La biosfera è definita o come “il luogo sulla superficie terrestre dove abita la vita” (definizione originale di Edward Suess nel 1875) o, in un senso più stretto, solo come gli organismi stessi. La biomassa globale totale è di almeno tre trilioni di tonnellate, probabilmente di più. Il totale globale della biomassa legnosa fuori terra è di circa 422 miliardi di tonnellate.
La biomassa umana è di circa 500 milioni di tonnellate, un po’ meno di quella del krill antartico, e la biomassa prodotta per uso umano supera i tre trilioni di tonnellate. Si stima che la biomassa batterica sia simile a quella delle piante. A complicare queste misurazioni è che diversi ricercatori possono pubblicare cifre di “biomassa essiccata”, tralasciando il peso dell’acqua, senza menzione esplicita. In generale, le quantità sono maggiori vicino all’equatore e minori vicino ai poli.
Da almeno 2.7 miliardi di anni fa, durante la cosiddetta Catastrofe dell’Ossigeno, la biosfera è stata intimamente legata all’idrosfera (oceani), alla litosfera (crosta) e all’atmosfera (aria) del pianeta. La catastrofe dell’ossigeno si è verificata circa 300 milioni di anni dopo l’evoluzione dei microbi fotosintetici, gli antenati degli attuali cianobatteri.
L’ossigeno è un sottoprodotto della fotosintesi e ne sono state rilasciate enormi quantità quando gli organismi fotosintetici si sono diffusi sulla faccia della Terra. L’atmosfera di anidride carbonica e azoto della Terra è stata progressivamente convertita in atmosfera di ossigeno/azoto, mentre gran parte dell’anidride carbonica libera si è dissolta negli oceani, precipitando come calcare, ei cianobatteri l’hanno convertita in ossigeno. Molti degli organismi anaerobici che vivevano all’epoca si estinsero di conseguenza, motivo per cui l’evento è chiamato “catastrofe”.
La biosfera è composta principalmente da produttori come alghe, piante e batteri fotosintetici. I consumatori, come gli animali erbivori e i funghi, costituiscono la minoranza, con i predatori che costituiscono il meno di tutti. In un’eccezione insolita, tuttavia, il 99% della biomassa terrestre dei vertebrati è costituito da esseri umani, i loro animali domestici e animali da cibo. La biomassa dei vertebrati marini supera significativamente questa.
Quasi, se non tutti, i metri quadrati del pianeta fanno parte della biosfera. Fatta eccezione per il terzo della superficie terrestre coperta da deserto, banchi di ghiaccio o montagne d’alta quota, le piante crescono praticamente ovunque, e dove c’è vita vegetale, c’è vita animale. La vita è abbondante anche negli oceani, dove vive principalmente nella zona fotica, dove la luce arriva, nei primi 656 piedi (200 m). Tuttavia, la vita si estende anche alle fosse oceaniche più profonde, dove sono stati osservati pesci e animali sgusciati.
Se i batteri sono inclusi, la biosfera è davvero estesa. I progressi nel rilevamento dei microbi e nella perforazione profonda hanno rivelato batteri ad almeno 5.6 miglia (9 km) sotto la superficie, mentre i palloni atmosferici hanno trovato batteri nell’aria ad altitudini di 3.7 miglia (6 km). La vita probabilmente ha colonizzato ogni angolo di questo pianeta miliardi di anni fa.