Лекция 5 Биосфера туралы ілім 1. Биосфера туралы ілім негіздері 2. Биосфера құрылысы
Біздің планетамызда өмір сүруге қолайлы орта онша көп емес. Ауаның, судың жəне топырақтың жұқа қабатында ғана тіршілік бар. Тірі организмдер орналасқан ауаның (атмосфера), судың (гидросфера) жəне жердің (литосфера) қабаттары биосфера (bios-өмір, тіршілік, shpaqia- дөңгелек, шар) деп аталады. Тірі организмдер өмір сүретін өзара байланыс, қарым-қатынас жасайтын табиғи ортаны – атмосфера мен гидросфераның төменгі қабаттарын, литосфераның жоғарғы қабатын биосфера деп атауды 1875 жылы ғалым Э. Зюсс ұсынған болатын. Биосфера грекше «биос» - тіршілік, «сфера» - шар дегенді білдіреді. Ғалымдар биосфераның ауадағы шекарасы жер бетінен есептегенде 15 км биіктікке дейін, суда- 12 км тереңдікке дейін, жер қыртысында – 5км тереңдікке дейін болсын деген шешімге келді. Осы күнгі биосфера туралы түсінік белгілі орыс ғалымы, академик В.И.Вернадскийдің 1924 жылы Францияның Сорбонн университеттерінде оқыған лекцияларында оқыған болатын. Биосфераны тірі организмдер өмір сүретін орта деп қарасақ, ондағы адамдарды, олардың іс-əрекетін жалпы Планеталық əсері бар күш деп санауы керек. Адамдардың табиғатқа жасайтын ықпалы мен əсері соншалық екенін айта келіп, 1945 жылы В.И.Вернадский алдағы уақытта оларды геологиялық дəрежедегі алып күштер қатарындағы санауды ұсынды. Бірнеше миллион жылдар бойы жаратылыс заңдарына сəйкес өсіп жетілген биосфера біртіндеп Ноосфераға (hoos – гректің сана деген сөзі) айналып бара жатқанын, келешекте əлем жаратылыс заңдарымен қатар адамдардың ақылына, санасына бағынатынын айтқан. Ғалымның пайымдауыншы Ноосфераға – биосфераның жоғарғы сатысы болып саналады. Қоғам мүшелері мен табиғат арақатынасында адамдардың іс- əрекеті, ақыл- ойы шешуші күшке айналады. Жаратылыс заңдарын біліп, түсініп, техника мен жұмыс əдістерін жетілдіре отырып адамдар өздерінің ықпалы мен əсерін одан əрі күшейте түседі, жер бетіне (кейінірек бүкіл əлемге) көптеген өзгерістер енгізеді, табиғат процесстерінің жүруіне ықпал жасайды. Тірі организмдер өмір сүретін əлемдегі жалғыз орын биосфераның хал- жағдайы, олардың өзара қарым-қатынастары, өздері тұратын ортамен байланыстары, адамдардың іс- əрекеттерінен биосфераға келетін пайда мен зиян, оны қорғау үшін алдын ала қолданылатын шаралар экология ғылымы зерттейтін тақырыпқа жатады. Жеке ғылым саласы ретінде ол табиғаттағы физикалық жəне биологиялық құбылыстар мен өзгерістерді тексеріп, жаратылыс тану жəне қоғамдық ғ,ылымдарды, ғылыми негіздермен кунделікті тəжірибелерді байланыстырып, теорияны іске асыру жолдарын іздестіріп, табиғаттың əлеуметтік жəне экономикалық жақтарын зерттеп, қоғам мен табиғат арақатынасын ғылым талаптары негізінде құру проблемаларымен айналысады. Биосфера құрылысы Биосфера – грекше биос-өмір жəне тіршілік, «Sphaira» (сфера) шар, қоршаған орта деген сөздерінен алынған, яғни жер шарындағы адамзаттың жан-жануарлардың, өсімдіктердің жəне басқа тірі организмдердің тіршілік ететін ортасы деген мағына береді. Биосфера ұғымы ғылымға кездейсоқ енген. Жүз жылдан астам уақыт бұрын, 1875 жылы австриялық геолог Эдуард Зюсс өзінің Альпі тауларының шығу тарихы туралы кітабының соңғы, ең жалпылама тарауында жер жарының əртүрлі қабаттары жайында баяндаған кезде осы терминді алғаш рет қолданған болатын. Бірақ биосфера жəне оның жер бетінде жүріп жатқан процестері туралы ілімнің негізін салған академик В.И.Вернандский болды. Осы ілім бойынша, биосфера +50 градустан –50 градусқа дейін температурасы болатын термодинамикалық қабат болып саналады. Биосфера негізінен үш қабаттан құралады. Олар: 1) атмосфера (газ күйіндегі) 2) гидросфера (су) 3) литосфера (қатты) қабаттар Атмосфера – жер шарын түгелдей орап тұрады. Ол гректің «atmos» - бу, «sphaira» - (сфера) шар деген сөзден шыққан. Оның қалыңдығы 100 километрге дейін жетеді. Атмосфераның негізгі құрамында оттегі (20,95%), яғни 1,5·1015 тонна аргон (1,28%), азот (75,50%), яғни 3,8·1012 тонна жəне басқадай газдар кездеседі. Атмосфера негізінен – тропосфера, стратосфера жəне ионосфера қабаттары болып үшке бөлінеді; Атмосфера Тропосфера – грекше «tropos»(тропос)- бұрылыс «sphaira» (сфера) шар қазақша өзгермелі қабат деген шағына береді. Ол атмосфераның жер бетіне тікелей жайласқан төменгі тығыз қабаты. Оның орташа биіктігі 10-12 километрге дейін жетеді. Стратосфера – латынша «strafum»-(төсем), «sphaira»(сфера)-шар, теңіз деңгейінен 9-11 км.жоғары жататын атмосфера қабаты. Мұнда ылғал жоқ. Бұлтта болмайды. Ал температура 30 км-ге дейін бір қалыпты болады да, бірақ биіктік артқан сайын (30-35 км-ден əрі қарай) температура төмендей береді. 20-25 км. биІктікте озон мол кездеседі. Ол күннің əсірекүлгін сəулелерін өте көп сіңіреді. Ионосфера – гректің «ion» (ион) қозғалғыш қабат деген сөзінен алынған. Оның қалыңдығы 800 км-ге дейін жетеді. Бұл орта тропосфера сияқты көбінесе оттегі мен азоттан құралады. Газдардың тек жекелеген молекулалары, иондары мен атомдары ғана кездеседі. Өйтпеген жағдайда тірі организмдер түгелімен қырылып қалар еді. Спутниктер мен ракеталардың көмегімен жүргізілетін зерттеулердің нəтижелері ауаның жоғары шекарасы жер бетінен 20 мың километр биіктікке дейін тарайтынын анықтады. Көпке дейін ғалымдар ауаның массасын білмей келді. Тек XVII ғасырда ғана оның салмагы бар екені анықталды. Ауаның массасы 5,27·1025 тонна, яғни 5 мың триллион тонна. Ауа – адамның алақанына 150 килограмм салмақпен əсер етеді. Ол барлық денеге 15 тоннадан артық күш түсіреді. Шын мəнінде адамдар осыншама салмақтың басып тұрғанын сезбейді. Өйткені адамның денесі ауаның қысымына үйреніп кеткен. Бұл-табиғи құбылыс. Ауа қысымы сəл ғана азайса біздің көңіл күйіміз төмендеп, тамыр соғу жиілейді, əлсіздік пайда болады. Ауа күн сəулесінен келетін жарықты шашыратып, реттеп отырады. Егер ауа қабаты болмаса сөйлеген сөзді де, шырқап салған əнді де, ағаштың сыбдырын, құстардың дыбысын да біз ести алмаған болар едік. Гидросфера - əртүрлі табиғи су қоймаларынан (мұхиттардан, теңіздерден, көлдерден, өзендерден) құралады. Бұлар құрлықтың 70 пайызын алып жатыр. Гидросфераның көлемі 400 миллион шаршы километр. Литосфера – жердің қатты қабаты. Ол екі қабаттан құрылған. Үстінгі қабаты граниттен, оның қалыңдығы 10 километрден 40 км-ге дейін жетеді. Ал астыңғысы базальттан тұрады. Минералды қабаттардан басқа, жерді тағы бір ерекше қабат-биосфера қоршап тұрады. Биосфера деңгейінен бастап, тау жоспаларының шыңдарына дейін бүкіл құрғақ жерді алып жатыр. Соңғы жылдары көптеген ғалымдар (Дж.Хатчинсон жəне т.б) биосфераның жер бетінің қазіргі кездегі организмдер тіршілігінің ықпалындығы бөлігі ретінде қарастырып, биосфера ұғымын тарылтып жүр. Көптеген ғылыми терминдер əртүрлі жағдайларда бірде кеңірек, бірде тарлау мағынада қолданылуда. Сонда биосфера – жер шарының осы бір айрықша қабығына қандай ерекшеліктер тəн? Біріншіден биосферада сұйық күйдегі судың мөлшері айтарлықтай көп. Екіншіден, оған күн энергиясының тасқыны ықпал етеді. Үшіншіден, биосфера үшін сұйық, қатты жəне газ күйіндегі заттардың бөліну беттерінің болуы тəн. Жердегі энергия көзі күн болғандықтан, күллі тірі организмдер жердің екі қабығы метосфера мен гидросфераның жоғарғы қабаттарында таралған Жер қабаттарының қай-қайсы болмасын күн сəулесін неғұрлым жақсырақ өткізсе, соғұрлым тірі организмдер олардың тереңірек қабаттарына шейін қоныстанған деуге болады. Бірақ биосфера жарық жететін жерлермен шектелмейді. Ауырлық күшінің арқасында энергия ағыны одан да əрі таралады: жарықталған қабаттардан теңіз түбіне эксперименттер түйішіктері, өлі жəне тірі организмдер үздіксіз түсіп жатады.