Биосфераның эволюциясы

Презентация қосу

Биосфераның
эволюциясы

Орындаған: Сұлтанбек Э.
Биосфера ұгымы ғылымға кездейсоқ енген. Жүз
жылдан астам уақыт бұрын, 1875 жылы австриялық
геолог Эдуард Зюсс өзінің Альпі тауларының шығу
тарихы туралы кітабының соңғы, ең жалпылама
тарауында жер шарының әр түрлі қабаттары жайында
баяндаран кезде осы терминді алғаш рет қолданған
болатын. Бірақ бұл үстіртін айтылған сез ғылыми ойдың
дамуында айтарлықтай роль атқара алған жоқ. 1926
жылы орыс минералогы В. И. Вернадскийдің екі
лекциясы жарыкқа шықты. Сол лекцияларында ол,
Зюсстың еқбектерінен кейін 50 жылдан соң, біз осы
күнге шейін мойындап жүрген биосфера
концепциясының негізгі қағидаларын тұжырымдады.
Биосфера ретінде Вернадский жер қыртысының бүкіл
геологиялық тарихы бойында тірі организмдердің
әсеріне ұшыраған барлык қабаттарын түсінді.
Сонғы жылдары көптеген ғалымдар (Дж. Хатчинсон
және басқалар) биосфераның Жер бетінің, қазіргі
кездегі организмдер тіршілігінің ықпалындағы бөлігі
ретінде қарастырып, биосфера ұғымын тарылтып жүр.
Көптеген ғылыми терминдер әр түрлі жағдайларда
бірде кеңірек, бірде тарлау мағынада қолданылуда.
Биосфераның құрылысы,қасиеттері де оларда тіршіліктің таралуына
бөгет болады. Акыр аяғында, Жер қойнауына тереңдеген сайын
температура жоғарылап, 3 км терендікте ол 100°С-қа жетеді. Демек,
жер бетінен 3 километрден астам тереңдікте тірі организмдер күнелте
алмайды.
Тірі организмдер лигосфераның бетінен атмосфераның төменгі,
бірнеше сантиметрден бірнеше метрге дейінгі биіктіктегі қабатта-рына
таралады. Ал өсімдіктер өзінің жасыл берікбасын көкке кейде ондаған
метрге көтереді. Насекомдар, жарқанаттар нен құстар атмосфераға
жүздеген метр тереңдеп енеді. Жоғары өрлеген ауа ағындары
жануарлар мен есімдіктердің дамылдаушы сатыларын (спораларын,
цисталарын, тұқымдарын) бірнеше шақырым биіктікке көтеруі мумкін.
Бірақ бүкіл тіршілігі ауада өтетін, яғни оны негізгі тіршілік ету ортасы
ретінде пайдаланатын организмдер әзірге белгісіз.
Атмосфера мен литосферадай емес, гидросфера ең беткі қаба-тынан
табанына дейін тіршілікке толы. Ғалымдардың зерттеу құралдары жете
алған жерлердің барлығында тірі организмдер табылған. Бүдан,
организмдердің таралуы үшін сұйық куйдегі су жарықтан гөрі маңызды
шектеуші фактор болып табылады деген қорытынды жасауымызға
болады. Айталық, әлемнің ең ыстық шөлдері формалды турде
биосферадан тысқары жатыр. Бірақ іс жүзніде оларды парабиосфералық
(биосфераға жақын) аймақтар деп санауға болады, себебі ол жерлерде
тіршілік аз да болса бар. Мысалы, Намиб және Калахари шөлдеріндегі
кұрғақ құмның астында жел ұшырып әкелген тозаң тәріздес өсімдік
қалдықтарымен күнелтетін насекомдар (сасық қоқыздар —
Tenebrionidae) кездеседі; өсімдік калдықтарымен қоректенген
насекомдар метаболизм нәти-жесінде пайда болатын суды қанағат
етеді.
Биосфераның әуеге қарай өрістеуін негізінен сұйық куйдегі
судың тапшылығы мен көміркышқыл газының парциалдық
қысымының төмендігі шектейді. Таулы жерлерде хлорофилды
есімдіктер 6200 метрден жоғары биіктікте (Гималай таулары)
тіршілік ете алмайтын болуы керек. Бұдан да жоғары
биіктіктерде кейбір жануарлар, мысалы, өрмекшілер кездеседі.
Өрмекшілер аяққұирықтылармен (Insecta, Coltembola)
қоректенеді, ал олар өз кезегінде жел ұшырып әкелген өсімдік
тозаңшаларының түйіршіктерімен қанағаттанады. Биосфераның
биік таулы бөлігін эол аймағы деп атайды.
Биосфераның шектеуші факторлары сүйық күйдегі су мен күн
сәулесі болса, тіршілік оптимумы орталардың жанасу беттеріне
сәйкес келеді. Фотосинтез бойынша түзілген зерттеулер көп
жағдайларда органикалық заттардың шығымын ең көп беретін,
үш ортаны — қатты, сүйық және газды ортаны бірдей пайдалана
алатын өсімдіктер екенін керсетті. Мысалы ретінде кәдімгі
қамысты (Phragmites communis) алуға болады. Оның суды
соруын сұиықтың су табанындағы шөгінділерге көрсететін
тұрақты кысымы жеңілдетеді. Тіршілігі үшін қажетті
көмірқышқыл газын қамыс газдардың сіңіруші беттер арқылы
өту жылдамдығы ен жоғары болатын газ күйіндегі ортадан
алады; оттегін де судан гөрі ауадан алған оңай; ақырында,
қалған барлық элементтерді шөгінділердің капиллярлық
суындағы ерітінділерден сорып алу жеңілдеу болады.
Сонда биосфера — Жер шарының, осы бір айрықша
қабығына қандай ерекшеліктер тән? Біріншіден,
биосферада сүйық күйдегі судың мөлшері
айтарлықтай көп. Екіншіден, оған Қүн
энергиясының тасқыны ықпал етеді. Үшіншіден,
биосфера үшін сүйық, қатты және газ күйіндегі
заттардың, бөліну беттерінің болуы тән.
Жердегі энергия көзі Күн болғандықтан, күллі тірі
организмдёр жердің екі қабығы — литосфера мен
гидросфераның жоғаргы қабаттарында таралған.
Жер қабаттарының қай-қайсы болмасын күн
сәулесін неғұрлым жақсырақ еткізсе, соғұрлым тірі
организмдер олардың тереңірек қабаттарына шейін
қоныстанған деуге болады. Бірақ биосфера жарық
жететін жерлермен шектелмейді. Ауырлык күшінің
арқасында энергия ағыны одан да әрі таралады:
жарықталған қабаттардан теңіз түбіне
экскременттер түйіршіктері, өлі және тірі
организмдер уздіксіз тусіп жатады.
1926 жылы ленинград қаласында, үш жылдан соң парижде және
кейінірек Берлинде В.И.Вернадскийдің “ Биосфера ” деген жалпы
атпен “ Космостағы биосфера ”, “ Өмір аймағы ” атты очеркі
жарық көрді.
В.И.Вернадский: “ Жердің келбеті кездейсоқ құбылыстардың
нәтижесі емес, ол нақты шектелген геологиялық жер қабықшасы
– биосфераға сәйкес келеді. Ол жер планетасынс тән белгілі бір
құбылыстармен сипатталады. Бұл құрылымды онда жүретін
геологияляқ геологиялық процестердің сипатына қарай
ұйымдасқан деп атау дұрыс” – деп жазады. Өзінің өмірінің соңғы
жылдарын В.И.Вернадский биосфераның ұйымдасуын сараптауға
жұмсады. Бұл зерттеулердің нәтижелері бойынша ол “ жер
биосфераның химиалық құрылысы мен оның қоршаған айналасы”
еңбегін жазды. Бірақ ұлы ғалым атаған кітабын шығарып
үлгермеді. Кітап ол өлгенннен соң 20 жылдан соң 1965 жылы
жарық көрді.
“ Ноосфера ” терминін алғаш рет қолданғандар философ,
математик, палеонтолог және антрополог Эдуард Леруа жәен
палеонтолог Пьер Тейяр Шарден ( 1927 ж. ) болды. Ноосфера
ұғымымен француз ғалымдары адамның санасы пайда болған
кездегі табиғаттың эвалюциялық сатысын атады. П. Тейяр
Шарден өзінің 1959 жылы жарық көрегн “ Адам феномені ” деген
еңбегінде Ноосфераны “ жаңа қабат ”деп анықтады.
Верандский бойынша Ноосфера “ адам санасының рөлі және ол
бағыттайтын адам еңбегі күшті, өсіп келе жатқан геологиялық
күште ” айналатын биосфераның даму сатысы болып табылады.
Адам санасы мен ғылыми ойдың рөлін бағалай келе В.И.Вернадский мынадай
қорытындылар жасады:
ғылыми шығармашылықтың дамуы адамның тұратын биосфераны
өзгертетін күш болып табылады;
биосферанаң өзгерістері ғылыми ойдың өсуімен қатар жүретін құбылыстар;
биосфераның бұл өзгерістері адам еркінен тыс, стихиялы түрде, табиғи
процесс ретінде дұреді;
тіршілік ортасы – биосфера планетасының ұйымдасқан қабықшасы
болғандықтан, оның геологиялық тарихына да оны өзгертудің жаңа факторы
- адамзаттың ғылыми жұмысының енуі биосфераның жаңа фазаға, жаңа
күйге – ноосфераның өтуі табиғи процесс.
В.И.Верпнадскийдің “ Ноосфера туралы бірер сөз ” деген мақаасы 1944
жылы жарық көрген ең соңғы еңбегі болды.
Ноосфера – сана, ақыл-ой қабаты, экологияның төрт заңы. Ағылшын
ғалымы Б.Коммонер (1947 жыл ) тірі және өлі табиғаттың арасынадғы
барлық экологиялық өзара қарым-қатынастарды төрт заңға біріктірген.
Бірінші заң – барлығы барлығымен байланысты. Бұл заңның негізінде тірі
табиғаттағы жалпы байланыстар принципі жатыр. Аталған принцип
бойынша табиғатты күрделі трофтық немесе басқа да байланыстарда
қандай да бір бөлігінің жойылуы күтпеген нәтижелерге әкеліп соқтыруы
мүмкін.әрбір түр көптеген басқа түрлермен байланыста болады.
Адамнаң табиғатқа араласуы күтпеген қолайсыз жағдайларға әкеліп
соқтыруы мүмкін. Мысалы, оңтүстік аралдың бірінде ДДТ препаратының
көмегімен масаларға қарсы күрес жұргізілген . Масалар толық жойылды.
Бірақ, біраз уақыттан соң осы бунақденелермен қоректенетін кесірткелер
қырыла бастаған. Содан соң осы жорғалаушылармен қоректенетін жабайы
мысықтардың саны кеми бастаған. Нәтижесінде тышқандардың саны күрт
артып кеткен. Кесірткелердің жойылуы нәтижесінде термиттер көьейіп,
үйлердің ағаш тіреулері зақымданған. Олай болса масалар да қалыптасқан
экожүйенің маңызды құрам бөлігі болып табылады.
Экологияның екінші заң – материя жойылмайды, жоқтан пайда
болмавйды, ол бір түрден екінші түрге өтеді. Кез келген табиғи жүйеде
бір ағзалардың экскременттері мен қалдықтары екіншілері үшін азық болып
табылады. Жануарлардың тыныс алуы нәтижесінде бөлініп шығатын қалдық
көмірқышқыл газы жасыл өсімдіктер үшін керек. Өсімдіктер жануарлар тыныс
алуы кезінде сіңіретін оттегі бөліп шығарады. Жануарлардың қалдықтары –
оларды ыдырататын бунақденеліліер мен бакғтериялар үшін азық. Ал, олардың
қалдықтары - бейорганикалық заттар ( азот, фосфор, калий, көмірқышқыл газы
және т.б. ) – өсімдіктер үшін азық көзі болып табылады.
Үшінші заң – табиғат өзі жақсы біледі. Табиғи жүеге кез келген ірі
антропогенді әсер зхиянды. Табиғатта егер оны ыдырау жолы болмаса,
ешқандай да жаңа органикалық зт жасалмайды.
Тірі ағзада жасалатын кез келген органикалық затты ыдырататын
ферментболады. Адамның қолымен жасаған, бұрын табиғатта болмаған жаңа
органикалық затты ыдырататын фермент жоқ. Сондықтан бұл зат жинала
беоеді. Бұған улы химикаттар – пестицидтер мен гербицидтер мысал бола
алады. Табиғатқа ірі өзгеріс енгізу алдында барлық мүмкін болатын экологиялық
нәтижелер қарастырылуы тиіс. Орта Азияның ірі өзендері – Сырдария мен
Амударияның суын егістікке пайдалану Арал теңізінің днңгейінің айтарлықтай
төмендеуіне әкеліп соқтырды. Арал күннен-күнге тапртылып барады, ал оның
маңындағы Сарықамыс ойпаты суға толуда. Шөлді жерлер қолдан
батпақтанып барады.
Іле өзеніне Қапшағай ГЭС – салуының балқаш көлінің деңгейінің төмендеуіне
әкелді.
Төртінші заң – тегін еш нәрсе жоқ. Ғаламдық экожүйе біртүтас бүтінді
құрайды. Адамның еңбек қызметі нәтижесінде экожүйеден алынған нәрсенің
барлығы қайтарылуы тиіс. Біздің көптеген қателіктеріміз табиғатты барлық
құбылыстардың өзара байланысын практикада біліуімізге байланысты туындап
отыр.

Атмосфера

Атмосфера жер шарын түгелден орап тұрады. Ол гректің
«atmos» - бу, «sphairi» (сфера) сөзінен шыққан. Оның
қалыңдығы 100 км-ге дейін жетеді. Атмосфераның негізгі
құрамында оттегі (20,95 %), яғни 1,5 * 1015 тонна аргон (1,28
%), азот (75,50 %), яғни 3,8 * 1012 тонна және басқадай газдар
кездеседі. Атмосфера негізінен – тропосфера, стротосфера
және иопосфера қабаттары болып үшке бөлінеді.

Тропосфера – грекше «tropos» (тропос) – бұрылысы, «sphaira»
(сфера) – шар. Өзгермелі қабат деген мағына береді. Жер
бетіне тікелей жайласқан төменгі тығыз қабаты. Орташа
биіктігі 10 * 12 км-ге жетеді.

Стротосфера – латынша «stratum» - төсем, тағы сондай сияқты
теңіз деңгейінен 9-11 км жоғары жататын атмосфера қабаты.

Иопосфера – гректің «ion» - қозғалғыш қабат деген сөзінен
алынған. Қалыңдығы 800 км-ге жетеді.

Гидросфера

Гидросфера – табиғи су қоймаларынан
(мұхиттардан, теңіздерден,
көлдерден, өзендерден) құралады.
Бұл құрлықтың 70 % алып жатыр.
Гидросфераның көлемі 400 млн
шаршы км.
Литосфера

Литосфера – жердің қатты қабаты. Ол екі қабаттан құралған. Үстіңгі
қабаты граниттен, оның қалыңдығы 10 км-ден 40 км-ге дейін жетеді.
Ал астыңғысы базольттан тұрады. Қалыңдығы 30-80 км. Жоғарыда
айтылғандай минералды қабаттардан басқа, жерді ерекше тағы бір
қабат – биосфера қоршап тұрады. Ол тірі органимдер тараған
аймақтардың бәрін қамтиды. Биосфераның пайда болуымен бірге,
жер бетінде тірі организмдер өсіп-өніп, сыртқы қоршаған ортаның
эволюциялық дамуына сәйкес қалыптасады. Биосфера теңіз
деңгейінен бастап, тау жоталарының шыңдарына дейін бүкіл құрғақ
жерді алып жатыр.
Атмосферадағы биосфераның жоғары шегі 20 км биіктікке дейін
жетеді. Онда микробтардың споралары (өршігіш тұқымы) кездеседі.
Бактериялар атмосфералардың азон қабатында да өсіп-өнеді.
Биосферада мол кездесетін микроорганизмдер жер бетінен 50-70
метрге дейінгі биіктікке ғана тарайды.
Литосферадағы биосфераның төменгі шегі 2000 – 3000 м-ге дейін
тереңдікке жетеді. Олар онаэробта бактериялар. Гидросферадағы
биосфераның шегі 11 км-ге дейінгі тереңдікке жетеді. Теңіз
жануарлары және өсімдіктері (қызыл, жасыл, қоңыр балдырлар)
үшін су өте қолайлы орта. Таза, мөлдір болғандықтан күн сәулесі
оның 200 метр тереңдігіне дейін тарайды. Бұдан кейінгі судың
қабаттарын мәңгілік қараңғылық басып тұрады. Мұндай қабаттарда
да тіршілік ететін организмдер болады.

Биосферадағы тіршіліктің пайда болуы туралы қазіргі
көзқарастар

Тірі организмнің анорганикалық материядан пайда болуы жайында
тікелей экспериментті түрде алынған материал болмағандықтан мұны
шешу ғалымдарға оңай түскен жоқ. Идеалистер ең алдымен діни
ұғымдарды таратуға ұмтылды. Тірі организмдер құдайдың құдіретімен
пайда болды деген терминді ұсынды. Өсімдіктерді, жан-жануарларды,
адамдарды өлі инертті заттардан қазіргі біздің көріп жүргеніміздей
толық бейнелі түрінде құдай жаратты деп соқты. Грек оқымыстысы
Аристотель де тірі организм өзінен-өзі кенеттен пайда болады
дегеннен саяды. Адамзат құрттар, молюскалар немесе шіріген
заттардан пайда болды деп түсіндірді. Бірақ Франческо Редидің
жүргізген зерттеу жұмыстары, тірі организм өзінен-өзі кенеттен пайда
болды деген ұғымды жоққа шығарды. Ол жас етті алып, оны стаканға
салып, бетін дәкемен жауып қойды. Ешбір тірі заттың пайда болғаны
болмайтынын дәлелдеп шықты.
Луи Пастер бактериялардың өршитін тұқымынан микроорганиздер
дамитынын бірден білді. Сонымен тірі организм ешқашан да өзінен-өзі
дамымайтыны белгілі болды.
Ф. Энгельс: «Табиғат диалектикасында» материалистік тұрғыдан
тіршіліктің пайда болуының жалпы сипатын берді. Материал еш
уақытта да тыныштық қалыпта болайтынын, ол үнемі қозғалыста
болып, дамып отыратынын айтты. Материя өзінң дамуында әр уақытта
жаңа күрделі түрге көшеді деп қорытынды жасады
Жердің магнитосферасы және оның биосфера
дамуындағы ролі
Біздің планетамыздың магниттік қасиеті бар. Егер Жердің
магниттік сферасы болмаса, Күн мен жұлдыз желдерінің
ағыны еш кедергісіз Жердің бетіне жетіп,ондағы барлық тірі
организмдерге зиянын тигізген болар еді. Магнитосфера
бұған кедергі жасап, сол арқылы биосфераны зарядталған
бөлшектерден қорғап тұратын бронды қалқан рөлін атқарады.
Магнитологтардың пікірінше, геомагниттік өрісті бақылау үшін
Жердің орталығына аса ірі, диаметрі 200 км, ұзындығы 4000
км магнит цилиндрді орналастыру қажет.
Жердің магниттік осі Жердің айналу осін 11,5 градус бұрышпен
орналасқан, сондықтан магниттік полюстер географиялық
полюстермен сәйкес келмейді, уақыт өткен сайын магниттік
полюстер өздерінің орнын өзгертеді. Мысалы, солтүстік
магниттік полюс бір тәулікте жердің бетінде 20,5 метрге (7,5
км/жыл) ал оңтүстік полюс –30 метрге (11 км/жыл) ығысады.
Қазіргі кезде солтүстік полюс Канаданың солтүстігінде
орналасқан, ал 2185 жылға қарай ол солтүстік географиялық
полюспен алмасады. 2400 жылы ол Таймырда орналасады.
Оңтүстік полюс қазір Антарктида жағалауларында,
Австралияға қарай жылжып келе жатыр.
Кез келген магниттегдей, Жердің магнит күштері бір полюстен
Жердің әлем кеңістігі арқылы өтіп, екінші полюспен
байланысады. Осының нәтижесінде Жердің айналасында
Магнитті дауылдар және олардың биосфераға әсері
Магнитті дауылдар күн сәулелері ағысы әсерінен пайда болады. Күннің де
Жер сияқты магнит өрісі бар. Күннің бетінде магнит өрісінің орташа
көрсеткіші 1-2 эрстед, яғни Жер өрісінен 2-4 есе жоғары. Күннің магнит
өрісінің қуаты 20-30 эрстед, кейде 3000 эрстедке дейін жетеді. Магниттік
өрістің мұндай жоғары қуаты оның сәуле шығару қабілетін төмендетеді.
Күн дақтарының астындағы температура күшті магнит өрісінің әсерінен
6000 нан 4500К- ге дейін төмендейді. Зерттеушілер бұдан 700 млн жыл
бұрын Күн белсенділігінің 11 жылдық циклінің байқалғанын анықтады.
Күннің 11 жылдық циклі Жердің биосферадағы, атмосфера, гидросфера,
литосферадағы түрлі құбылыстармен байланысты. Бұл кезеңділік
планетадағы болған құрғақшылық пен су тасқынымен сәйкес келеді.
Күн мен Жер арасындағы байланыстарды зерттеушілер соңғы
онжылдықтардағы алынған мәліметтерді талдай отырып, Жер планетамыз
магнит өрістері арқылы өткенде бұл өрістердің оған әсер ететінін
анықтады. Совет геофизигі А.И.Оль бірінші болып бұл кезде планетада
түрлі құбылыстар байқалатынын көрсетті. Жер магнит өрісінің бір
секторынан екіншісіне екі тәулік ішінде өтеді. Жердің магнитосферасы
бұл кезде біршама өзгерістерге ұшырайды. Мамандар дәл осы кезеңдерде
метеорологиялық факторлар – атмосфераның турбуленттілігі, найзағайлар
саны ұлғайып, атмосфералық қысымның өзгеретінін, т.б. байқалатынын
анықтады. Мысалы, америкалық зерттеуші Р.Марксон 1969 жылы Жер екі
сектордың арасындағы шекарадан өткенде, найзағайдың көбейетінін
көрсеткен. 1974 жылы Дж. Уилконс өзінің әріптестерімен бірге, сол
сияқты 1977 жылы С.Хейнес пен И. Хамви Жердің жасанды серіктерінің
мәліметтері негізінде жоғарыда айтылған кезеңде атмосферада
бұлттардың азаятынын байқаған.
ПАЙДАЛАНЫЛҒАН ӘДЕБИЕТТЕР

Вернадский В.И. Биосфера. Различные издания.
ВладимирскийБ.М., Кисловский Л.Д. Космические
воздействия и эволюция биосферы. – М.: Знание,
1986.
Гумилев Л.Н. Этногенез и биосфера Земли.
Различные издания.
Каратаев О.Г. Проблемы электромагнитной
совместимости. –М.: Знание, 1988.
Костицын В.А. Эволюция атмосферы, биосферы и
климата. М. 1984.
Филиппов Е.М. О развитии Земли и биосферы. –
М.: Знание, 1990. 48 б.(Новое в жизни, науке,
технике. Сер. «Науки о Землең; б.5
7. Р.А. Мирзадинов Жаратылыстану
концепциялары шығармасынан

Ұқсас жұмыстар

Ноосфераның пайда болуы мен дамуы

Ноосфера туралы

Экожүйенің энергетикалық типтері

Биосфера құрылымы

Биологиялық эволюция - қайтымсыз әрекет

Литосфера - жердің қатты қабаты

В. И. Вернадскийдің биосфера туралы ілімі

Биосфераның негізгі құрамы

Биосфера қабаттары

Тірі заттың биологиялық функциялары

Пәндер