生物圈

生物圈（源自希腊语 βίος bíos life 和 σφαῖρα sphaira sphere），也称为生态圈（源自希腊语 οἶκος oîkos environment 和 σφαῖρα），是世界范围内所有生态系统的总和。 它也可以称为地球上的生命带。 生物圈（技术上是一个球壳）实际上是一个封闭的物质系统，输入和输出最少。 在能源方面，它是一个开放系统，光合作用以每年约 130 太瓦的速度捕获太阳能。 然而，它是一个接近能量平衡的自我调节系统。 根据最一般的生物生理学定义，生物圈是整合所有生物及其关系的全球生态系统，包括它们与岩石圈、冰冻圈、水圈和大气层元素的相互作用。 生物圈被假定已经进化，从至少大约 35 亿年前的生物生成过程（生命从非生命物质自然创造，例如简单的有机化合物）或生物发生（生命从活物质创造）开始。

在一般意义上，生物圈是任何包含生态系统的封闭的、自我调节的系统。 这包括人造生物圈，例如生物圈 2 和 BIOS-3，以及其他行星或卫星上的潜在生物圈。

生物圈一词是地质学家 Eduard Suess 于 1875 年创造的，他将其定义为地球表面生命栖息的地方。

虽然这个概念有地质起源，但它表明了查尔斯·达尔文和马修·F·莫里对地球科学的影响。 生物圈的生态背景来自 1920 年代（见 Vladimir I. Vernadsky），早于 1935 年 Arthur Tansley 爵士引入生态系统一词（见生态史）。 Vernadsky 将生态学定义为生物圈的科学。 它是一个综合了天文学、地球物理学、气象学、生物地理学、进化论、地质学、地球化学、水文学以及一般而言所有生命科学和地球科学的跨学科概念。

地球上存在生命的最早证据包括在西格陵兰 37 亿年前的变质沉积岩中发现的生物石墨和在西澳大利亚 34.8 亿年前的砂岩中发现的微生物垫化石。 最近，在 2015 年，在西澳大利亚 41 亿年前的岩石中发现了生物生命的遗迹。 2017 年，据宣布在加拿大魁北克省 Nuvvuagittuq 带的热液喷口沉淀物中发现了推定的微生物化石（或微化石），这些沉淀物已有 42.8 亿年历史，是地球上最古老的生命记录，表明几乎是瞬间出现的 44 亿年前海洋形成后的生命，以及 45.4 亿年前地球形成后不久的生命。 根据生物学家 Stephen Blair Hedges 的说法，如果生命在地球上出现得相对较快……那么它可能在宇宙中很常见。

地球的每一部分，从极地冰盖到赤道，都有某种生命存在。 微生物学的最新进展表明，微生物生活在地球陆地表面的深处，在所谓的不适宜居住的地区，微生物生命的总质量，以生物量计算，可能超过地表所有动植物生命。 地球上生物圈的实际厚度很难测量。 鸟类通常在高达 1,800 米（5,900 英尺；1.1 英里）的高空飞行，鱼类在波多黎各海沟的水下生活高达 8,372 米（27,467 英尺；5.202 英里）。

地球上的生命还有更极端的例子：在海拔 11,300 米（37,100 英尺；7.0 英里）处发现了鲁佩尔秃鹫； 斑头雁在至少 8,300 米（27,200 英尺；5.2 英里）的海拔高度迁徙； 牦牛生活在海拔高达 5,400 米（17,700 英尺；3.4 英里）的地方； 山羊的寿命可达 3,050 米（10,010 英尺；1.90 英里）。 这些海拔高度的食草动物依赖地衣、草和药草。