Биосфераның негізгі ерекшеліктері

Биосфераның негізгі ерекшеліктері 

Жердегі экожүйенің жоғары дәрежелісі, тіршілік иелері қоныстанған планетаның қабаты - биосфера болып саналады.

Қазіргі мәніне жақын «биосфераны» алғаш рет енгізген австрия геологы Э. Зюсс болатын. Ол өзінің «Альпі тегі» (1875) кітабында жерде ерекше организм құрайтындай қабықты ажыратады. Бүгінгі таңда бұл қабатты белгілеу үшін «биота», «биос», «жанды зат» түсінігі қолданылады.

Академик В.И. Вернадский (1863-1945) классикалық «Биосфера» (1926) еңбегінде биосфера туралы ілім ұсынған. Ол биосфераны өмірмен қамтыпған жердің ерекше қабаты– деп анықтады.

В.И. Вернадский келесі компоненттерді белгілейді:

•  тірі зат - барлық тірі организмдердің жиынтығы;

•  сірескен зат (косное вещество) - жансыз дене немесе құбылыс (атмосфера газы, магма текті тау жынысы, органикалық емес пайда болуы т.б.);

•  биосіреспе заттар - әр текті табиғи денелер (топырақ, судың беткі бөлігі және т.б.);

•  биотекті заттар - тіршілік әрекетінің өнімдері (топырақ гумусы, тас көмір, торф, мұнай, тақта тас т.б.);

•  радиоактивті ыдырау күйіндегі зат;

•  шашыранды атомдар заты;

•  ғарышта   пайда   болған   заттар   (ғарыштық   тозаң, метеориттер).

В.И. Вернадскийдің  көзқарасына байланысты барлық жердің болмысы, жер ландшафты, атмосферасы, судың химиялық құрамы, шөгінділер қалыңдығының пайда болғаны үшін тірі заттарға қарыздар. Өмір - жер мен ғарышты байланыстыратын желі іспетті, ғарыштан келетін энергияны пайдалана отырып, сірескен заттарды өзінен өткізеді де, материалдық әлемнің жаңа түрін жасайды. Сонымен, тірі организмдер топырақты жасап, атмосфераны оттегімен байытады. Өзінен кейін бірнеше километр болатын шөгінді жыныстарды, жер қойнауының байлығын қалдырып, жер шарындағы мұхит суларын өздері арқылы бірнеше рет өткізіп отырады.

В.И. Вернадскийдің  ілімі тірі, сіреспе, және биосіреспе денелерді ажырамас құбылыс зерттеуге бағыттап отырды. Осының арқасында табиғат зерттеушілерін дайындауға айтарлықтай көңіл бөлініп, табиғат жүйесін тұтастай түйсініп қабылдауға ықпал жасады.

Қазіргі биосфераға жердің қабаты кіреді, онда тірі организмдердің тұтастай алғанда ғаламшардағы заттық бөлігі осы организмдермен үзіліссіз  алмасуда. Биосфера – бүкіл гидросфераны және литосфераның жоғарғы көкжиегін, атмосфераның төменгі қабатын қамтитын белсенді өмір кеңістігі.

Биосфераның құрылымы - ғаламшардағы газ тәрізді, сұйық  және қатты қабаты, сондай-ақ оны  мекендейтін тіршілік иелері бар. Биосфераның массасы шамамен жер массасының 0,05%, ал оның көлемі - ғаламшар көлемінің 0,4% кұрайды. Биосфераның шекарасы ондағы тірі организмдердің таралуымен анықталады. Жер шарының түрлі аудандарында тіршілік иелерінің түрліше шоғырлануына қарамастан, биосфераның келденең шекарасы болмайды - деп есептеледі. Жоғарғы тік шекарасы өмір сүруге жарамсыз, радиация сәулеленуі бар төменгі температурамен ерекшеленеді. Ондағы ультракүлгін радиация мен күннен, галактикадан шығатын сәулеленімдерден ғаламшардағы тіршілікті озон қабаты қорғайды. Озон молекуласының (үш атомды оттегі) барынша көп шоғырлануы 20-25 км биіктікте болады, ондағы озон қабатының қалыңдығы 2,5-3 мм. Күн спекторыныңаумағындағы радиацияның 0,29 мкм болатын толқынын озон қабаты ұдайы түрде өзіне сіңіріп отырады.

Сондықтан, көбеюге  мүмкіншілігі бар сүру алаңымен себепші биосфераның шекарасы жер экваторының үстінен 18 км-ге дейін және полюстің үстінен 8 км биіктікте тропосфера шекарасымен дәл келеді (атмосфераның төменгі қабаты). Бірақ та, тропосферада тірі организмдердің ауысулары ғана болады, көбеюді қосқандағы дамуының барлық кезеңдері (циклі) литосферада, гидросферада және осы атмосфера ортасының шекарасында жүзеге асады.

Биосфераның құрамына бүкіл гидросфера кіреді (мұхит, теңіз, көл, өзен, жер асты сулары мен мұздықтар), олардың қуаты 11 км. Өмірдің көп мөлшердегі шоғырланған жері 200 м тереңдікте, ол - эвфотикалық зона, оған күн сәулесі өтеді және фотосинтездің болуы да мүмкін. Бұл жерде фотосинтезделетін барлық өсімдіктер шоғырланған және алғашқы биологиялық өнімдері тиімді. Одан теренде дисфотикалық зона басталады, ол жерде қараңғылық үстем етеді және фотосинтезделетін өсімдіктер болмайды. Бірақ жәндіктер дүниесібелсенді ауысып отырады да, өлгендері үнемі су түбіне шөгіп жатады.

Биосфераның төменгі шекарасы литосфераның шегінде орташа алғанда  құрлықтан 3 км терендікте және мұхит табанынан 0,5 км төмен жатыр. Литосфера қалындығына дендеп енген өмір жайлы дерек әзірге жоқ.

Атмо-, гидро- жэне литосфера шекарасында ғаламшардың толып жаткан тіршілік иелері шоғырланған және бұл қабаты биогеосфера немесе тіршілік қабаты деп аталады. Тек соның шеңберінде ғана тіршілік әрекетімен адамдардың өмір сүруіне болады.

Биосферадағы  тіршілік иесінің биомассасы 2-3 трлн тоннаны құрайды, соның 98% - жер бетіндегі өсімдіктердің биомассасы. Биосфераны 1,5 млн жануарлар түрі мен 500 мың өсімдік түрлері мекендейді. Бірақ та, осы тіршілік иелерін ойша ғаламшар бетіне бірдей қылып бөлсе, қалындығы небәрі 2 см болатын қабат пайда болады. Сонымен қоса биосфераның өзін-өзі ұйымдастыру процесі тіршілік иелерінде жетекші рөл атқарады.

Тіршілік  иелері сыртқы әлеммен үнемі энергетикалықалмасу  жағдайында  болады. Ол, сонымен қатар, экологиялық жүйенің динамикалық тепе-теңдігін қамтамасыз етіп, заттар айналымының колдаушы және ұйымдастырушы элементтерінің бірі болып саналады.

Биосферадағы  органикалық зат процесінің құрылуы  бір мезгілде процеске қарсы тулыну мен оның ыдырауын бастапқы минерал кұрамдарына (су, көмір қышқыл газы жэне т.б.) айналуына гетеротрофты организмдер әсер етеді. Сонымен, биосферадағы кіші немесе биологиялық айналымда оны мекендейтін организмдердің қатысуымен органикалық заттардың айналымы жүзеге асады. Жоғарыдағы заттар айналымы күн энергиясының үлкені немесе геологиялық айналымының су мен ауаның оның көрінетін айналасынан өзгешелеу. Үлкен айналым Жер дамуының бүкіл геологиялық өн бойында болып келе жатыр. Атап айтқанда, ол ауа массасының ауысуымен байқалады. Мәселен, радиоактивті ластаушы заттарды, еріген минерал қоспаларын және суды сақтап, одан қалса, буландырып ұшыратын желді айтуға болады.

Жасыл өсімдіктер фотосинтезінің нәтижесінде органикалық заттардың пайда болуынан кіші (биологиялык) айналым бастау алады. Яғни, күннің сәулелі энергиясын пайдалана отырып, көмір қышқыл газынан, судан және жай минерал қоспаларынан тіршілік иесін құрады. Өсімдіктер (продуценттер) еріген күйінде жерден күкірт, фосфор, мыс, мырыш және басқа да элементтерді алады. Шөп қоректі жануарлар (1-реттегі консументтер) осы элементтердің қосындысын өсімдік текті азықпен бойына сіңіреді. Ал, жыртқыштар (2-реттегі консументтер) шөп қоректі жануарлармен қоректенеді. Олардың азық құрамы күрделі болып келеді: ақуыз, май мен амин кышқылдары т.б. бар. Жануарлардың өлексесі мен қураған өсімдіктер, жәндіктер бактериялар (редуценттер) және микроорганизмдермен қайта өңделіп, минералдар мен қарапайым органикалық қосындыларға айналып, өсімдік атаулының қорегіне айналады. Міне, осымен биологиялық айналымның жаңа бір орамы басталады.

Биосфера тұрақты режимде  процестер мен оны құрайтын бөліктерін нәзік реттеп отыратын аса күрделі  экожүйе. Зерттеу мәліметтеріне қарағанда соңғы 600 млн жыл ішінде жердегі негізгі айналымның сипаты айтарлықтай өзгерген жоқ. Тек геохимиялық процестердің жылдамдығы шамалы ғана өзгерді.

Табиғаттың айналымына адамдардың араласуы биосфера жағдайының қатты өзгеруіне әкеліп соқтырады. Адам және оның өндірістік қызметі дамуының нәтижесінде ол ғаламшар биосферасында болып жатқан барлық өзгерістердің негізгі геологиялық факторы болып отыр, - дегі есептейді В.И. Вернадский. Ғаламдық сипат алып отырған «Жалпы, адамзат қуатты геологиялық күш болады» - деп атақты ғалым, тұжырымдайды. Осыдан былай адамдардың бақылаусыз әрекеттерінің дамуы үлкен қатерді жасырып отыр, - дейді ол. Сондықтан, биосфера біртіндеп ноосфераға немесе парасаттың сферасына (саласына) айналуы керек, - деп түйіндейді ғалым (гректің nооs - парасат, sрһаrіа - шар).

Ноосфера тұжырымдамасының негізін салушы үш ғалымды атауга болады - француз математигі, антропологы және палеонтологы Э. Леруа (1870-1954) және орыс ғалымыВ.И. Вернадский, француз геологы, палеонтологы және философы П. Тейяра де Шарден (1881-1955). Олардың жаратылыс тарихын үйлесімді түрде жалғастырушы адамзат тарихының дамуы бойынша бағалаудағы пікірлері бірдей.

Айтарлықтай ноосфера идеясының заңдылық кезеңінің қоғам тарихында емес, тұтас биосферада толықтай дамуына үлес қосып, енгізген В.И. Вернадский болды. Сондықтан да оның ноосфера туралы ілімдері оның атымен қауымдастырылады. «Ноосфера» ұғымында ғалым биосфера дамуының жогары формасын қоғам мен табиғаттың қатар өмір суруінің үйлесімді процесі мен дамуын анықтауды түсінеді. Ғалымның ноосфера туралы ілімі адамзат пен табиғи ортаның бірлсскен эволюциялық принципін бекітіп, қоғам мен табиғаттың тепе-теңдігін қамтамасыз ету жолдарының тәжірибесін іздеп табуға бағьгттайды.