Биосфера – ғаламдық экожүйе

Сырттай қарағанда тірі организмдер мен өлі табиғат, ресурстарында үлкен айырмашылық бар ғой деп ойлайсыз. Зерттеп қараған кезде олардың бірінсіз-бірінің тіршілігі жоқ екенін көрсетеді. Қайта олар бір- бірімен жан-жақты және тығыз байланыста болатыны анықталды. Айналаны қоршаған өлі атмосфераның ресурсынсыз өмір сүре алмайды, себебі ол айналаны қоршаған ортаға да терең экологиялық және биологиялық өзгерістер енгізеді. Тірі ағзалар (өсімдіктер қалдықтары, жан- жануарлардың өліктері және тағы басқа органикалық қалдықтар) топырақтың қара шірігін құраушы, тіпті топырақтың негізін құраушы, тіпті топырақтың негізін құрайтын фактор болып есептелінеді. Топырақ өлі дене емес. Ол тіршілік ортасы. Жерді қоршаған атмосфера, бір жағынан, тіршілік ортасы болса, екіншіден, оның қазіргі физикалық құрамы тірі ағзалардың әрекеті арқылы пайда болған.

Жер бетін мекендейтін бүкіл тірі организмдердің жиынтығы сүретін ортасымен қосыла отырып, өзгеше қабат биосфераны құрайды.

В.И. Вернадский биосферадағы тіршілік үрдістерін жан-жақты зерттей келе биохимиялық элементтердің бір тобын “тірі заттар”, екінші тобы биогенді, үшіншісін – биокосты, сирек кездесетін элементтер деп бірнеше категорияларға бөлді.

Биогенді заттарға сутек, оттек, көміртек, азот, фосфор және күкірт жататынын В.И.Вернадский анықтап берді. Ол геохимик және минералог еді. Биогенді элементтердің атомы тірі ағзалардың денесінде күрделі биоорганикалық қосылыстар жасап, көмірсулар, Жоғары молекулалы заттар-белоктар, нуклеин қышқылдар дезоксирибонуклеин қышқылы (ДНҚ), рибонуклеин қышқылы (РНҚ), липиттерді синтездейді.

Бұл биохимиялық қосылыстар биосферадағы тірі организмдері негізгі құрамы тіршілік тірегі.

В.И.Вернадский биосфераның пайда болу, даму және қазіргі кездегі жағдайында тірі заттардың рөлін өте жоғары бағалады. Ол “Жердің сыртқы қабатында үнемі езгеріс енгізетін тірі организмдерден бас құдіретті химиялық күш жоқ” деп жазды өзінің “биосфера атты еңбегінде. Әсіресе тірі организмдер оған қоса адамзат баласының іс әрекеттерінің биосфера шетіндегі биогеохимиялық фактор ретіндегі рөлін бағалай келіп биосфера өзін-өзі реттеп отыратын биолог экологиялық және химиялық жүйе екенін делелдеді. Бір сөзбен айтқанда біздің жер деп аталатын планетамыздағы ең жоғарғы сатыдағы өсіп-дамыған жер бетіндегі барлық тіршілікті жүргізуші ұлы күш. Сондықтан да жер бетіндегі неше түрлі құбылыстар осы тірі ағзалармен байланысты екенін толық түсіндіре білді. Шынына келетін болсақ тірі ағзалар ғарыштық энергияны биосферадағы химиялық элементтер мен қосылыстардың миграциясы болып табылады. Бұл үрдістер биосферадағы зат және энергия айналымдарымен шектеліп, биосфера шегіндегі бүкіл дүние жүзілік зат пен энергияның алмасып отыратынына ең себепші құдіретті қозғаушы күш.

Алғашқы кезде проблема биосфералардағы зат пен энергия айналымының қалдықсыз жүруі нәтижесінде биосфера деп аталатын айналаны қоршаған ортада, тіршілікке қажетсіз еш қандай басы артық зат синтезделінбейді. Олар үнемі өзгеріп, бір түрден екінші түрге айналып отырады. Өмірге қауіптісі жойылып кетіп, пайдалылары қалады, сөйтіп биосфера езін-өзі тазартып отырады. Биосферада барлық тіршіліктің ең қозғаушы күші – күн сәулесі.

Биосфераға күннен секуңцьша 1.1.1025 калория энергия келіп сіңеді оның 42 процентін биосфераның әлемдік кеңістігіне тарайды да, ал қалған 57 пайызын өз бойында сақтайды. 1 пайыз энергия өсімідіктерге жиналады. Бұл энергия жердің жасыл желегінде болатын фотосинтез үрдісіне жұмсалады. Күн сәулесіне кейінірек тоқталамыз.

В.И.Вернадский биосферадағы зат және энергия айналымдарының тұрақты есіп-даму үрдісіндегі адамзат баласының рөліне ерекше көңіл аударады.

В.И.Вернадскийдің делелдеуінше адамзат баласы тендесі жоқ биосферадағы ең қуатты геологиялық күш екенін айтады. Келешектегі яғни XXI ғасырдағы биосфераның тағдыры адамзат баласының ақыл ойының сапасында немесе деңгейінде екенін болжай келе В.И.Вернадский өзінің өте маңызды теорияларының бірі -биогеохимиялық концепцияларын дүниеге келтірді. Сөйтіп, ноосфера ғылымының негізін қалады. Ол – биосфераның жаңа тұрғыдағы ұғымы мен сипаты – ноосфера туралы гипотезалар жасады.

Академик В.И.Вернадский өзінің 1944 жылы жазған ғылыми еңбегінде: “Болашақ планетаның ұсқыны мен тыныс тіршілігі адамзат баласының ақыл ойы мен парасатына байланысты өсіп дамиды және тәуелді болады. Ең бастысы адамзат баласының саналы ақыл-ойының нәтижесіне байланысты биосфера тағдыры шешіледі” – деп көрсеткен еді. Шынына келетін болсақ, қазіргі биоосфераның тұрақтылығы тек адамзат баласының қолында екенін әрбір саналы және сауатты адамзат баласы жақсы білуі тиіс. Еш бір дәйекті сөздерді қажет етпейтін ұлы қағида.

БИОСФЕРА ҚҮРЫЛЫСЫ

Биосфера – грекше биос – өмір және тіршілік, шар, қоршаған орта деген сөздерінен алынған, яғни жер шарындағы адамзаттың жан-жануарлардың өсімдіктердің және басқа тірі организмдердің тіршілік ететін ортасы деген мағына береді.

Бұл терминді 1875 жылы бірінші рет Австрияның атақты геологы Э.Зюсс ғылымға енгізді. Бірақ биосфера жене оның жер бетінде жүріп жатқан процестері туралы ілімнің негізін салған академик В.И.Вернадский бодды. Осы ілім бойынша, биосфера +50 градустан — 50 градусқа дейін температурасы болатын термодинамикалық қабат болып саналады.

Биосфера негізінен үш қабаттан құралады: Олар: атмосфера (газ күйіндегі), гидросфера (су), литосфера (қатты) қабаттар.

Атмосфера – жер шарын түгелдей орап тұрады. Оның қалыңдығы 100 километрге дейін жетеді. Атмосфераның негізгі құрамында отгегі (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, стратосфера жөне ионосфера қабаттары болып үшке бөлінеді.

Тропосфера – қазақша өзгермелі қабат деген мағына береді. Ол атмосферанының жер бетіне тікелей жайласқан төменгі тығыз қабаты. Оның орташа биіктігі 10-12 км дейін жетеді.

Стратосфера – теңіз деңгейінен 9-11 км жоғары жататын атмосфера қабаты. Мұнда ылғал жоқ. Бұлт та болмайды.

Гидросфера табиғи су қоймаларынан құралады. Бұлар құрлықтың 70 процентін алып жатыр. Гидросфераның көлемі 400 миллион шаршы километр.

Литосфера Жердің қатты қабаты. Ол екі қабаттан құралған.Үстіңгі қабаты граниттен, оның қалыңдығы 10 км 40 км дейін жетеді. Ал астыңғысы базальттан тұрады. Қалыңдығы 30-80 км.

Биосфераның пайда болуымен бірге, жер бетінде тірі организмдер өсіп-өніп, сыртқы қоршаған ортаның эволюциялық дамуына сәйкес қалыптасады. Биосфера теңіз деңгейінен бастап, тау жоталарының шындарына дейін бүкіл құрғақ жерді алып жатьр. Өсімдіктер әлемі мен жан-жануарлар дуниесінің кейбір түрлері жердің ең биік нүктесіне дейін таралған. Мысалы, шау қарға дейін дала құсының бір түрі Эверстің (Гималай тауының) басында 8 километрге жететін шындарда тіршілік етеді. Сол жер оның атам заманнан бергі табиғи мекені.

Атмосферадағы биосфераның жоғары шегі 20 километр биіктікке дейін жетеді. Онда микробтардың споралары (өршігіш түқымы) кездеседі. Бактериялар атмосфералардың озон қабатында да өсіп-өнеді. Озон қабаты 20-25 километр биіктікте кездеседі. Ол жерді қоршаған экран сияқты. Адам баласына, жаңуарлар дүниесіне зиян келтіретін космостық және күннің әсірекүлгін сәулелерінің осы озон қабаты тұтып қалады. Биосферада мол кездесетін микроорганизмдер жер бетінен 50-70 метрге дейінгі биіктікке ғана тарайды.