BiosfeerDe biosfeer is het gedeelte van de Aarde waar
leven mogelijk is en bevindt zich in de
hydrosfeer, de
atmosfeer en de
lithosfeer.
Deze samengestelde afbeelding geeft een indicatie van de grootte en de distributie van de primaire productie over de hele wereld, zowel in de oceanen (mg/m3 chlorofyl a) en op het land (genormaliseerde index van het verschil in de vegetatie).
De biosfeer is het leefgebied van alle aardse organismen; in de vaste aardbodem is de biosfeer met uitzondering van bacteriën enkele meters diep, in de lucht is hij acht kilometer hoog tot waar er voldoende zuurstof is, en in het water strekt hij zich uit tot op zeer grote diepten van soms 11 km (in
diepzeetroggen).
De Aarde absorbeert 70% van het zonlicht, voornamelijk door de atmosfeer en het aardoppervlak. 1% hiervan wordt opgenomen door planten en wieren via de
fotosynthese. De overige 30% wordt gereflecteerd. De zon is een grote bol bestaande uit
waterstofgas. Door
kernfusies wordt dit gas omgezet in
helium en tijdens de omzetting komt er enorm veel energie onder de vorm van straling vrij. De
zonneconstante bedraagt zo'n 8,6 kJ/cm²/minuut of 1360,8 ± 0,5
W/m².
Waarom warmt de Aarde dan niet op bij zo'n grote absorptie van zonlicht? De geabsorbeerde energie blijft immers slechts tijdelijk op Aarde. Wat op de Aarde terechtkomt is zonne-energie. De Aarde geeft deze energie onder de vorm van warmte weer af. Alleen in fossiele brandstoffen kan de energie miljoenen jaren blijven. De biosfeer kan bijgevolg niet functioneren zonder zonne-energie.
ProductiviteitProducenten vormen uit twee eenvoudige anorganische stoffen één complexe organische stof: CO
2 (
koolstofdioxide) en H
2O (water) worden fotosynthetisch omgevormd tot
glucose en
zuurstof. Dit noemt men de planten
biomassa en wordt uitgedrukt in kJ/m² of kg/m². Voor 1 gram plantenbiomassa is 17 kJ zonne-energie nodig.
KringlopenIn en op de Aarde vinden verschillende
biogeochemische kringlopen plaats, zoals de
koolstofkringloop,
stikstofkringloop en de
waterkringloop. De rol van de geologie hierin is voornamelijk de
verwering en het vervolgens afspoelen in
sedimenten (de afzetting).
Biologisch zorgen planten en dieren voor uitwerpselen en ander afval die dan in de bodem geraken met regenwater, bodemdiertjes en micro-organismen. Enkele chemische processen die een rol spelen, bijvoorbeeld in de
stikstofkringloop zijn de
stikstoffixatie, de
nitrificatie en de
denitrificatie.