生物圏とは、生命が存在するすべての生態系の総体を指します。それは、深海の海溝から大気圏下層部、極地の氷から温泉まで、広範囲に広がっています。この用語は、1875年に地質学者のエドゥアルト・ズースによって造語され、ウラジーミル・ヴェルナツキーによって広く知られるようになりました。ヴェルナツキーは、生物は地質学と同様に地球の化学組成を形作ると主張しました。生物圏は単なる場所ではなく、システムです。生物は栄養分を吸収し、ガスを放出し、周囲の土壌、水、空気を変化させます。

地球は、生物圏が存在することが知られている唯一の惑星です。その境界は、生命が耐えられる条件、すなわち温度、圧力、水、放射線によって定められています。これらの限界を超えると、生命は停止します。しかし、その限界内では、生命は驚くべき形で繁栄しています。細菌は地下数キロメートルの岩石の中に生息し、チューブワームは熱水噴出孔の周りに群生し、地衣類は南極の岩石上で生き延びています。生物圏は、大気圏、水圏、地圏と相互作用しています。炭素はこれら4つの圏すべてを循環し、窒素、リン、水も同様です。

地球システムの構成要素

• 生物圏：すべての生物。
• 大気：惑星を取り巻く気体。
• 水圏：液体、氷、水蒸気を含むすべての水。
• 地圏：岩石、鉱物、そして地球内部。

生物圏は古く、およそ37億年前から存在し、地球を幾度となく変えてきた。酸素は光合成によって大気中に満たされた。生命は地球に適応するだけでなく、地球を自ら作り変えてきたのだ。