Biosfera

La biosfera è anche conosciuta come l’ecosfera. Può anche essere definito la “Terra”, un sistema chiuso (a parte le radiazioni solari e cosmiche e il calore dall’interno della Terra), e in gran parte auto-regolante. Secondo la definizione biofisica più generale, la biosfera è il sistema ecologico globale che integra tutti gli esseri viventi e le loro relazioni, compresa la loro interazione con la litosfera, la geosfera, l’idrosfera e l’atmosfera. Si ipotizza che la biosfera si sia evoluta da un processo di biopoiesi (vita creata dalla materia vivente), o almeno circa 3,5 miliardi di anni fa.

In senso generale, le biosfere sono sistemi chiusi e autoregolanti che contengono ecosistemi. Ciò include biosfere artificiali come Biosphere 2 e BIOS-3 e potenzialmente altre su pianeti o lune.

Origine e uso del termine
Il termine “biosfera” fu coniato dal geologo Eduard Suess nel 1875, che definì come la superficie terrestre in cui dimora la vita.

Mentre il concetto ha un’origine geologica, è un’indicazione dell’effetto sia di Charles Darwin che di Matthew F. Maury sulle scienze della Terra. Il contesto ecologico della biosfera viene dagli anni ’20 (cfr. Vladimir I. Vernadsky), precedendo l’introduzione nel 1935 del termine “ecosistema” di Sir Arthur Tansley (vedi storia dell’ecologia). Vernadsky definisce l’ecologia come la scienza della biosfera. È un concetto interdisciplinare per integrare l’astronomia, la geofisica, la meteorologia, la biogeografia, l’evoluzione, la geologia, la geochimica, l’idrologia e, in generale, tutte le scienze della vita e della Terra.

Definizione stretta
I geochimici definiscono la biosfera come la somma totale degli organismi viventi (la “biomassa” o “biota”, come indicato dai biologi e dagli ecologisti). In questo senso, la biosfera è una delle quattro componenti distinte del modello geochimico, le altre tre sono la geosfera, l’idrosfera e l’atmosfera. Quando queste quattro sfere componenti sono combinate in un unico sistema, è conosciuta come l’Ecosfera. Questo termine è stato coniato durante gli anni ’60 e comprende sia componenti biologiche che fisiche del pianeta.

La seconda conferenza internazionale sui sistemi a vita chiusa e le biosfere; cioè biosfere artificiali simili alla Terra. Altri possono includere la creazione di una biosfera artificiale non terrestre, ad esempio biosfere centrate sull’uomo o una biosfera locale marziana, come parte del tema della biosfera.

La biosfera terrestre

età
La prima prova della vita sulla Terra include la grafite biogenetica trovata nelle rocce metasedimentarie di 3,9 miliardi di anni fa provenienti dalla Groenlandia occidentale e fossili di resina microbica trovati in arenaria di 3,48 miliardi di anni dall’Australia occidentale. Più recentemente, nel 2015, “resti di vita biotica” sono stati trovati in rocce di 4,1 miliardi di anni nell’Australia occidentale. Nel 2017, i putativi microrganismi fossilizzati (o microfossili) sono stati segnalati come scoperti nei depositi di sfiato idrotermale nella Cintura Nuvvuagittuq del Quebec, in Canada, che aveva circa 4.28 miliardi di anni, dopo la formazione dell’oceano 4,4 miliardi di anni fa, e non molto tempo dopo la formazione della Terra 4,54 miliardi di anni fa. Secondo il biologo Stephen Blair Hedges, “Se la vita sorse relativamente rapidamente sulla Terra … allora potrebbe essere comune nell’universo.”

estensione
Ogni parte del pianeta, dalle calotte polari all’equatore, presenta una vita di qualche tipo. I recenti progressi nella microbiologia hanno dimostrato che i microbi vivono in profondità sotto la superficie terrestre terrestre e che la massa totale della vita microbica nelle cosiddette “zone inabitabili” può, nella biomassa, superare tutta la vita animale e vegetale sulla superficie. Lo spessore effettivo della biosfera è difficile da misurare. Gli uccelli volano tipicamente ad altitudini fino a 1.800 m (5.9 mi) e pesci vivono fino a 8.372 m (27.467 ft. 5.202 mi) sott’acqua nella Fossa di Porto Rico.

Ci sono altri esempi estremi di vita sul pianeta: l’avvoltoio di Ruppell è stato trovato ad un’altitudine di 11.300 m (37.100 piedi; 7.0 mi); le oche con la testa di bar migrano ad altitudini di almeno 8300 m (27.200 piedi; 5,2 miglia); (17.700 piedi; 3.4 mi) sopra il livello del mare; le capre di montagna vivono fino a 3050 m (10,010 piedi). Gli animali erbivori a queste elevazioni dipendono da licheni, erbe ed erbe.

La vita si forma in diretta in ogni parte della biosfera terrestre, compreso il suolo, le sorgenti calde, all’interno di rocce di almeno 19 km (12 mi) in profondità, le parti più profonde dell’oceano e almeno 64 km . I microrganismi, in determinate condizioni di prova, sono stati osservati per sopravvivere al vuoto dello spazio esterno. La quantità totale di carbonio batterico del suolo e del sottosuolo è stimata in 5 × 1017 g, o “peso del Regno Unito”. La massa di microrganismi procarioti – che includono batteri e archaea, ma non l’eucariota nucleato – può arrivare a 0,8 trilioni di tonnellate di carbonio (della massa totale della biosfera, stimata tra 1 e 4 trilioni di tonnellate). I microbi marini barofili sono stati trovati a più di 10.000 m (33.000 piedi, 6.2 mi) nella Fossa delle Marianne, il punto più profondo negli oceani della Terra. Infatti, le forme di vita unicellulari sono state trovate nella parte più profonda della Fossa delle Marianne, dal Challenger Deep, a una profondità di 11.034 m (36.201 ft 6.856 mi). Altri ricercatori hanno riferito che i microrganismi si trovano negli Stati Uniti nordoccidentali, così come 2.400 metri (1.900 piedi 0,36 mi) sotto il fondo del mare sotto 2.590 m (8.500 piedi; 1.61 mi) m (7.900 ft; 1.5 mi) sotto il fondo del mare al largo del Giappone. I microbi termofili coltivati ​​sono stati estratti dai nuclei nell’intervallo di 5.000 m (16.000 ft. 3.1 mi) nella crosta terrestre in Svezia, da rocce tra 65-75 ° C (149-167 ° F). La temperatura aumenta con l’aumentare della profondità nella crosta terrestre. La velocità alla quale la temperatura aumenta dipende da molti fattori, tra cui il tipo di crosta (continentale vs oceanica), il tipo di roccia, la posizione geografica, ecc. La massima temperatura nota a cui può essere la vita microbica è 122 ° C (252 ° F) (ceppo di Methanopyrus kandleri 116) ed è probabile che il limite di durata della biosfera profonda sia definito dalla temperatura piuttosto che dalla profondità assoluta. Il 20 agosto 2014, gli scienziati hanno confermato l’esistenza di microrganismi che vivono a 800 m (2.600 ft 0.50 mi) sotto il ghiaccio dell’Antartide. Secondo un ricercatore, “Puoi trovare microbi ovunque: sono estremamente adattabili alle condizioni e sopravvivono ovunque si trovino.”

La nostra biosfera è divisa in un certo numero di biomi, abitati da una flora e una fauna abbastanza simili. Sulla terra, i biomi sono principalmente dalla latitudine. I biomi terrestri si trovano all’interno dei Circoli artico e antartico, che sono biomi relativamente popolati situati vicino all’equatore.

Distribuzione della vita
Costituisce un sottile strato di dimensioni irregolari, proprio come la densità di biomassa, diversità e produzione primaria è irregolare. È la superficie e il fondo degli oceani e dei mari, dove è sviluppato, dalla superficie dei continenti, e i livelli superficiali della crosta terrestre, dove prospera, a bassa densità, tra i pori e gli interstizi delle rocce .

oceani
Negli oceani sono concentrati nello strato superficiale, zona focale, in cui la luce. La catena trofica inizia qui con fotosintesi che sono per lo più cianobatteri e protisti, di solito unicellulari e planctonici. I fattori limitanti per lo sviluppo della vita sono qui alcuni nutrienti essenziali, come il ferro, che sono scarsi, e la massima produttività che troviamo nei mari freddi e in certe regioni, contigue ai continenti, il fondo del mare. Al di fuori di questi luoghi, le regioni pelagiche (al largo) delle latitudini calde sono deserti biologici, con bassa densità di vita. Gli ecosistemi marini più ricchi e complessi sono, comunque, tropicali, e sono quelli che si sviluppano a una profondità molto bassa, a pochi metri, ricchi di vita bentica, vicino alla riva; L’esempio più chiaro è la barriera corallina.

Oltre alla zona fotonica, c’è una vita marina in ciascuno dei fondali scuri e vasti dell’oceano, che dipende, per la sua nutrizione, dalla materia organica che cade dall’alto, sotto forma di rifiuti e cadaveri. In alcuni luoghi in cui i processi geotettonici producono acque calde, cariche di sali, i principali produttori autotrofi, che ricevono l’energia delle reazioni chimiche basate su substrati inorganici, sono importanti; il tipo di matabolismo che chiamiamo chemosintesi.

Contro certi pregiudizi, la densità media della vita è maggiore nel continente che nell’attuale biosfera; Sebbene l’oceano sia molto più esteso, contiene circa il 50% della produzione primaria totale del pianeta.

continenti
Nel continente della catena trofica, i fotosintetici sono ottenuti dal terreno della stessa struttura con cui sono ancorati, le radici, facendo circolare l’acqua verso il fogliame, dove evaporano. Per questo motivo, il principale fattore limitante è la presenza di acqua nel terreno, che è la temperatura alla quale è più omogenea. e stabile nel tempo.

Per il motivo indicato, la biomassa, la produttività lorda e la diversità ecologica sono distribuiti:

Seguendo un gradiente, con un massimo di equatore e un minimo nelle regioni polari, in correlazione con l’energia disponibile.
Concentrato in tre bande latitudinali estese. Il primo è quello equatoriale, dove le piogge sono prodotte dal fronte intertropicale, che sono di tipo zenitale, si verificano ogni anno o si alternano con una stagione secca. Gli altri due, più o meno simmetrici, coprono le latitudini medie o temperate, dove c’è una maggiore o minore abbondanza di piogge ciclonali, che accompagnano le tempeste.

Tra queste aree umide e la vita densa, ci sono due bande simmetriche di regioni tropicali desertiche o semi-desertiche, dove la biomassa è bassa, la biodiversità è alta. Nelle alte latitudini di entrambi gli emisferi abbiamo, infine, le regioni polari, dove la povertà della vita è spiegata dalla carenza di acqua liquida e dalla mancanza di energia.

Biosfera profonda
Fino a poco tempo fa il livello era impostato come limite per la vita, a pochi metri di profondità, dove si estendono le radici delle piante. Ora abbiamo verificato che non solo i fondali oceanici sono ecosistemi dipendenti da organismi chemoautotrofi, ma questo tipo di vita si estende ai livelli profondi della crosta. È costituito da batteri e archaeidi estremofili, che estraggono energia dai processi chimici inorganici (chemiosintesi). Essi prosperano senza dubbio in luoghi in cui appaiono alcune miscele minerali instabili, che offrono un potenziale di energia chimica; ma la Terra è geologicamente un pianeta ancora vivo, in cui i processi interni continuano a generare costantemente situazioni di quel tipo.

estensione
La biosfera a guaina inizia circa 60 km sopra la superficie terrestre e 5 km sotto la superficie terrestre. Inizia nell’emisfero inferiore della mesosfera, pervade gli strati rimanenti dell’atmosfera terrestre e la parte superiore dell’idrosfera, penetra nella pedosfera e termina nella parte superiore della litosfera, dopo alcuni chilometri nella crosta terrestre. Almeno quando l’attenzione è rivolta ai microrganismi, la biosfera si estende su tutta la superficie della terra, gli oceani e i fondali marini.

Estensione verticale
Secondo le attuali conoscenze, il limite superiore della biosfera terrestre è leggermente al di sopra della stratopausa, nella mesosfera più bassa a 60 km di altitudine. Ci sono ancora alcuni microrganismi nelle fasi permanenti in precedenza. A queste altitudini atmosferiche sfidano le basse temperature che vanno da circa -50 ° C (bassa stratosfera) a circa 0 ° C (bassa mesosfera), così come la quasi totale mancanza di acqua e la forte radiazione ultravioletta, non passano attraverso tutto il loro ciclo vitale così lontano dalla superficie della terra. Invece, dovrebbero solo ruotare su per la superficie terrestre in vari modi e poi rimanere nella stratosfera e nella mesosfera più bassa per qualche tempo.

Sotto la stratosfera si trova la troposfera, il più denso e più basso strato di atmosfera terrestre. A causa delle alte temperature dell’aria, l’effetto serra naturale ed è relativamente basso nelle radiazioni a causa dello strato di ozono stratosferico sopra. Per questi motivi, ci sono habitat di creature terrestri nella troposfera.

Al di sotto della troposfera, da un lato, il fondo della pedosfera e dall’altro, seguono le acque dell’idrosfera. I terreni sono abitati da una varietà di organismi del suolo. Il loro habitat è limitato al fondo della fornitura di acqua del suolo e aria del suolo, con i microrganismi che penetrano nel più profondo. I microorganismi intatti, ma congelati, si trovano ancora in profondità nel permafrost. Nelle acque esistono forme di vita sul fondo e una volta molti metri nel corpo di acqua fangosa. In effetti, c’è una maggiore proporzione della biomassa totale della Terra sotto forma di archaea e batteri nei sedimenti oceanici. Ma i membri più importanti della vita acquatica si mantengono negli strati superiori e pieni di luce dell’acqua di epipelagiale. Oltre a ciò, le densità di specie e individui possono diventare molto piccole. Questo è particolarmente vero per il mare profondo. Tuttavia, la loro fredda oscurità è interrotta da isole e atolli vulcanici, che si ergono sopra la superficie dell’acqua. Il sottomarino, il guyot e il seamount forniscono habitat a molti organismi, alcune di queste montagne sottomarine possono raggiungere l’epipelagiale. Visto in tutto il mondo, i seamount si verificano molto frequentemente e occupano un’area dell’Europa. Collettivamente, è probabile che siano uno dei principali biomi principali. A seconda della profondità dell’acqua, isole vulcaniche, atolli, montagne sottomarine e guyot possono trovare diverse comunità che interrompono la vita nel deserto del mare profondo in questo modo.

Sotto i terreni e i corsi d’acqua fangosi, le rocce della litosfera si uniscono. Qui sono state trovate grotte contenenti semplici ecosistemi di grotte costituite da microrganismi e alcuni organismi multicellulari. Tutte le altre comunità della litosfera sono costituite esclusivamente da microrganismi. Alcuni vivono in depositi di petrolio, giacimenti di carbone, idrati di gas, in falde acquifere profonde o in pori fini direttamente nella roccia fresca. Inoltre, almeno alcune fasi microbiche a lungo termine si verificano anche nelle cupole di sale. Si può presumere che la biosfera sia abbassata fino alla profondità della temperatura ambientale che sale geotermicamente sopra i 150 ° C. A questa temperatura, dovrebbe diventare troppo calda anche per i microbi ipertermofili. Come regola generale, si presume che la temperatura ambiente aumenti di 3 ° C per 100 metri di profondità. Pertanto, la biosfera dovrebbe finire in circa 5 km di profondità di litosfera. Tuttavia, ci sono forti deviazioni regionali da questa regola empirica.

Gli ecosistemi microbici si possono trovare anche nei laghi subglaciali, completamente isolati dall’ambiente dal ghiaccio glaciale sovrapposto. I microrganismi si trovano anche nel ghiaccio del ghiacciaio stesso. Non è chiaro fino a che punto sopravvivono o dimostrano processi di vita attiva lì.

Estensione orizzontale
Gli esseri viventi non si distribuiscono equamente sulla biosfera. Innanzitutto, ci sono biomi con grandi specie e densità individuali. Questi includono, ad esempio, le foreste pluviali tropicali e le barriere coralline. D’altra parte, ci sono anche aree con vita microscopica limitata macroscopica e limitata. Questi includono deserti freddi e deserti aridi nelle campagne e fondali marini degli oceani dei mari profondi senza luce e freddo (Bathyal, Abyssal, Hadal). Tuttavia, all’interno delle aree desertiche sparse aree interne di maggiore biodiversità: oasi d’acqua nei deserti aridi, fenomeni post-vulcanici (sorgenti termali, solfatars, fumarole, mofette) nei deserti freddi, così come fonti idrotermali (Black Smokers, White Smokers ), e fonti di metano (Cold Seeps), su fondali profondi,

costruzione
Solo un sottile involucro della terra è spazio di vita. Misurata dal volume totale della terra, la biosfera ha solo un volume molto piccolo. Per gli organismi terrestri hanno alcune pretese sul loro ambiente abiotico. La maggior parte delle parti del mondo non può soddisfare le richieste.

Le affermazioni degli esseri viventi iniziano con il requisito di spazio. Possono stare solo nelle loro stanze. Se stai cercando un posto dove stare, questo è il posto che fa per te. Quali opzioni sono adatte per la vita. Ad esempio, gli alberi hanno bisogno di spazio di sradicamento e di siti tang per il fondale marino, mentre il fitoplancton sta già andando d’accordo con il corpo idrico libero. L’ubicazione può essere cambiata stagionalmente e in base all’età.

Esempio: gli albatros re adulti hanno bisogno di spazio per le ali di tre metri di larghezza. Vagano per i bassi strati d’aria sopra l’oceano aperto. Ci sono soprattutto polpi catturati, bere acqua di mare, dormire nell’aria o galleggiare sulla superficie del mare. Le nidiate di alghe reali non hanno bisogno di solide opportunità di insediamento. Tuttavia, questo cambia stagionalmente. Perché volano sulla terraferma ogni due anni. Lì si vantano, occupano un terreno fertile, incubano un uovo per 79 giorni e proteggono gli uccelli giovani indifesi nelle prime cinque settimane di vita. In seguito, i genitori voleranno di nuovo al mare. Tuttavia, ritornano a intervalli irregolari nel luogo di riproduzione per nutrire i giovani uccelli. I giovani uccelli devono perseverare sulla terra,

Inoltre, gli eco-fattori abiotici (fisio-sistema, posizione) devono spostarsi in larghezze di banda che sono tollerabili nelle forme di vita terrene. Ciò si applica in modo eccezionale per fornire energia termica e acqua a valle e altri eco-fattori abiotici. Inoltre, l’ubicazione deve essere assicurata dalla nutrizione degli esseri viventi. Gli organismi autotrofi devono avere nutrienti sufficienti e organismi eterotrofi.

Nel corso della storia della Terra, le forme di vita si sono evolute in dimensioni corporee, metodi di insediamento, Physiosystemansprüche e diete molto diversi. Ora, le stesse condizioni non prevalgono ovunque all’interno della biosfera. Quindi nessuna cosa vivente si verifica in tutti i luoghi della biosfera. Le forme di vita con adattamenti simili o complementari si trovano insieme nella stessa posizione. Insieme formano ecoregioni (Eu-bioma) ed ecozoni (zonobiomi).

La posizione della terraferma dipende dal clima. Il clima dipende dal grado di latitudine (→ zone di illuminazione), dalla distanza dal mare (→ oceanicità / continentalità) e possibilmente dalle alte montagne che impediscono le precipitazioni (→ ghiacciaio climatico). Complessivamente, gli ecozones girano approssimativamente in senso ampio.

La posizione degli ecozoni degli oceani (regni) dipende dalla temperatura dell’acqua in prossimità della superficie. Va anche tenuto presente che per gli organismi marini, le sponde continentali o la vastità degli oceani sono barriere che limitano la loro diffusione. Un totale di dodici eco-zone marine si distinguono in tutto il mondo. All’interno di un’ecologia marina, le ecoregioni del deserto sono accanto a ecoregioni di grande abbondanza organismica. Questo perché le stesse condizioni trofiche non prevalgono ovunque negli oceani: il fitoplancton può prosperare ampiamente solo in sezioni del mare con una ricca offerta di materiali da costruzione. Il fitoplancton si trova alla base delle reti di cibo marino, ci sono anche forme di vita marina particolarmente numerose. Le aree marine con alte concentrazioni di materiali da costruzione sono aree di risalita in cui acque profonde ricche di edifici raggiungono la superficie dell’acqua. Grandi quantità di runot possono produrre un effetto simile (pompa balena).

Struttura organismica
La dimensione della biosfera è determinata principalmente da microrganismi. Ai confini esterni della biosfera si trovano solo stadi permanenti di microbi, che sono immuni da condizioni inospitali. Questo vale per la mesosfera e la stratosfera, nonché per i terreni di permafrost, le cupole saline e il ghiaccio glaciale profondo. Ma anche all’interno dei confini della biosfera, molti ecosistemi possono essere trovati esclusivamente di microrganismi. Questo vale per tutte le comunità all’interno della litosfera, vale a dire i depositi di petrolio greggio, idrati di carbone e gas così come le falde acquifere profonde, i sedimenti più profondi dell’oceano e per gli ecosistemi in semplice roccia solida. Inoltre, i microrganismi occupano tutte le stanze che sono anche abitate da organismi multicellulari. Vivono anche su e in questi metaboli, sulla pelle e sulla rizosfera, sulle foglie e nei tratti digestivi. La biosfera terrestre si rivela ovunque una sfera di microrganismi, specialmente nelle sue aree più estreme. In confronto, l’habitat del metabonomo appare molto limitato.

Costruzione trofica
A rigor di termini, la biosfera è costituita da molti ecosistemi che sono più o meno strettamente interconnessi. In ogni ecosistema, gli esseri viventi soddisfano una delle tre diverse funzioni trofiche: i produttori primari, chiamati anche autotrofi, costruiscono biomassa da materiali da costruzione a bassa energia. Questa biomassa viene quindi consumata dai consumatori. Durante la produzione e il consumo, vengono raccolte grandi quantità di materiale di scarto. Gli scarti dell’inventario provengono da organismi della terza funzione trofica, i Destruenten, estratti con materiali da costruzione a bassa energia. I materiali da costruzione possono essere riutilizzati dai produttori primari per costruire nuove biomasse.

L’esistenza di consumatori e distruttori dipende dalla presenza di produttori primari. Gli ecosistemi completi possono essere trovati solo in luoghi in cui i produttori primari trovano condizioni di vita adeguate. Questo alla fine si applica all’intera biosfera. L’estensione e l’esistenza dell’intera biosfera è spazio-temporale.

I più importanti e importanti produttori primari della biosfera terrestre sono gli organismi fotoautotrofi. Fanno funzionare la fotosintesi per produrre la loro biomassa da materiali da costruzione a bassa energia con l’aiuto della luce. Tra i più noti organismi fotoautotrofi figurano le piante terrestri e le alghe (→ organismi fototrofici), dove oltre il 99% della biomassa vegetale totale è prodotta da piante terrestri. La produzione primaria fotoautotrofica degli oceani viene effettuata principalmente da aptofiti e cianobatteri non calcificanti.

Gli organismi fotoautotrofi sono alla base di molti ecosistemi terrestri. La biosfera mostra i suoi ecosistemi più ricchi di specie e individuali in luoghi in cui possono esistere piante o altre forme di vita fotoautotrofe. In campagna, in luoghi dove arriva la luce del giorno, ma al di fuori dei deserti freddi, al di fuori dei deserti aridi e al di sotto del livello di altitudine nivalen. Nell’acqua nella zona eufotica dell’epipelagiale.

Sono completamente indipendenti dalla biomassa generata da fotoautotrofi o stanno diventando completamente indipendenti dai loro produttori primari fototrofi. Alla base di tali ecosistemi completamente indipendenti dalla luce sono quindi i produttori primari chemoautotropici. Anche gli organismi chemoautotropici coltivano la loro biomassa da materiali da costruzione a bassa energia. Guadagnano l’energia necessaria dalla luce, ma da certe reazioni chimiche. Gli ecosistemi che si basano su produttori primari chemoautotrophic includono idrotermali profondi (fumatori neri, fumatori bianchi), filtrazioni fredde, laghi subglaciali, caverne completamente isolate dal mondo esterno e vari ecosistemi microbici profondi nel substrato roccioso (→ Endoliti).

Tuttavia, la biosfera comprende anche spazi che non sono direttamente associati agli ecosistemi fotoautotrofi o chemoautotrofi. Invece, si trovano tra e al di fuori di loro. A causa delle condizioni di vita sfavorevoli, le camere non possono essere colonizzate da produttori primari. Tuttavia, queste aree inospitali possono essere rilevate dai consumatori, che poi ritornano agli ecosistemi mantenuti autotrofi.

Esempio: molti uccelli migratori passano attraverso i loro habitat con una vita autotrofica estremamente scarsa sulle loro migrazioni annuali. Così cicogne bianche volano attraverso il deserto asciutto del Sahara. Le oche a strisce attraversano la cresta principale priva di vegetazione dell’Himalaya. Tuttavia, entrambe le specie di uccelli nel loro inverno e aree di riproduzione di nuovo in habitat abitati da piante. Quindi restano solo temporaneamente al di fuori degli ecosistemi gestiti da fotoautotrofi.

La migrazione verticale è simile a una migrazione annuale degli uccelli: a seconda dell’ora del giorno, molti organismi acquatici migrano avanti e indietro tra l’epipelagico e gli strati sottostanti di acqua sottostante. Alcuni membri del fitoplancton migrano di notte per acquistare materiali da costruzione negli strati più profondi dell’acqua. All’alba, ritornano sulla superficie dell’acqua. Allo stesso tempo c’è un movimento opposto di zooplancton e alcuni animali più grandi. Nuotano al riparo dell’oscurità sulla superficie dell’acqua per fare preda, e tornano alla profondità per essere al sicuro anche dai più grandi predatori.

Inoltre, i rifiuti provenienti dagli ecosistemi mantenuti autotrofi stanno costantemente defluendo. I rifiuti possono essere riciclati dai distruttori oltre i limiti effettivi di quegli ecosistemi. In questo modo, gli ecosistemi possono emergere – e quindi espandere la biosfera – direttamente sugli attuali produttori primari, ma sui rifiuti. Esempi tipici di tali ecosistemi sono i terreni, che sono soggetti a una costante diversità di popolazioni viventi terrestri. Ma anche i corpi idrici e gli strati d’acqua più profondi al di sotto della zona eufotica, per smaltire le scorte d’inventario giù dall’epipelagiale e dalle rive. Particolarmente degni di nota sono le balene: le balene morte affondano nel fondo del mare e trasportano grandi quantità di rifiuti utilizzabili per gli abitanti delle profondità marine. I camminatori fungono anche da stazioni intermedie per gli organismi di acque profonde sulle loro migrazioni tra gli ecosistemi a base di chemoautotrofi delle sorgenti idrotermali (fumatori) e metano ampiamente diffuse (infiltrazioni di acqua fredda). La riduzione dei rifiuti marini avviene alle tariffe più basse anche nelle zone più povere di ossigeno. Oltre ai terreni e ai corpi idrici lontani, molte grotte sono tra gli ecosistemi basati sui rifiuti, per quanto riguarda il mondo esterno. Nelle caverne c’è un sacco di soldi.

Biosfere artificiali
Le biosfere sperimentali, chiamate anche sistemi ecologici chiusi, sono state create per studiare gli ecosistemi e sostenere la vita al di fuori della terra. Questi includono veicoli spaziali e i seguenti laboratori terrestri:

Biosfera 2 in Arizona, Stati Uniti, 3.15 acri (13.000 m2).
BIOS-1, BIOS-2 e BIOS-3 presso l’Istituto di Biofisica di Krasnoyarsk, in Siberia, in quella che allora era l’Unione Sovietica.
Biosphere J (Closed Ecology Experiment Facility), un esperimento in Giappone.
Alternativa al sistema di supporto vitale micro-ecologico (MELISSA) presso l’Universitat Autònoma di Barcellona

Biosfere extraterrestri
Nessuna biosfera è stata rilevata al di fuori della Terra; Pertanto, l’esistenza delle biosfere extraterrestri rimane ipotetica. La rara ipotesi della Terra suggerisce che dovrebbero essere molto rari. D’altra parte, gli analoghi della Terra possono essere piuttosto numerosi, almeno nella galassia della Via Lattea, dato il gran numero di pianeti. Tre dei pianeti scoperti che orbitano su TRAPPIST-1 potrebbero contenere biosfere. Data una comprensione limitata dell’aliogenesi, non è attualmente noto quale percentuale di questi pianeti effettivamente sviluppi biosfere.

Sulla base delle osservazioni del team Kepler Space Telescope, è stato calcolato che la probabilità di abiogenesi è superiore a 1 a 1000, e la biosfera aliena più vicina dovrebbe essere a 100 anni luce dalla Terra.

È anche possibile che le biosfere artificiali verranno create durante il futuro, per esempio su Marte. Il processo di creazione di un sistema non trattato che imita la biosfera della Terra è chiamato terraformazione.