Biosfera - Biosphere
A biosfera (do grego βίος bíos "vida" e σφαῖρα sphaira "esfera"), também conhecida como ecosfera (do grego οἶκος oîkos "ambiente" e σφαῖρα), é a soma mundial de todos os ecossistemas . Também pode ser denominado zona de vida na Terra . A biosfera é virtualmente um sistema fechado no que diz respeito à matéria , com entradas e saídas mínimas. No que diz respeito à energia , é um sistema aberto, com a fotossíntese captando a energia solar a uma taxa em torno de 130 Terawatts por ano. No entanto, é um sistema auto-regulador próximo do equilíbrio energético. Pela definição biofisiológica mais geral , a biosfera é o sistema ecológico global que integra todos os seres vivos e seus relacionamentos, incluindo sua interação com os elementos da litosfera , criosfera , hidrosfera e atmosfera . A biosfera é postulada como tendo evoluído , começando com um processo de biopoiese (vida criada naturalmente a partir de matéria não viva, como compostos orgânicos simples) ou biogênese (vida criada a partir de matéria viva), pelo menos cerca de 3,5 bilhões de anos atrás.
Em um sentido geral, biosferas são quaisquer sistemas fechados e autorregulados contendo ecossistemas. Isso inclui biosferas artificiais, como Biosfera 2 e BIOS-3 , e potencialmente outras em outros planetas ou luas.
Origem e uso do termo
O termo "biosfera" foi cunhado pelo geólogo Eduard Suess em 1875, que ele definiu como o lugar na superfície da Terra onde a vida habita.
Embora o conceito tenha origem geológica, é uma indicação do efeito de Charles Darwin e Matthew F. Maury nas ciências da Terra . O contexto ecológico da biosfera vem da década de 1920 (ver Vladimir I. Vernadsky ), precedendo a introdução do termo " ecossistema " em 1935 por Sir Arthur Tansley (ver história da ecologia ). Vernadsky definiu a ecologia como a ciência da biosfera. É um conceito interdisciplinar para integrar astronomia , geofísica , meteorologia , biogeografia , evolução , geologia , geoquímica , hidrologia e, em geral, todas as ciências da vida e da Terra.
Definição estreita
Os geoquímicos definem a biosfera como sendo a soma total dos organismos vivos (a " biomassa " ou " biota " referida por biólogos e ecologistas). Nesse sentido, a biosfera é apenas um dos quatro componentes separados do modelo geoquímico, os outros três sendo geosfera , hidrosfera e atmosfera . Quando essas quatro esferas componentes são combinadas em um sistema, ele é conhecido como Ecosfera . Este termo foi cunhado durante a década de 1960 e abrange os componentes biológicos e físicos do planeta.
A Conferência Internacional sobre Sistemas de Vida Fechado Segunda definido biospherics como a ciência e tecnologia de análogos e modelos de Terra biosfera 's; ou seja, biosferas artificiais semelhantes à Terra. Outros podem incluir a criação de biosferas artificiais não terrestres - por exemplo, biosferas centradas no homem ou uma biosfera marciana nativa - como parte do tópico da biosfera.
Biosfera terrestre
Era
As primeiras evidências de vida na Terra incluem grafite biogênica encontrada em rochas metassedimentares de 3,7 bilhões de anos do oeste da Groenlândia e fósseis microbianos encontrados em arenito de 3,48 bilhões de anos da Austrália Ocidental . Mais recentemente, em 2015, "restos de vida biótica " foram encontrados em rochas de 4,1 bilhões de anos no oeste da Austrália. Em 2017, supostos microorganismos fossilizados (ou microfósseis ) foram anunciados como tendo sido descobertos em precipitados de fontes hidrotermais no Cinturão Nuvvuagittuq de Quebec, Canadá, que tinham até 4,28 bilhões de anos, o registro mais antigo de vida na Terra, sugerindo "uma quase instantânea surgimento da vida "após a formação do oceano, 4,4 bilhões de anos atrás , e não muito depois da formação da Terra, 4,54 bilhões de anos atrás. De acordo com o biólogo Stephen Blair Hedges , "Se a vida surgiu relativamente rápido na Terra ... então ela poderia ser comum no universo ."
Extensão
Cada parte do planeta, das calotas polares ao equador , apresenta algum tipo de vida. Avanços recentes na microbiologia demonstraram que os micróbios vivem nas profundezas da superfície terrestre da Terra e que a massa total da vida microbiana nas chamadas "zonas inabitáveis" pode, em biomassa , exceder toda a vida animal e vegetal na superfície. A espessura real da biosfera na Terra é difícil de medir. Os pássaros normalmente voam em altitudes de até 1.800 m (5.900 pés; 1,1 mi) e os peixes vivem até 8.372 m (27.467 pés; 5,202 mi) debaixo d'água na trincheira de Porto Rico .
Existem exemplos mais extremos de vida no planeta: o abutre de Rüppell foi encontrado em altitudes de 11.300 m (37.100 pés; 7,0 milhas); gansos com cabeça de barra migram em altitudes de pelo menos 8.300 m (27.200 pés; 5,2 mi); iaques vivem em altitudes de até 5.400 m (17.700 pés; 3,4 milhas) acima do nível do mar; cabras da montanha vivem até 3.050 m (10.010 pés; 1,90 mi). Animais herbívoros nessas altitudes dependem de líquenes, gramíneas e ervas.
As formas de vida vivem em todas as partes da biosfera da Terra, incluindo solo , fontes termais , dentro de rochas com pelo menos 19 km (12 milhas) de profundidade no subsolo, as partes mais profundas do oceano e pelo menos 64 km (40 milhas) de altura na atmosfera . Observou-se que microrganismos , sob certas condições de teste, sobrevivem ao vácuo do espaço sideral . A quantidade total de carbono bacteriano no solo e no subsolo é estimada em 5 × 10 17 g, ou o "peso do Reino Unido". A massa dos microrganismos procariotos - que inclui bactérias e arquéias, mas não os microrganismos eucariotos nucleados - pode chegar a 0,8 trilhão de toneladas de carbono (da massa total da biosfera , estimada entre 1 e 4 trilhões de toneladas). Micróbios marinhos barofílicos foram encontrados a mais de 10.000 m de profundidade na Fossa das Marianas , o ponto mais profundo dos oceanos da Terra. Na verdade, formas de vida unicelulares foram encontradas na parte mais profunda da Fossa das Marianas, pelo Challenger Deep , a profundidades de 11.034 m (36.201 pés; 6,856 mi). Outros pesquisadores relataram estudos relacionados que os microorganismos prosperam dentro de rochas até 580 m (1.900 pés; 0,36 mi) abaixo do fundo do mar sob 2.590 m (8.500 pés; 1,61 mi) do oceano na costa do noroeste dos Estados Unidos, bem como 2.400 m (7.900 pés; 1,5 mi) abaixo do fundo do mar no Japão. Micróbios termofílicos cultiváveis foram extraídos de núcleos perfurados a mais de 5.000 m (16.000 pés; 3,1 mi) na crosta terrestre na Suécia, de rochas entre 65-75 ° C (149-167 ° F). A temperatura aumenta com o aumento da profundidade na crosta terrestre . A taxa na qual a temperatura aumenta depende de muitos fatores, incluindo tipo de crosta (continental vs. oceânica), tipo de rocha, localização geográfica, etc. A maior temperatura conhecida na qual a vida microbiana pode existir é 122 ° C (252 ° F) ( Methanopyrus kandleri Strain 116), e é provável que o limite da vida na " biosfera profunda " seja definido mais pela temperatura do que pela profundidade absoluta. Em 20 de agosto de 2014, os cientistas confirmaram a existência de microorganismos que vivem 800 m (2.600 pés; 0,50 mi) abaixo do gelo da Antártica . De acordo com um pesquisador, "Você pode encontrar micróbios em todos os lugares - eles são extremamente adaptáveis às condições e sobrevivem onde quer que estejam."
Nossa biosfera é dividida em vários biomas , habitados por flora e fauna bastante semelhantes . Em terra, os biomas são separados principalmente pela latitude . Os biomas terrestres situados nos Círculos Ártico e Antártico são relativamente estéreis de vida vegetal e animal , enquanto a maioria dos biomas mais populosos fica perto do equador .
Variação anual
Biosferas artificiais
Biosferas experimentais, também chamadas de sistemas ecológicos fechados , foram criadas para estudar ecossistemas e o potencial de suporte de vida fora da Terra. Isso inclui espaçonaves e os seguintes laboratórios terrestres:
- Biosfera 2 no Arizona , Estados Unidos, 3,15 acres (13.000 m 2 ).
- BIOS-1, BIOS-2 e BIOS-3 no Instituto de Biofísica em Krasnoyarsk , Sibéria , onde então era a União Soviética .
- Biosphere J (CEEF, Closed Ecology Experiment Facilities), um experimento no Japão .
- Alternativa Micro-Ecológica de Sistema de Suporte de Vida ( MELiSSA ) na Universitat Autònoma de Barcelona
Biosferas extraterrestres
Nenhuma biosfera foi detectada além da Terra; portanto, a existência de biosferas extraterrestres permanece hipotética. A hipótese da Terra rara sugere que eles deveriam ser muito raros, exceto aqueles compostos apenas de vida microbiana . Por outro lado, os análogos da Terra podem ser bastante numerosos, pelo menos na galáxia da Via Láctea , dado o grande número de planetas. Três dos planetas descobertos orbitando TRAPPIST-1 podem conter biosferas. Dada a compreensão limitada da abiogênese , atualmente não se sabe qual porcentagem desses planetas realmente desenvolve biosferas.
Com base nas observações da equipe do Telescópio Espacial Kepler , foi calculado que, desde que a probabilidade de abiogênese seja superior a 1 a 1000, a biosfera alienígena mais próxima deve estar a 100 anos-luz da Terra.
Também é possível que biosferas artificiais sejam criadas no futuro, por exemplo, com a terraformação de Marte .
Veja também
Referências
Leitura adicional
- The Biosphere (A Scientific American Book), São Francisco, WH Freeman and Co., 1970, ISBN 0-7167-0945-7 . Este livro, originalmente a edição de dezembro de 1970 da Scientific American , cobre virtualmente todas as principais preocupações e conceitos desde o debate sobre materiais e recursos energéticos (incluindo energia solar ), tendências populacionais e degradação ambiental (incluindo aquecimento global ).
links externos
- Artigo sobre a Biosfera na Enciclopédia da Terra
- GLOBIO.info , um programa contínuo para mapear os impactos passados, atuais e futuros das atividades humanas na biosfera
- Entrevista com Paul Crutzen , vídeo gratuito do Prêmio Nobel de Paul Crutzen por seu trabalho sobre a decomposição do ozônio conversando com Harry Kroto, Prêmio Nobel da Vega Science Trust.
- Atlas da Biosfera