Жер беті мен оның қойнауындағы тірі организмдердің құрғақ биомассасы

Жер беті мен оның қойнауындағы тірі организмдердің құрғақ биомассасы.

Әдетте, тіршілік саласының күрделенілуі, көпклетканың пайда болуымен байланыстырылады. Шынын айту керек, бұл туралы әр түрлі пікірлер баршылық. Осылардың ішінен отаршылық (колониальная гипотезасын ерекше атауға болады. Отаршылық көзқарас тұрғысынан, толық емес жыныстық қатынас нәтижесіндегі көбею барысында клетка бөлінеді және бөлінген, бір- бірінен алшақтап кетпейді. Бөлінуі нәтижесінде пайда болған клетка бөліктері даму барысында әртүрлі өзгеріске ұшырап, олардың химиялық құамы да өзгере бастады. Міне, бұл жағдайдың өзі, клеталардың қоршаған ортамен зат алмасу барысында олардың әрқайсысының өзінше қызмет етуіне және функционалдық ерекшеліетр мен қасиетке ие болуына әкеліп соқтырады.

Көпклеткалалы организмдер, өздерінің миллиондаған жылдар бойы даму барысында жетіліп, өзара айырмашылықтары айқындала түсті. Органикалық заттар айналымы биологиялық айналыммен алмасты. Биологиялық айналым дегеңіміз- организм мен қоршаған орта арасындағы үздіксіз зат- энергя алмасуы нәтижесінде организмдердің түзілуі, яғни олардың пайда болуы және жойылуы.

Тіршіліктің жер бетіне- құрлыққа көшуі, әр түрлі физика- химиялық жағдайлар әсерінен туындап, тіршілік иелерінің жаңа жағдайға бейімделуін талап етті. Жаңа жағдайға көндегі алмаған тірі организмер жойылып, ал көнбістері сол тіршілік жағдайына бейімделе бастады. Яғни, эволюция барысында табиғи іріктеу (отбор, селекция) өз дегенін істетті. Жалпы, жер бетіндегі тіршілік басталғаннан бірге мерзім – 6 эра және 17 кезеңнен (период) тұрады, яғни оның ұзақтығы 3,5 млрд. Жылдай. Осының ішінен, тек 1,5 млн.жыл ғана жер бетіндегі тіршілік басталуының үшінші бөлігіне (этап), яғни соңғы кайнозой- антропоген эрасынан бергі уақыт үлесіне тиесілі. Антропоген кезеңі- адамзат эволюциясында өте қарқынды даму кезеңі болғандығын айғақтайды. Антропогенездің қозғаушы күші- қоғамдасып еңбек ету болып есептелінеді. Соның нәтижесінде, еңбек ету мүшелері мен өзара байланыс құралы- тіл, ойлау, қабілеті жетілді. Міне, осының бәрі, адамзат қоғамының биогенездің бір бөлігі екендігін дәлелдейді.

Ал, қазіргі эволюциялық  кезеңнің, биогенезден айырмашылығы- ол ақыл- ойдың, сананың жетілуімен ерекшеленеді. Сондықтан да ол ноогенез деп аталынады.  

 

Жер атмосферасының құрамы, құрылысы және ондаңы химиялық процестер.

2.Биосферадағы заттар айналы.

Биосферадағы зат айналыс- үлкен (геологиялық және кіші (биотикалық) айналыс деп екіге бөлінеді.

Үлкен хат айналысы мың- миллиондағын жылдар бойы жүреді. Бұл аралықта, тау жыныстары үтіліліп, ондағы сумен араласады. Оның еритін бөлігі ерітінді түзіп, әр түрлі өзгерістер ұшырайды.

Кіші айналым кезінде, зат айналысы биоценоз деңгейінде жүреді. Мысалы, топырақ құрамындағы қоректік заттар, су, көмертігі қосылыстары- өсімдіктер дүниесін құрайды. Ал, өсімдікттер, өзге тіршілік иелерінің денесін құрауға қажет. Жан- жануарлар тіршілігі таусылған соң, құрт- құмырсқа бактериялар нәтижесінде ыдырап, қайтадан минералды заттар айналады. Минералдық заттарды өсімдіктер дүниесі қайта пайдаланып, тіршілік сөйтіп жалғасы береді.

Күн сәулесімен энергиясын пайдалану нәтижесінде, бейорганикалық заттардың- өсімдіктер, жан- жануарлар дүниесіне айналып, қайтадан бейорганикалық заттарға өту барысындағы химиялық реакциялар тізбегімен жүретін өзгерістер- биогеохимиялық цикл деп аталады.

Көміртегі айналымы. Көміртегінің табиғаттағы айналымы үлкен және кіші циклдар бойынша жүзеге асады. Көміртегінің геологиялық үлкен цикл бойынша айналымы төменде келтірілген. 

 

 

  

H₂O 

 

Биосферадағы күкірт айналымының  схемасын, төмендегі түрде бейнелуге болады:  

 

 

  

 

Азот айналымы. Азот элементтерінің де, өзге элементтер сияқты, айналымы үлкен және кіші циклдерден тұрады.

Келтірілген схема Р.Риклефе ұсынысы бойынша беріліп отыр. Мұнда ескере кететін жай, бос күйіндегі азот топырақ өсімдіктер бойына сіңірле алады.

Фосфор айналымы. Фосфор қосылысқа түсуге өте бейім болғандықтан, оның айналымы көптеген факторлар байланысты. Мысалы, кір жуғанда кір жуғыш заттардың құрамындағы фосфордың үлкен бөлігі, сарқынды сулар барысында фосфор тыңайтқыштарының біршама бөлігі жуылып, сарқынды сулармен қоршаған ортаға келіп қосылады. 

 

Фосфордың биогеохимиялық циклының формасынан редуценттердің, формасына органикалық формасын бейорганикалық формасына тотықтырмай көшіретіндігінде. Нәтижесінде, элеенттің бір бөлігі терең шөгінде қабаттарына кетіл қалатындықтан, фосфордың циклы азоттың циклына қарағанда, кемірек жетілгенболыпесептеледі.  

 

Келтірілген мысалдарды талдау, биогеохимиялық циклардың кризистік сәттері- физикалық ортадан, заттарды қамту және ортаға қайтарып бері. Бұл сәттер тотықсыздану және тотығу реакцияларымен байланысты. Химиялық заттарды тотықсыздануы, түптен келгенде, күн сәулесі энергиясының есебінен іске асырылады. Энергия тасымалының әр сатысында орын алатын оның шашырауы- редуценттер деңгейінде аяқталады, олар элементтерді продуценттер қамти алатын күйге дейін тотықтыралы. Бүкіл алмасу қоры деңгейіндегі биогеохимиялық айналымы, әр сатысында, тотығу процесінің тиесілі бір бөлігі жүзеге асырылатын жүйе ретінде қарастыруға болады.

Теңіз, мұхит сулары құрамында орташа алғанда 35 г/кг еріген зат болатын табиғи ерітінді. Бұл көрсеткіш тұздылық деп аталады. А, промиллемен өрнектеледі.Судың температурасы да, басқа газдардың да суда ерігіштігі төмендейді.

Топырақ- континеттер беттеріндегі биосфераның күрделі компонентті топырақ жабыны.

Топырақтану ғылымының негізін салушы В.В.Докучаев (1846-1903) топырақ: а) грунт, б) климат, в) өсімдіктер мен жануарлар, г) елдің тарихи жасы, д) рельев жағдайы сияқты фаткрлардың тіршілік іс әрекетінің нәтижесінде түзілген жеке табиғи – тарихи құрылым деп анықтама берді. 

 

Жер қойнауының химимялық құрамы (А.Б.Ронов және

А.А Ярошевский бойынша, % ) 

 

 

 

Топырақтарда биорганикалық заттардың  ыдырау процесі жүріп отырады. Ондағы органикалық заттарды екіге бөлуге болады, олар: өсімдіктер, жануарлар, микроорганизмдердің ыдырамаған не жартылау ыдыраған қалдықтары және топырақтың қарашірігі.

Өсімдік қоректі жануарлар қорек ретінде қабылдаған өсімдіктеріндегі жинақталған энергияны сіңіреді. Олар тіршілік процесі нәтижесінде энергияның біраз бөлігін тыныс алу процесі жұмсайды. Бұдан әрі энергия жыртқыштардың қоректенуі кезінде келесі қоректік сатылады одан ары қарай жұмсалады. Осылай, жасыл өсімдіктерде жинақталған энергия қоры қоректік байланыстардың күрделі тармақтары арқылы әрбір трофикалық сатыда зат алмасу мен тыныс алу процесі нәтижесінде біртіндеп жұмсала береді. Ең соңында, редуценттер- сарофагтар мен бактериялар өлі жануарлар мен өсімдіктер қалдықтарының энергиясын пайдаланады. Осы кезенде энергия қорының ең көп мөлшері жұмсалады. Бұл кезде органикалық массаның айырылуы екі бағытта жүреді. 1) көмірсулардың минералданып, СО₂, NH₃ суға дейін ыдырауы; 2) топырақта микроорганизмдер әсерінен қарашірік түзілуі. 

 

 

 

  

 

 

  

 

 

 

Көміртегінің кіші цикл бойынша түрленуі, үлкен циклдің бір көрінісі болып табылады да, оны мынадай өзгеріс схемасы арқылы өрнектеуге болады: 

 

Кіші айналымнан шығатын көмір қышқыл газындағы көміртегі- көміртегінің минералдық қосылыстарына айналуына бағытталған. Адамзат баласы тіршілік ету барысында- табиғи газды, көмірді, жанар майларды, органикалық заттарды жандыру барысында, атмосферада көмір қышқыл газының артуына себепші болады. Былайша айтқанла, адамзат іс- қарекеті табиғи цикл арасында өзара қарама- қарсылық пайда болады.

Табиғи цикл

Адамзат іс- қарекетінің нәтижесіндегі өзгеріс бағыты.

Күкірт айналымы. Табиғатты күкірт айналымы барысында, төмендегідей химиялық реакциялар орын алады: 

 

CaS + CO₂ + H₂O = CaCO₃ + H₂S

2H₂S + O₂ = 2H₂O + 2S

2S + 3O₂ + 2H₂O = 2H₂₅SO₄

CaCO₃ + H₂SO₄ = CaSO₄ + CO₂ + H₂O

CaSO₄ + CH₄ = CaS + CO₂ + 2H