Биосфера туралы концепцияның қалыптасуы

Пән: География
Жұмыс түрі: Материал
Тегін: Антиплагиат
Көлемі: 7 бет
Таңдаулыға:

Тақырыбы: Биосфера туралы концепцияның қалыптасуы

Жоспар:

Биосфера - ғалымдық экожүйе
Биосфераның энергетикасы
Биосферадағы биохимиялық циклдер және зат айналымы
Биосфераның эволюциясы

БИОСФЕРА - ҒАЛАМДЫҚ ЭКОЖҮЙЕ

Жердегі бірде-бір тірі ағза еркін болмайды. Барлық ағзалар оларды қоршаған материалдық-энергетикалық ортамен, ең алдымен қоректену мен тыныс алу арқылы, үздіксіз және тығыз байлныста болады. Одан тыс табиғи жағдайда тіршілік ете алмйды.

ХІХ ғасырдың басында ғалымға «биосфера» түсінігін енгізген француз жаратылыстанушысы Ж. Б. Ламарк (1744-1829) болған. «Биосфера» терминін тіршілік бар жердің қабықшасын анықтау ХІХ ғасырдың аяғында атақты австрия геологы Э. Зюсс (1831-1914) ұсынады.

В. И. Вернадский биосфера деп планетаның тіршілік бар немесе болған, үнемі тірі ағзалардың әсерінен ұшырайтын не ұшыраған бөлігін айтады ( литосфераның жоғарғы бөлігі, гидро және тропосфера) . Ағзалардың маңызы олардың алуынтүрлілігімен, барлық жерлерде таралуымен, Жер тарихындағы тіршілігінің ұзақтығымен, биохимиялық қызметінің тіршілігінің ұзақтығымен, биохимиялық қызметінің таңдамалы сипатымен және тбиғатының басқа компоненттерімен салыстырғанда химиялық белсенділігінің жоғары болуымен анықталады. Жер биосферасын құрайтын заттардың негізгі типтері 15-суретте көрсетілген.

Планетадағы ағзалардың барлық жиынтығын В. И: Вернадский тірі зат деп атады. Оның негізгі сипаттамасы ретінде массаның, химиялық құрамы мен энергиясының жиынтығын қарастырады. В. И. Вернадский тұжырымдаған костанталық заңы бойынша: биосфераның тірі затының мөлшері (берілген геологиялық кезең үшін) тұрақты (константа) шама болып табылады.

5 сурет. Жер биосферасын құрайтын заттардың негізгі типтері

Тірі заттың жалпы массасы 1, 8-2, 5*10 ¹² т (құрғақ салмағы) бағаланып, ол биосфера массасының (3*10 ¹⁸ т) тек болмашы бөлігін ғана құрайды. Егер тірі затты планета бетімен біртегіс етіп орналастырсақ оның қалыңдығы, бар болғаны 2 см болады. Қазіргі кездегі ағзалар топтарының биомассасы туралы мәліметтер 5-кестеде келтірілген. 5-кесте

Жердің тірі ағзаларының биомассасы

(И. И. Бразилевич және т. б. бойынша)

Орта

Ағзалар тобы

Масса (10 ¹² т)

Қатынасы (%)

Орта: Континенттер

Ағзалар тобы: Жасыл өсімдіктер

Масса (1012т): 2, 40

Қатынасы (%): 99, 2

Орта:

Ағзалар тобы: Жануарлар мен микроорганизмдер

Масса (1012т): 0, 02

Қатынасы (%): 0, 8

Орта:

Ағзалар тобы: Барлығы

Масса (1012т): 2, 42

Қатынасы (%): 100

Орта: Мұхаттар

Ағзалар тобы: Жасыл өсімдіктер

Масса (1012т): 0, 0002

Қатынасы (%): 6, 3

Орта:

Ағзалар тобы: Жануарлар мен микроорганизмдер

Масса (1012т): 0, 0030

Қатынасы (%): 93, 7

Орта:

Ағзалар тобы: Барлығы

Масса (1012т): 0, 0032

Қатынасы (%): 100

Орта: Жердің ағзалардың биомассасы

Ағзалар тобы: 2, 4232

Масса (1012т): -

Жердің бетін өзгертуші маңызды фактор тіршілік болып табылады. Оның ерекшелігі тек химиялық реакциялар жылдамдығына ғана байланысты емес кейбір реакциялар қалыпты температура мен қысым да, ағзадан тыс жүрмейді. Л. С. Берг былай деген «Ағзалар физикалық мүмкін емес нәрселерді жүзеге асырады». Майлар мен көмірсулар ағзада 37 ⁰ С шамасында тотығады, ал ағзада тыс 400-500 ⁰ С жүреді. Молекулалық азаттан аммиакты синтезі өнеркәсіптік жағдайда 500 ⁰ С температура мен 300-500 атм. қысымда жүзеге асырылады. Ае микроорганизмдер бұлт реакцияның қалыпты температурада және атмосфералық қысымда жүзеге асырылады.

В. И. Вернадский биосфераның Жердің ғаладық бір тұтас жүйесі ретіндігі көзқарасты жасады. Бұл жүйе геометриялық және энергетикалық өзгерістердің жүру тіршілікпен анықталады. В. И. Вернадский тірі ағзалардың геологиялық рөлі туралы ілімнің негізін қалады.

Жердің биосферасы ғаламдық ашық жүйе болып табылады. Оның «кіруі» - бұл космостан келетін күн энергиясының ағыны, ағзалардың тіршілік қызметін түзілген заттар. Биосфера өздігінен реттелетін кибернетикалық жүйе. Оған геомеостаз қасиеті тән.

Жер планета ретінде табиғат жағдайларының алуантүрлілігімен сипатталады. Бұл оның шр тәрізді пішінімен, Күнді және өзінің өсінен айналуымен анықталады. Өз кезегінде бұлар күн белсенділігінің ендік және маусым бойынша интенсивтілігінің өзгеруін қамтамасыз етеді. Табиғат жағдайларының көптүрлілігі Жердің күрделі рельефінің әсерінен де түзіледі. Бірақ Жер биосферасының негізгі көптүрлілігін тірі ағзалар жасайды. Ғылымдардың болжамы бойынша қазіргі биосферада тірі ағзалардың шамамен 2 млн. түрі бар (биосфераның өмір сүруі барысында 1 млрд-тан кем емес) .

Биосфераның шекаралары. 1926 жылы В. И. Вернадский биосфералары туралы мәселені қойды.

Қандай физико-химиялық жағдайлар тіршілікке анағұрлым қолайлы болып табылады?

Көмірқышқыл газы мен оттегінің жеткілікті мөлшерде болуы.
Судың жеткілікті болуы (міндетті түрде сұйық күйде)
Температуралық режим тым жоғары (ақуыздарды ұюын әкелетін) және тым төмен ( ферменттердің жұмысын тоқтататын) болмауы керек.
Минералдық қоректену элементтерінің жеткілікті болуы.
Су ортасының белгілі бір тұздығы.

Қазіргі кезде тіршілік жер қыртысының жоғарғы бөлігінде (литосфера), жер атмосферасының төменгі қабаты (троносфера) және Жердің сулы қабықшасында (гидросфера) таралған.

Литосферада тіршілікті ең алдымен тау жыныстары мен жер асты суларының температурасы шектейді. Ол тереңдікке байланысты артады да, 1, 5-15 км тереңдікте +100 ⁰ С-дан асады. Жер қыртысында бактериаларды табуға болатын тереңдік - 4 км. Мұндай кен орныдарында 2-2, 5 км тереңдікте бактериялардыңсаны біршама көп болады. Мұхиттарда тіршілік 11 км тереңдікке таралады. Атмосферадағы тіршіліктің жоғарғы шекарасы биіктікке байланысты ультракүлгін радиацияның артуымен сәулелерінің көп бөлігін 22-25 км биіктікте сіңірді. Бактериалар мен саңырауқұлақтардың споралары 20-22 км биіктен табылған.

Биосфера және космос. Тіршілік космостық құбылыс болып табылады. Биосфераның космостық ортасы тіршілікке қажетті қолайлы экологиялық жағдайларды анықтайтын күн энергиясының көзі болып табылады. Биосфераны қауіпті космостық сәулеленуден магнит өрісі мен озон қабаты қорған тұрады.

Ұзақ уақыт бойы Күннің биосфераға әсері фотосинтез процесімен, жердегі бір жылу режимін ұстап тұрумен шектеледі деп есептеліп келді.

Күн сәулесі ғаламдық экожүйенің тіршілігіне күшті әсер етеді. Биосфераға келіп түсетін күн энергиясының балансы 6-кестеде көрсетілген.

Космос сәулелерінің құрамында протондар (сутегі ядролары) көп, шамамен барлық бөлошектердің 90%. Гелий ядролары шамамен 10 есе кем, ал барлық басқа ядролардың үлесіне шамамен 1 % келеді.

Космос кеңістігінде күрделі ядролық реакциялар нәтижесінде гамма-кванттар түзіледі. Олардың өзі жер атмосферасына соң екінші ретті бөлшектер түзіледі.

6-кесте

Күн сәулесінің энергиясының таралуы

(биосфераға түсетін жылдық мөлшерінен %)

Таралу түрі

Үлесі %

Таралу түрі:

Шағылыстыру

Жылуға айналу

Булану, жауын шашын

Жел, толқын, ағыс

Фотосинтез

Үлесі %:

0, 2

0, 8

Гамма-дианазонға толқын ұзындығы 0, 1 ангстремнен (10 ^-9 см) кіші электромагниттік сәулелерді жатқызуға болады. Олардың толқын ұзындығы көрінетін жарықпен салыстырғанда ондаған, жүздеген есе қысқа.

БИОСФЕРАНЫҢ ЭНЕРГЕТИКАСЫ

Күнің энергиясы - Жер биосферасының жылу балансы мен термиялық режимін анықтайтын негізгі қуат көзі. Жердің Күнді айналуына байланысты Жер бетіне түсетін Күн сәулесінің интенсивтілігі Жер - Күн қашықтығының өзгеруіне байланысты жыл бойы өзгеріп отырады. Жер мен Күннің ең аз ара қашықтығы 147 млн. км - қаңтар айының басында, ал ең үлкен ара қашықтығы 152 млн. км - шілденің бетіне түсетін радиацияның тәуліктік мөлшерінің ауытқуына әкеледі. Жер Күн шығаратын энергия тек 5*10 ^-10 бөлінгін ғана алады. (16-сурет) .

16-сурет. Биосфераның энергетикалық балансы

(Г. В. Войкевич боынша)

Бұл радиацияның жиынтығы 5, 42*10 ²³ Д Ж/жылына құрайды. Бүкіл энергия Жер бетіне атмосфера, мұхит және құрлық қамти отырып таралады.

Жердің Күннен алатын энергиясының 33% бұлт пен құрылық беті, тмосфераның жоғарғы қабатындағы ұсақ дисперсті шаңнан (бұл бөлігі Жер альбедосын құрайды) шығылысады. 67% энергияны атмосфера мен жер беті сіңіреді де, бірқатар өзгерістен соң космос кеңістігіне қайтарылады.

Фотосинтез үшін көміртегінің көзі атмосферадағы немесе суда еріген көмірқышқыл газы болып табылады. Өсімдіктер түзген органикалық заттың құрамында көміртегі қоректену тізбегі бойынша тірі не өлі өсімдік ұлпалары арқылы өтіп, тыныс алу, ашу немесе отының жануы нәтижесінде көмірқышқыл газы түрінде атмосфераға қайтады. Көміртегі циклының ұзақтығы үш-төрт жүзжылдық тең (17-сурет) .

70 %

17-сурет. Көміртегінің айналымы (Муравей Л. А. )

Биосфераның эволюциясы

1926 жылы Ленинград қаласында, үш жылдан соң Парижде және кейінірек Берлинде В. И. Вернадскийдің «Биосфера» деген жалпы атпен «Космостағы биосфера», «Өмір аймағы» атты очерктері жарық көрді.

В. И: Вернадский: «Жердің келбеті кездейсоқ құбылыстардың нәтижесі емес, ол нақты шектелген гоелогиялық жер қабықшасы - биосфераға сәйкес келеді. Ол Жер планетасына тән белгілі бір құрамымен сипатталады. Бұл құрылымда онда жүретін геологиялық процестердің сипатына қарай ұйымдасқан деп атау дұрыс» - деп жазды. Өзінің өмірінің соңғы жылдарын В. И. Вернадский биосфераның ұймдасуын сараптауға жұмсады. Бұл зерттеудің нәтижелері бойынша мен оның қоршаған айнасы» еңбегін жазды. Бірақ ұлы ғылым кітабын шығарып үлгермеді. Кітап ол өлгеннен соң 20 жылдан соң 1965 жылы жарық көрді.

«Ноосфера» терминін алғаш рет қолданғандар философ, математик, палеонтолог және антрополог Эдуард Леура және палеонтолог Пьер Тейяр Шарден (1927 ж. ) болды. Ноосфера ұғымымен француз ғалымдары адамның сапасы пайда болған кездегі табиғаттың эволюциялық сатысын атады. П. Тейяр Шарден өзінің 1959 жылы жарық көрген «Адам феномені» деген еңбегінде ноосфераны «жаңа қабат», «ойлайтын қабат» деп анықтады.

Ноосфера - сана, ақыл-ой қабаты, экологияның төрт заңы. Ағылшын ғылымы Б. Коммонер (1974 жыл тірі және өлі табиғаттың аррасындағы брлық экологиялық өзара қарым-қатынастарды төрт заңға біріктірген)

Бірінші заң - барлығы барлығымен байланысты. Бұл занның негізінде тірі табиғаттағы жалпы байланыстар принципі жатыр. Аталған принцип бойынша табиғаттағы күрделі трофтық таным басқа да байланыстарда қандай да бір бөлігінің жасалуы күтпеген нәтижелерге әкеліп соқтыруы мүмкін. Әрбір көптеген басқа түрлермен байланыста болады. Адамның табиғатқа араласуы күтпеген қолайсыз жағдайларға әкеліп соқтыруы мүмкін. Мысылы, оң түстік аралдардың бірінде ДДТ препаратының көмегімен масаларға қарсы күрес жүргізілген. Масалар толық жойылды. Бірақ, біраз уақыттан соң осы бунақденелермен қоректенетін кәсіпкерлер қырыла бастаған. Содан соң осы жорғалаушылармен қоректенетін жабайы мысықтардың саны кеми бастаған. Нәтижеде тышқандардың саны күрт артып кеткен. Кесірткелердің жойылуы нәтижеде термиттер көбейіп, үйлердің аған: тіреулерін зақымдаған. Оай болса масалар да қлыптасқан экожүйенің маңызды құрам бөлігі болып табылады. Экологияның екінші заңы - материя жойылмайды жоқтан пайда болмайды, ол бір түрден екінші тірге өтеді. Кез келген табиғи жүйеде бір ағзалардың эксперементері мен қалдықтары екіншілері үшін азық болып табылады. Жанурлардың тыныс алуы нәтиже жасыл өсімдіктер үшін қорек. Өсімдіктер жануарлар тыныс алуы кезінде сіңіретін оттегіні бөліп шығарады. Жануардың қалдықтары - оларды ыдырататын бунақденелілер мен бактериялар үшін азық. Ал, олардың қалдықтары - бейорганикалық заттар (азот, фосфор, көмірқышқыл газы және т. б. ) - өсімдіктер үшін азық көзі болып табылады.

... жалғасы

Сіз бұл жұмысты біздің қосымшамыз арқылы толығымен тегін көре аласыз.