Биосфера планетадағы барлық тірі организмдердің жиынтығы ретінде түсініледі. Олар Жердің барлық бұрыштарын мекендейді: мұхит тереңдігінен, планетаның ішегінен ауаға дейін, сондықтан көптеген ғалымдар бұл қабықты өмір саласы деп атайды. Онда адамзаттың өзі де өмір сүреді.
Биосфералық құрам
Биосфера біздің планетамыздағы ең жаһандық экожүйе болып саналады. Ол бірнеше бағыттардан тұрады. Бұған гидросфера, яғни Жердің барлық су ресурстары мен су қоймалары кіреді. Бұл Дүниежүзілік мұхит, жер асты және жер үсті сулары. Су - бұл көптеген тіршілік иелерінің тіршілік ету кеңістігі және тіршілікке қажетті зат. Бұл көптеген процестерді қолдайды.
Биосферада атмосфера бар. Онда әртүрлі организмдер бар, және оның өзі әртүрлі газдармен қаныққан. Барлық организмдер үшін тіршілікке қажетті оттегінің маңызы ерекше. Сондай-ақ, атмосфера табиғаттағы су айналымында шешуші рөл атқарады, ауа-райы мен климатқа әсер етеді.
Литосфера, атап айтқанда жер қыртысының жоғарғы қабаты биосфераның бір бөлігі болып табылады. Онда тірі организмдер мекендейді. Сонымен, жәндіктер, кеміргіштер және басқа жануарлар Жердің қалыңдығында өмір сүреді, өсімдіктер өседі, ал адамдар жер бетінде өмір сүреді.
Флора мен фауна әлемі - биосфераның ең маңызды тұрғындары. Олар жер бетінде ғана емес, тереңдікте де үлкен емес кеңістікті алады, су қоймаларын мекендейді және атмосферада кездеседі. Өсімдік формалары мүктерден, қыналардан және шөптерден бұталар мен ағаштарға дейін өзгереді. Жануарларға келетін болсақ, олардың ең кіші өкілдері - бір клеткалы микробтар мен бактериялар, ал ең ірілері - құрлықтағы және теңіздегі тіршілік иелері (пілдер, аюлар, мүйізтұмсықтар, киттер). Олардың барлығы өте алуан түрлі және олардың әр түрі біздің планетамыз үшін маңызды.
Биосфераның құндылығы
Биосфераны әр түрлі ғалымдар барлық тарихи дәуірлерде зерттеді. Бұл қабыққа көп көңіл бөлген В.И. Вернадский. Ол биосфера тірі зат өмір сүретін шекарамен анықталады деп сенді. Оның барлық компоненттері өзара байланысты екенін және бір сферадағы өзгерістер барлық қабықшалардың өзгеруіне әкелетінін атап өткен жөн. Биосфера планетаның энергия ағындарының таралуында маңызды рөл атқарады.
Сонымен, биосфера - бұл адамдардың, жануарлар мен өсімдіктердің тіршілік ету кеңістігі. Онда су, оттегі, жер және басқалары сияқты ең маңызды заттар мен табиғи ресурстар бар. Оған адамдар үлкен әсер етеді. Биосферада табиғатта элементтер циклі жүреді, тіршілік қызу жүріп жатыр және маңызды процестер жүзеге асырылады.
Адамның биосфераға әсері
Адамның биосфераға әсері екіұшты. Әр ғасыр сайын антропогендік белсенділік қарқынды, жойқын және ауқымды бола түседі, сондықтан адамдар жергілікті экологиялық проблемалардың ғана емес, сонымен қатар жаһандық проблемалардың пайда болуына ықпал етеді.
Адамның биосфераға әсер ету нәтижелерінің бірі - планетада флора мен фаунаның азаюы, сонымен қатар көптеген түрлердің жер бетінен жойылып кетуі. Мысалы, ауылшаруашылық жұмыстары мен ормандардың кесілуіне байланысты өсімдіктер алқаптары азайып келеді. Көптеген ағаштар, бұталар, шөптер екінші реттік, яғни алғашқы өсімдік жамылғысының орнына жаңа түрлер отырғызылды. Өз кезегінде аңдар популяциясын аңшылар тек тамақ үшін ғана емес, сонымен қатар бағалы терілерді, сүйектерді, акуланың жүзбелерін, пілдердің тістерін, мүйізтұмсықтарды және дене мүшелерін қара нарықта сату мақсатында құртады.
Антропогендік белсенділік топырақ түзілу процесіне айтарлықтай әсер етеді. Сонымен, ағаштарды кесу және егістіктерді жырту жел мен судың эрозиясына алып келеді. Өсімдік жамылғысы құрамының өзгеруі топырақ түзілу процесіне басқа түрлердің қатысатындығына әкеледі, демек, топырақтың басқа типі пайда болады. Ауыл шаруашылығында әр түрлі тыңайтқыштарды қолдану, қатты және сұйық қалдықтарды жерге төгу салдарынан топырақтың физико-химиялық құрамы өзгереді.
Демографиялық процестер биосфераға кері әсер етеді:
- табиғи ресурстарды көбірек тұтынатын планета тұрғындарының саны өсуде;
- өнеркәсіптік өндіріс ауқымы ұлғаюда;
- қалдықтар көбірек пайда болады;
- ауылшаруашылық жерлерінің ауданы ұлғаюда.
Биосфераның барлық қабаттарының ластануына адамдар өз үлестерін қосатындығын атап өткен жөн. Қазіргі кезде ластану көздерінің алуан түрлілігі бар:
- көлік құралдарының пайдаланылған газдары;
- отынның жануы кезінде бөлінетін бөлшектер;
- радиоактивті заттар;
- мұнай өнімдері;
- ауаға химиялық қосылыстардың шығарындылары;
- тұрмыстық қатты қалдықтар;
- пестицидтер, минералды тыңайтқыштар және ауыл шаруашылығы химиясы;
- өнеркәсіптік және муниципалдық кәсіпорындардан келетін лас дренаждар;
- электромагниттік құрылғылар;
- ядролық отын;
- вирустар, бактериялар және шетелдік микроорганизмдер.
Мұның бәрі экожүйелердің өзгеруіне және жер бетіндегі биоәртүрліліктің төмендеуіне ғана емес, климаттың өзгеруіне де әкеледі. Биосфераға адамзат тұқымының әсерінен парниктік эффект және озон саңылауларының пайда болуы, мұздықтардың еруі және ғаламдық жылыну, мұхиттар мен теңіздер деңгейінің өзгеруі, қышқылдық жауын-шашын және т.б.
Уақыт өте келе биосфера тұрақсыз бола бастайды, бұл планетаның көптеген экожүйелерінің бұзылуына әкеледі. Көптеген ғалымдар мен қоғам қайраткерлері Жер биосферасын жойылудан сақтау үшін адамзат қауымдастығының табиғатқа әсерін азайтуды қолдайды.
Биосфераның материалдық құрамы
Биосфераның құрамын әр түрлі көзқараспен қарауға болады. Егер материалды композиция туралы айтатын болсақ, онда ол жеті түрлі бөлікті қамтиды:
- Тірі материя - бұл біздің планетамызды мекендейтін тіршілік иелерінің жиынтығы. Олардың элементарлы құрамы бар, ал қалған қабықшалармен салыстырғанда олардың массасы аз, олар оны қоршаған ортаға тарата отырып, күн энергиясымен қоректенеді. Барлық организмдер жер бетіне біркелкі емес тарайтын қуатты геохимиялық күш құрайды.
- Биогенді зат. Бұл тірі заттар құрған минералды-органикалық және таза органикалық компоненттер, яғни жанғыш минералдар.
- Инертті зат. Бұл тірі тіршілік иелерінің тағдырынсыз, өздігінен пайда болатын бейорганикалық ресурстар, яғни кварц құмы, түрлі саздар, сонымен қатар су ресурстары.
- Тірі және инертті компоненттердің өзара әрекеттесуі нәтижесінде алынған биоинертті зат. Бұл топырақ және шөгінді жыныстар, атмосфера, өзендер, көлдер және басқа жер үсті акваториялары.
- Уран, радий, торий элементтері сияқты радиоактивті заттар.
- Шашылған атомдар. Олар ғарыштық сәулелену әсер еткен кезде жердегі заттардан пайда болады.
- Ғарыштық мәселе. Ғарыш кеңістігінде пайда болған денелер мен заттар жерге түседі. Бұл метеориттер де, ғарыштық шаңмен қоқыстар да болуы мүмкін.
Биосфералық қабаттар
Биосфераның барлық қабықтары үнемі өзара әрекеттесетіндігін ескеру керек, сондықтан белгілі бір қабаттың шекараларын ажырату кейде қиынға соғады. Маңызды қабықтардың бірі - аэросфера. Ол жер бетінен шамамен 22 км биіктікке жетеді, онда тірі заттар бар. Жалпы, бұл барлық тірі организмдер өмір сүретін ауа кеңістігі. Бұл қабықта ылғал, күн сәулесі және атмосфералық газдар бар:
- оттегі;
- озон;
- CO2;
- аргон;
- азот;
- су буы.
Атмосфералық газдардың саны және олардың құрамы тірі организмдердің әсеріне байланысты.
Геосфера - биосфераның құрамдас бөлігі, оған жер шоғырын мекендейтін тіршілік иелерінің жиынтығы кіреді. Бұл сфераға литосфера, өсімдіктер мен жануарлар әлемі, жер асты сулары және жердің газ қабығы кіреді.
Биосфераның маңызды қабаты - гидросфера, яғни жер асты суы жоқ барлық су айдындары. Бұл қабыққа Дүниежүзілік мұхит, жер үсті сулары, атмосфералық ылғал және мұздықтар жатады. Барлық су сферасын тірі организмдер мекендейді - микроорганизмдерден бастап балдырлар, балықтар мен жануарлар.
Егер Жердің қатты қабығы туралы толығырақ айтатын болсақ, онда ол топырақтан, тау жыныстарынан және минералдардан тұрады. Орналасқан ортаға байланысты химиялық және органикалық құрамы бойынша ерекшеленетін, қоршаған ортаның факторларына (өсімдік жамылғысына, су объектілеріне, жабайы табиғатқа, антропогендік әсерге) байланысты әр түрлі топырақ типтері бар. Литосфера жер бетінде тең емес мөлшерде ұсынылған минералдар мен тау жыныстарының үлкен мөлшерінен тұрады. Қазіргі уақытта 6 мыңнан астам минерал ашылды, бірақ планетада тек 100-150 түрі кездеседі:
- кварц;
- дала шпаты;
- оливин;
- апатит;
- гипс;
- карналит;
- кальцит;
- фосфориттер;
- силвинит және т.б.
Тау жыныстарының мөлшеріне және оларды экономикалық пайдалануға байланысты, олардың кейбіреулері құнды, әсіресе қазба отындары, металл кендері мен асыл тастар.
Флора мен фауна әлеміне келетін болсақ, бұл әртүрлі көздер бойынша 7-ден 10 миллионға дейінгі түрді қамтитын қабық. Дүниежүзілік мұхиттың суларында шамамен 2,2 млн, ал құрлықта 6,5 млн. Жануарлар әлемінің өкілдері планетада шамамен 7,8 миллион, ал өсімдіктер - 1 миллионға жуық өмір сүреді.Тірі организмдердің барлық белгілі түрлерінің 15% -дан аспайтыны сипатталады, сондықтан адамзатқа планетадағы барлық тіршілік ету түрлерін зерттеу және сипаттау үшін жүздеген жылдар қажет болады.
Биосфераның Жердің басқа қабықтарымен байланысы
Биосфераның барлық құрамдас бөліктері Жердің басқа қабықтарымен тығыз байланысты. Бұл көріністі биологиялық айналымнан көруге болады, жануарлар мен адамдар көмірқышқыл газын шығарғанда, оны фотосинтез кезінде оттегін бөлетін өсімдіктер сіңіреді. Осылайша, бұл екі газ әр түрлі салалардың өзара байланыстарына байланысты атмосферада үнемі реттеліп отырады.
Бір мысал - топырақ - биосфераның басқа қабықшалармен әрекеттесуінің нәтижесі. Бұл процеске тірі адамдар (жәндіктер, кеміргіштер, бауырымен жорғалаушылар, микроорганизмдер), өсімдіктер, су (жер асты сулары, жауын-шашын, су объектілері), ауа массасы (жел), аналық жыныстар, күн энергиясы, климат қатысады. Барлық осы компоненттер бір-бірімен баяу әрекеттеседі, бұл топырақтың жылына орташа есеппен 2 миллиметрге түзілуіне ықпал етеді.
Биосфераның компоненттері тірі қабықтармен әрекеттескен кезде жыныстар пайда болады. Литосфераға тірі заттардың әсер етуінің нәтижесінде көмір, бор, шымтезек және әктас шөгінділері пайда болады. Тірі заттардың, гидросфераның, тұздар мен минералдардың өзара әсер ету барысында белгілі бір температурада кораллдар түзіледі, ал олардан өз кезегінде маржан рифтері мен аралдар пайда болады. Бұл сонымен қатар Дүниежүзілік мұхит суларының тұзды құрамын реттеуге мүмкіндік береді.
Рельефтің әр түрлі түрлері биосфера мен жердің басқа қабықтары: атмосфера, гидросфера және литосфера арасындағы байланыстың тікелей нәтижесі болып табылады. Рельефтің белгілі бір түріне ауданның су режимі және жауын-шашын, ауа массаларының табиғаты, күн радиациясы, ауа температурасы, мұнда қандай флора түрлері өседі, қандай жануарлар осы территорияны мекендейді.
Биосфераның табиғаттағы маңызы
Биосфераның ғаламшардың ғаламдық экожүйесі ретіндегі маңызын әрең асыра бағалауға болады. Барлық тірі заттардың қабығының функцияларына сүйене отырып, оның маңыздылығын түсінуге болады:
- Энергия. Өсімдіктер - бұл Күн мен Жер арасындағы делдалдар, ал энергияны қабылдай отырып, оның бір бөлігі биосфераның барлық элементтері арасында бөлінеді, ал бір бөлігі биогендік зат түзуге қолданылады.
- Газ. Ол биосферадағы әр түрлі газдардың мөлшерін, олардың таралуын, өзгеруін және миграциясын реттейді.
- Шоғырландыру. Барлық тіршілік иелері қоректік заттарды іріктеп алады, сондықтан олар пайдалы да, қауіпті де болуы мүмкін.
- Деструктивті. Бұл минералдар мен тау жыныстарының, органикалық заттардың жойылуы, бұл табиғаттағы элементтердің жаңа айналымына ықпал етеді, бұл кезде тірі және тірі емес заттар пайда болады.
- Қоршаған ортаны қалыптастыру. Қоршаған ортаның жағдайына, атмосфералық газдардың құрамына, шөгінді тектегі жыныстарға және құрлық қабатына, сулы ортаның сапасына, сонымен қатар планетадағы заттардың тепе-теңдігіне әсер етеді.
Ұзақ уақыт бойы биосфераның рөлі бағаланбай келді, өйткені басқа сфералармен салыстырғанда планетадағы тірі заттың массасы өте аз болды. Осыған қарамастан, тірі табиғат - бұл табиғаттың қуатты күші, онсыз көптеген процестер, сонымен қатар тіршіліктің өзі мүмкін емес еді. Тірі тіршілік иелерінің белсенділігі процесінде олардың өзара байланысы, жансыз материяға әсері, табиғат әлемі мен планетаның пайда болуы қалыптасады.
Вернадскийдің биосфераны зерттеудегі рөлі
Алғаш рет биосфера туралы ілімді Владимир Иванович Вернадский жасады. Ол бұл қабықты басқа жер сфераларынан оқшаулап, оның мағынасын іске асырды және бұл барлық экожүйелерді өзгертетін және әсер ететін өте белсенді сфера деп ойлады. Ғалым жаңа пәннің негізін қалаушы болды - биогеохимия, оның негізінде биосфера туралы ілім негізделді.
Вернадский тірі материяны зерттей отырып, рельефтің барлық түрлері, климат, атмосфера, шөгінді тектегі жыныстар барлық тірі организмдердің белсенділігінің нәтижесі болып табылады деген тұжырымға келді. Мұндағы шешуші рөлдердің бірі планетаның бет-бейнесін өзгерте алатын белгілі бір күшке иелік ететін белгілі бір элемент бола отырып, көптеген жердегі процестердің жүруіне үлкен әсер ететін адамдарға тағайындалады.
Владимир Иванович «Биосфера» (1926) атты еңбегінде барлық тіршілік иелерінің теориясын ұсынды, бұл жаңа ғылыми саланың пайда болуына ықпал етті. Академик өз жұмысында биосфераны ажырамас жүйе ретінде көрсетті, оның компоненттері мен олардың өзара байланыстарын, сонымен қатар адамның рөлін көрсетті. Тірі зат инертті затпен әрекеттескенде бірқатар процестерге әсер етеді:
- геохимиялық;
- биологиялық;
- биогенді;
- геологиялық;
- атомдардың миграциясы.
Вернадский биосфераның шекаралары тіршіліктің тіршілік ету өрісі деп көрсетті. Оның дамуына оттегі мен ауа температурасы, су мен минералды элементтер, топырақ пен күн энергиясы әсер етеді. Сондай-ақ, ғалым биосфераның негізгі компоненттерін анықтады, жоғарыда талқыланды және бастысы - тірі материяны анықтады. Ол сонымен қатар биосфераның барлық қызметтерін тұжырымдады.
Вернадскийдің тіршілік ету ортасы туралы ілімінің негізгі ережелерінің ішінде келесі тезистерді ажыратуға болады:
- биосфера бүкіл су ортасын мұхит тереңдігіне дейін қамтиды, жердің 3 шақырымға дейінгі беткі қабатын және тропосфераның шекарасына дейінгі ауа кеңістігін қамтиды;
- биосфераның басқа қабықтардан айырмашылығын оның динамизмімен және барлық тірі организмдердің тұрақты белсенділігімен көрсетті;
- бұл қабықтың ерекшелігі тірі және жансыз табиғат элементтерінің үздіксіз айналымында;
- тірі материяның белсенділігі бүкіл планетада айтарлықтай өзгерістерге әкелді;
- биосфераның болуы климатты, планетадағы тіршілік циклдарының барысын анықтайтын Жердің астрономиялық жағдайына байланысты (Күннен қашықтық, планета осінің көлбеуі);
- күн энергиясы - биосфераның барлық тіршілік иелерінің тіршілік көзі.
Мүмкін бұл Вернадский өз өмірін үйреткен кезде өмір сүру ортасы туралы түйінді ұғымдар шығар, бірақ оның еңбектері ғаламдық және одан әрі түсінуді қажет етсе де, олар бүгінгі күнге дейін өзекті болып табылады. Олар басқа ғалымдардың зерттеулеріне негіз болды.
Шығу
Қорытындылай келе, биосферадағы тіршілік әртүрлі жолмен және біркелкі емес бөлінетіндігін атап өткен жөн. Жер бетінде тірі организмдердің көп бөлігі тіршілік етеді, мейлі ол су болсын, құрлық болсын. Барлық тіршілік иелері сумен, минералды заттармен және атмосферамен үнемі байланыста болады. Бұл өмір сүрудің оңтайлы жағдайларын (оттегі, су, жарық, жылу, қоректік заттар) қамтамасыз етеді. Мұхит суына немесе жер астына тереңірек енген сайын, өмір біркелкі болады.Тірі материя сонымен қатар бүкіл аумаққа таралады және бүкіл жер бетіндегі тіршілік формаларының алуан түрлілігін атап өткен жөн. Бұл өмірді түсіну үшін бізге он жылдан астам, тіпті жүздеген жыл қажет болады, бірақ биосфераны бағалап, оны біздің зиянды, адами ықпалымыздан қорғауымыз керек.
