючість. Редуцентна функція полягає в тому, що за рахунок життєдіяльності величезної кількості гетеротрофів, переважно грибів, тварин і мікроорганізмів, відбувається робота з розкладання органічних залишків. Органічні сполуки розкладаються до вуглекислого газу, аміаку, води, а анаеробних умовах - ще й до водню і вуглецю.Продукти мінералізації використовуються автотрофами. Так, здійснюється кругообіг речовин у природі. Крім того, у ґрунті частина речовин ароматичної природи, що вивільняються під впливом життєдіяльності мікроорганізмів, знову сконденсується з утворенням складного комплексу сполук – ґрунтового гумусу. Цей процес стимулюється діяльністю багатьох ґрунтових груп гетеротрофів. Гумус є основою родючості ґрунту.

Концентраційна функція. Концентраційна (накопичувальна) функція - вибіркове накопичення певних речовин, розсіяних у природі, - водню, вуглецю, азоту, кисню, кальцію, магнію, натрію, калію, фосфору та багатьох інших, включаючи важкі метали, у живих істотах. Раковини молюсків, панцирі діатомових водоростей, скелети тварин - це приклади прояви концентраційної функції живої речовини. Здатність концентрувати елементи з розбавлених розчинів – це характерна риса живої речовини. Найбільш активними концентраторами багатьох елементів є мікроорганізми. Наприклад, у продуктах життєдіяльності деяких з них порівняно з природним середовищем вміст марганцю збільшено у 1,2 млн разів, заліза – у 65 тис. ванадій – у 420 тис., срібла – у 240 тис. разів. Для побудови своїх кістяків чи покривів морські організми активно концентрують розсіяні мінерали. Так, існують кальцієві (вапняні водорості, молюски, корали, мшанки, голкошкірі тощо) та кремнієві (діатомові водорості, кремнієві губки, радіолярії) організми. На особливу увагу заслуговує здатність морських організмів накопичувати мікроелементи, важкі метали, у тому числі отруйні (ртуть, свинець, миш'як) та радіоактивні елементи.У тілі безхребетних та риб їх концентрація може у сотні тисяч разів перевищувати вміст у морській воді. Внаслідок цього морські організми корисні як джерело мікроелементів, але водночас вживання їх у їжу може загрожувати отруєнням важкими металами або бути небезпечним у зв'язку з підвищеною радіоактивністю. Концентраційна функція полягає в тому, що численні організми наділені здатністю накопичувати, концентрувати в собі певні елементи, незважаючи на надто мізерний вміст їх у навколишньому середовищі. Організми можуть концентрувати у собі кальцій, кремній, натрій, амоній, йод тощо. Відмираючи, вони утворюють поєднання цих речовин. Виникають поклади таких сполук, як вапняки, боксити, фосфорити, осадова залізняк та ін. Багато хто з них людина використовує як корисні копалини. Середоутворююча функція. Жива речовина перетворює фізикохімічні параметри середовища на умови, сприятливі існування організмів. У цьому виявляється ще одна головна функція живої речовини - средоутворююча. Наприклад, ліси регулюють поверхневий стік, збільшують вологість повітря, збагачують атмосферу киснем. Можна сказати, що функція середовищ - спільний результат всіх розглянутих вище функцій живої речовини: енергетична функція забезпечує енергією всі ланки біологічного круговороту (у ході фотосинтезу рослини виконують газову функцію: поглинають вуглекислий газ і виділяють кисень); деструктивна та концентраційна сприяють вилученню з природного середовища та накопиченню розсіяних, але життєво важливих для організмів елементів.Середоутворюючі функції живої речовини створили та підтримують баланс речовини та енергії в біосфері, забезпечуючи стабільність умов існування організмів, у тому числі людини. Водночас жива речовина здатна відновлювати умови проживання, порушені внаслідок природних катастроф чи антропогенного впливу. Ця здатність живої речовини до відновлення сприятливих умов існування полягає в тому, що зміна будь-яких змінних у системі у відповідь на зовнішні збурення відбувається у напрямку компенсації обурень, що виробляються. Теоретично управління аналогічне явище зветься негативних зворотних зв'язків. Завдяки цим зв'язкам система повертається в початковий стан, якщо вироблені обурення не перевищують порогових значень. Наприклад, підвищення вмісту вуглекислого газу атмосфері біосфера відповідає посиленням фотосинтезу, який знижує концентрацію кисню. Отже, стійкість біосфери виявляється явищем не статичним, а динамічним.

Середоутворююча роль живої речовини має хімічний прояв і виявляється у відповідних біогеохімічних функціях, що свідчать про участь живих організмів у хімічних процесах зміни речовинного складу біосфери. У результаті середотворчої функції в географічній оболонці відбулися такі найважливіші події: було перетворено газовий склад первинної атмосфери; змінився хімічний склад вод первинного океану; утворилася товща осадових порід у літосфері; на поверхні суші виник родючий грунтовий покрив (також родючі води океану, річок та озер).Жива речовина виконує такі біогеохімічні функції: газові, концентраційні, окислювально-відновлювальні, біохімічні та біогеохімічні, пов'язані з діяльністю людини. Газова функція жива речовина пов'язана з тим, що багато газів планети мають органічне походження, тобто є продуктами життєдіяльності живих істот. Так, кисень в атмосфері, частку якого припадає 21 %, виділяється в результаті фотосинтезу зеленими рослинами. Накопичення кисню в атмосфері почалося ще до настання палеозою, вміст його, за деякими даними, не перевищує 10% сучасного рівня. Весь вільний кисень в атмосфері оцінюється в 1,6-10 16 г, зелені рослини можуть відтворити його за 10000 років. У верхніх шарах тропосфери під впливом ультрафіолетового випромінювання з кисню утворюється озон. Існування озонового екрану також є наслідком діяльності живої речовини, яка, за словами В.І. Вернадського, «ніби створює собі сферу життя». Вуглекислий газ також є продуктом дихання всіх живих істот планети. Сучасна атмосфера містить 0,3% ССЬ. Зміст СОт в атмосфері раннього періоду розвитку життя був значно вищим. Протягом фансрозою він змінювався у досить широкому діапазоні. Азот може надходити в атмосферу за рахунок процесу денітрифікації (відновлення оксидів азоту до вільного азоту). Цей процес відбувається під дією мікроорганізмів у ґрунтах в анаеробних умовах. До газів органічного походження належить також сірководень, метан та безліч інших летких сполук, створених живою речовиною.Протягом одного дня 1 га ялинового лісу може виділити в атмосферу до 30 кг летких речовин – фітонцидів. Загалом біосфера схожа на гігантський організм, у якому автоматично підтримуються гомеостаз та існують різні зв'язки: енергетичні, хімічні, трофічні, інформаційні. Внаслідок виконання живою речовиною газових біогеохімічних функцій протягом геологічного розвитку Землі склався сучасний хімічний склад атмосфери з унікальним високим вмістом кисню та низьким вмістом вуглекислого газу, а також помірні температурні умови. Однак не весь кисень атмосфери має біогенне походження: 30% його надійшло до повітряного басейну внаслідок дегазації надр. Розглянемо вплив средообразующей функції організмів утримання кисню і вуглекислого газу атмосфері.

Підвищення концентрації кисню в атмосфері викликає «парниковий» ефект та сприяє потеплінню клімату. Вільний кисень виділяється за фотосинтезу. Вперше на Землі масовий розвиток фотосинтезуючих організмів – синьо-зелених водоростей – відбувся 2,5 млрд років тому. Завдяки цьому в атмосфері з'явився кисень, що дало імпульс швидкому розвитку тварин. Однак інтенсивний фотосинтез супроводжувався посиленим споживанням кисню та зменшенням його вмісту в атмосфері. Це призвело до ослаблення «парникового» ефекту, різкого похолодання та першого в історії планети (гуронського) заледеніння.