Biosféra

Existuje niekoľko členení biosféry. Najčastejšie sú za jej hlavné zložky považované:

• ekosféra – časť Zeme s pravidelným a zákonitým výskytom života
• noosféra (technosféra) – časť biosféry, kde sa uplatňuje ľudská činnosť

Najširšie priestorové a funkčné celky biosféry sú biocykly. Rozlišujeme štyri hlavné biocykly a to

• Morský biocyklus
• Terestrický biocyklus
• Limnický biocyklus
• Parazitický biocyklus

Biosféra sa ďalej môže členiť na ekosystémy. Samotná biosféra môže byť tiež považovaná za jediný ekosystém. Rastliny vytvárajú spoločenstvo rastlín, ktoré sa nazýva fytocenóza. Spoločenstvo živočíchov je zoocenóza. Súbor rastlín a živočíchov, v ktorom platia vlastné pravidlá vzájomného spolužitia sa nazýva biocenóza. Ekosystém je vlastne základnou funkčnou jednotkou biocenózy.

Všetky druhy rastlín, živočíchov, mikroorganizmov a húb tvoriacich biosféru sa označujú pojmom biodiverzita. Diverzita je v biosfére rozmiestnená veľmi nerovnomerne. Najviac druhov je sústredených do určitých prostredí. Na súši sú to predovšetkým dažďové lesy tropického pásma, v morskom biocykle sú to najmä teplé moria v oblasti koralových ostrovov. Biologická diverzita klesá smerom k pólom a do vysokých hôr.

Existencia rozmanitej biosféry na Zemi nie je samozrejmá, ale závislá od množstva podporných podmienok. NASA definovala základné kritériá obývateľnosti ako: „väčšie oblasti s tekutou vodou, podmienky umožňujúce vytvorenie komplexných organických molekúl a energetický zdroj pre udržanie metabolizmu“.[1] Z toho vyplýva, že obežná dráha planéty okolo centrálnej hviezdy musí mať správnu vzdialenosť a kvôli udržateľnosti života aj približne kruhový tvar, aby voda nezamrzla alebo sa nevyparila. Táto podmienka býva nazývaná Goldilockov princíp alebo obývateľná zóna.

Takisto je potrebné, aby planéta mala určitú veľkosť, aby bola schopná udržať život podobný nášmu. Nízka gravitácia malých planét totiž neumožňuje udržanie atmosféry. Molekuly dosahujú únikovú rýchlosť a unikajú do vesmíru, k čomu im dopomáha aj slnečný vietor a kolízie. V prípade planét s tenkou atmosférou nie je dostatok hmoty na základnú biochémiu a majú slabú tepelnú izoláciu, zle vedú teplo cez svoj povrch (napríklad Mars je oveľa chladnejší ako Zem a teplotné výkyvy medzi dňom a nocou dosahujú až 80°C), poskytujú slabú ochranu proti meteoroidom a radiácii. V prípade nízkeho atmosferického tlaku nemôže voda existovať v tekutom stave - teplotný rozsah, v ktorom je tekutá, je menší pri nízkom tlaku. Menšie planéty majú tiež vyšší pomer povrchu k objemu a preto majú tendenciu viac vyžarovať a strácať energiu; stávajú sa geologicky mŕtvymi, pričom povrch nie je pomocou vulkánov, zemetrasení a tektonickej aktivity zásobovaný život udržujúcimi materiálmi ani regulátormi teploty, ako sú skleníkové plyny na Zemi (napríklad CO₂). Štúdia z Harward-Smithovho centra pre astrofyziku tvrdí, že veľkosť Zeme pravdepodobne leží na spodnej hranici obývateľnosti. Ak by bola menšia, platňová tektonika by nemohla existovať. Hoci Venuša má 85% hmoty Zeme, žiadnu platňovú tektoniku sa nepodarilo objaviť.[2] Planéty väčšie ako Zem majú naopak už príliš silnú gravitáciu, ktorá má negatívny vplyv na ich obývateľnosť – vyšší tlak zmení vlastnosti atmosféry aj tektonického charakteru planéty.

Existencia biosféry je možná vďaka atmosfére Zeme, ktorá obsahuje dôležité látky pre život a zároveň udržiava vodu na planéte v kvapalnom skupenstve. Z tohto dôvodu a tiež kvôli neustálym výmenám látok a energie s oceánmi je atmosféra nevyhnutná aj pre existenciu striktne morských organizmov. Atmosféra zároveň plní ochrannú funkciu pred kozmickým žiarením a dopadmi menších meteoritov na zemský povrch. Ďalším nevyhnutným predpokladom pre existenciu biosféry sú kolobehy rôznych látok, z ktorých najznámejší je kolobeh vody.