Biosfera

La biosfera è definita in biologia come l'insieme delle zone della Terra in cui le condizioni ambientali permettono lo sviluppo della vita, cioè l'insieme di tutti gli ecosistemi,^[1]^[2] da non confondersi con l'ecosfera, definita in ecologia come la porzione di atmosfera che ha condizioni favorevoli alla vita^[3]. Queste zone in cui si sviluppa la vita, che si pensa sia nata almeno 3,5 miliardi di anni fa, includono la porzione esterna della litosfera (suolo e parte del sottosuolo), l'idrosfera (le acque marine, lacustri e fluviali), ed i primi strati dell'atmosfera (fino a un'altitudine di circa 10 km).

Immagine della biosfera ottenuta dalla combinazione dei dati provenienti da due diversi satelliti. Mostra per la prima volta il potenziale produttivo della biomassa vegetativa della Terra. I dati sono stati raccolti dal novembre 1978 al giugno 1980.

Comprendendo quindi nella biosfera le profondità oceaniche e i primi strati dell'atmosfera si raggiunge uno spessore massimo di circa 20 km, che, confrontato col raggio terrestre, di circa 6371 km appare ben poca cosa (In proporzione meno dello spessore della buccia di una mela rispetto alla dimensione della mela intera). Tale spazio limitato nel quale l'uomo e le altre specie possono vivere rende la biosfera estremamente preziosa e delicata.

Struttura della biosfera e relativi fenomeniModifica

Lo stesso argomento in dettaglio: Biomi e Cicli biogeochimici.

Uno dei tanti sistemi di classificazione dei biomi terrestri

Foresta pluviale temperata

Foresta pluviale tropicale

Foresta e macchia mediterranea

Giungla

Deserto sabbioso

Deserto roccioso

Deserto semiarido

Steppa arida

Savana erbosa

Savana alberata

Foresta subtropicale secca

Tundra alpina

Vegetazione alpina

L'elevato livello di organizzazione e di complessità della biosfera è dovuto al fatto che questa si è generata con la nascita della Terra stessa ed ha subito modifiche per tempi lunghissimi, misurabili in ere geologiche, e per tutto questo periodo il Sole ha continuato a mandare le sue radiazioni sulla superficie del nostro pianeta.

La biosfera, vista come sistema, ha scambi importanti di materia solo con l'interno della Terra (cicli biogeochimici). Gli apporti esterni sono quantitativamente molto limitati (meteore e meteoriti). Nella biosfera quindi sono individuabili un flusso di energia ed un ciclo della materia. Il flusso di energia, sempre rinnovato, arriva dal Sole e passa attraverso tutti i livelli biologici ed i fattori ambientali, permettendo il mantenimento della vita come la conosciamo.

La quantità di materia presente sulla Terra, e quindi nella biosfera, invece è sostanzialmente stabile, e non è soggetta a nuove e continue immissioni. Come conseguenza i singoli atomi degli elementi chimici vengono continuamente combinati nei composti, sempre più complessi, e tali molecole complesse vengono continuamente degradate e ridotte a elementi semplici, in un ciclo della materia senza fine.

La biosfera può essere scomposta in macro-unità caratterizzate da uniformità di condizioni del clima, in cui si sono adattate una flora e una fauna specifiche, definite biomi, i quali a loro volta possono essere scomposti in micro-unità chiamate ecosistemi. L'orientamento scientifico contemporaneo, invece, non segue questa logica e inserisce gli ecosistemi in una sequenza che fa capo ai principi dell'ecologia ed è quindi sorretta dalla teoria dei sistemi.

Ciclo del carbonio

Condizioni che permettono la sopravvivenzaModifica

La vita esistente oggi sulla Terra è resa possibile da alcune condizioni eccezionali. Tali condizioni, che non si possono escludere per altri pianeti o corpi celesti nell'universo, sono però uniche, nel loro insieme, nel sistema solare.

radiazione solare, intesa come luce visibile ma anche nel suo complesso di radiazioni di varie lunghezza d'onda ed intensità
campo magnetico terrestre^[4], che crea una barriera al cosiddetto vento solare
presenza di una atmosfera, che protegge da radiazioni e meteoriti, conseguenza del campo magnetico e di altre condizioni
presenza di elementi e composti chimici per la costruzione dei corpi e per lo svolgimento dei processi vitali.
temperatura idonea al mantenimento delle strutture terziarie e quaternarie delle proteine
presenza di acqua, componente essenziale di ogni organismo vivente. L'acqua, sulla Terra, grazie alle condizioni di temperatura presenti, si trova nei tre stati di aggregazione (stato gassoso: vapore acqueo, stato liquido: acqua, stato solido: ghiaccio, neve, brina)
presenza di un satellite (Luna) che permette di controllare le maree e altro

Eruzione vulcanica con immissione nell'atmosfera di grandi quantità di polveri e gas

Le condizioni viste sopra hanno permesso la formazione della vita sulla Terra (con modalità ancora non pienamente chiarite) e ne permettono oggi il suo mantenimento. Occorre considerare inoltre che tutte quelle condizioni interagiscono tra loro, e che, dalla formazione del pianeta, cioè da circa 4,5 miliardi di anni fa ad oggi, molte sono anche mutate in modo sensibile. Non bisogna poi dimenticare le influenze significative che si hanno anche da altri fattori. Ad esempio dai movimenti dell'acqua (correnti oceaniche, ciclo dell'acqua) o dai suoi depositi nel sottosuolo e nelle calotte polari e nei grandi ghiacciai. Oppure dai movimenti dell'atmosfera, legati magari alle stagioni (venti di varia natura e aspetti climatici atmosferici). L'effetto delle posizioni reciproche e dei movimenti della Terra della Luna e del Sole. L'effetto delle attività vulcaniche, con l'immissione nell'atmosfera di grandi quantità di polveri e gas. L'effetto, infine, dei viventi stessi, in particolare degli organismi che svolgono la fotosintesi clorofilliana (piante inferiori, specialmente alghe negli oceani, e superiori), con l'immissione in atmosfera di grandi quantità di ossigeno.

Modifiche naturali e antropicheModifica

Lo stesso argomento in dettaglio: Antropocene.

Le profonde modifiche geologiche e climatiche della biosfera avvenute durante la storia del pianeta hanno influito profondamente sugli ecosistemi e sugli organismi viventi, determinando processi evolutivi ed estinzioni di moltissime specie viventi.

Un'accelerazione di queste modifiche di origine antropica è causata dallo sviluppo della popolazione umana. La specie umana, in natura, ha saputo conquistare una posizione di predominio su tutte le altre specie viventi e, pur rimanendo soggetta alle leggi di natura, si è diffusa in modo mai avvenuto nella storia ed ha indotto modifiche ambientali profonde con la sua cultura e la sua tecnologia. I grandi cambiamenti sono in atto in particolare dalla fine del XIX secolo, ed hanno influenze sulle condizioni ambientali e climatiche.

I principali fattori antropici che influiscono sulla biosfera sono:

Disboscamento in Bolivia

Urbanizzazione nel porto di Stettino, in Polonia

la crescita demografica;
la distruzione o l'inquinamento del plancton;
il disboscamento;
l'urbanizzazione;
l'agricoltura;
l'industrializzazione;
lo sfruttamento delle risorse, in particolare dei combustibili fossili e delle materie prime rare.

Una delle conseguenze più negative è l'inquinamento e l'incremento della CO₂ atmosferica.

Studio della biosferaModifica

L'astronauta Russell Schweickart, intervistato riguardo la missione Apollo 9, disse:

(EN) «On that small blue and white planet below is everything that means anything to you: all of history and music, poetry and art, death and birth, love, tears, joy and games... All on that little spot in the cosmos. National boundaries and human artifacts no longer seem real; only the biosphere, whole and home of life.»	(IT) «Su quel piccolo pianeta blu e bianco là sotto c'è tutto ciò che ha significato per te: tutta la storia e la musica, la poesia e l'arte, la morte e la nascita, l'amore, le lacrime, la gioia e i giochi... Tutto su quel piccolo punto nel cosmo. I confini nazionali e i manufatti umani non sembrano più reali; solo la biosfera, intera e casa della vita.»
(Russell Schweickart, intervista riguardo la missione Apollo 9 ^[5])

La biosfera viene studiata anche dallo spazio, grazie all'utilizzo di satelliti artificiali dotati di tecnologie di telerilevamento.^[6]

NoteModifica

^ Campbell et al. (2006), p. 581
^ (EN) National Geographic Society, biosphere, su National Geographic Society, 24 giugno 2011. URL consultato il 22 ottobre 2021.
^ ecosfera: significato e definizione - Dizionari, su ecosfera: significato e definizione - Dizionari - La Repubblica. URL consultato il 21 ottobre 2021.
^ Annali di Matematica Pura ed Applicata, Sull'influenza del campo magnetico terrestre nei fenomeni d'interazione fra onde elettromagnetiche, Volume 80, Number 1 / December, 1968.
^ (EN) Richard Rhodes, Visions Of Technology: A Century Of Vital Debate About Machines Systems and the Human World, Simon and Schuster, 18 settembre 2012, pp. 264-265, ISBN 978-1-4391-2955-5. URL consultato il 21 ottobre 2021.
^ (EN) Michel M. Verstraete, Bernard Pinty e Ranga Myneni, Understanding the biosphere from space: Strategies to exploit remote sensing data, in CNES, Proceedings of 6th International Symposium on Physical Measurements and Signatures in Remote Sensing, 1º gennaio 1994. URL consultato il 22 ottobre 2021.

BibliografiaModifica

Andrea Masullo, La Sfida del Bruco, Quando l'economia supera i limiti della biosfera, Franco Muzzio Editore, 2008. Prefazione di Serge Latouche;
Eugene P. Odum, Basi di Ecologia, Piccin - Nuova Libraria, 1988, ISBN 978-88-299-0625-3.
Neil Campbell, Jane Reece, Lawrence Mitchell e Martha Taylor, Immagini della biologia. La cellula, L'ereditarietà e l'evoluzione, Il corpo umano, L'ecologia, traduzione di Cristina Cvazzuti, Laura Bortolotti, Marika De Acetis e Monica Carabella, 2. ed, Zanichelli, 2006, ISBN 88-08-13756-2, OCLC 1261096199.