Қазіргі заманғы түсініктер бойынша биосфераны заттардың планета аралық айналымын ұстап тұратын ғаламдық экосистема ретінде қарастырады. Қазіргі өмір Жердің жоғарғы қабатында, ауаның төменгі қабатында және су қабатында таралған.
В.И.Вернедскийдің биосфералық концепциясы
Биосфера терминін 1875 жылы Австрия ғалымы Э. Зюсс енгізді. Биосфера туралы ілімнің негізін салған орыстың ұлы ғалымы – академик В. И. Вернадский
Оның классикалық еңбегі “Биосфера” 1926 жылы жарыққа шықты. В. И. Вернадский бірінші рет, Жер қабатының негізгі физика-химиялық қасиеттерін қалыптастыруда және ұстап тұруда “тірі заттардың” ролі туралы тезисті ұсынды.
Осыдан үш млрд. жылдар бұрын пайда болған қазіргі биосфераның құрамына тірі организмдер, олардың қалдықтары, сондай-ақ олар мекендейтін және олардың әсерінен өзгерген атмосфера, гидросфера және литосфера зоналары кіреді. Планетадағы барлық тірі организмдердің жиынтығын Вернадский ТІРІ ЗАТТАР деп атады.
Вернадский биосфераның негізгі үш бөлігін атап көрсеткен
Газдық
Атмосфера
Тас
Литосфера
Жер бетінде адамзаттың пайда болуы, міндетті түрде биосфераның жаңа түрінің пайда болуын, оның адамның мақсатты іс-әрекеттері қамтитын ноосфераға, ақыл, парасат сферасына өтуін анықтады. Вернадский, адамның ақыл, парасаты мен ғылыми түсініктерінің рөлін бағалай отырып мынадай қорытындыларға келеді:
Жер бетінде адамзаттың пайда болуы, міндетті түрде биосфераның жаңа түрінің пайда болуын, оның адамның мақсатты іс-әрекеттері қамтитын ноосфераға, ақыл, парасат сферасына өтуін анықтады. Вернадский, адамның ақыл, парасаты мен ғылыми түсініктерінің рөлін бағалай отырып мынадай қорытындыларға келеді:
Ғылымның дамуы, адамзат тіршілік ететін биосфераны өзгертетін күш болып табылады; Ғылымның дамуымен бірге жүретін биосфераның өзгерістері болмай қалмайтын құбылыс; Бұл өзгерістер адамның еркіне байланыссыз, стихиялы түрде, табиғи процестер сияқты жүреді.
Өсімдік судағы сутекті фотосинтез процесі кезінде органикалық заттарды түзуге пайдаланып, молекулалық оттекті бөліп шығарады. Тірі организмдередің тыныс алу мен органикалық заттардың тотығу процестерінің нәтижесінде су қайтадан түзіледі. Гидросферадағы барлық бос су өзінің тіршілік ету тарихында айырылу мен ғаламшардағы тірі затта жаңадан қайта түзілу циклінен бірнеше рет өткен. Жердегі жыл сайынғы су айналымында шамамен 500 000 〖км〗^3 су қатысады. Судың айналымы мен оның қоры (салыстырмалы мөлшерде).
Оттектің биосферадағы айналымы
Жерде бос оттектің өте жоғары мөлшері бар ерекше атмосфераның болуы фотосинтез процесіне байланысты. Атмосфераның жоғарғы қабатында озонның түзілуі, оттек айналымымен тығыз байланысты. Өсімдіктердің фотосинтездік белсенділігінің қосымша өнімі болып табылатын оттек су молекулысынан босап шығады. Атмосфераның жоғарғы қабатында оттек абиотикалық жолмен, су буының фотодиссосациясы есебінен түзіледі, бірақ бұл оттектің көзі фотосинтез түзетін оттектің мыңнан бір бөлігіндейі ғана. Атмосфера мен гидросферадағы оттек құрамының арасында жылжымалы те пе-теңдік болады. Суда оның мөлшері шамамен 21 есе аз. Оттек айналымы көміртек циклімен тығыз байланысты.
Биосферадағы көміртек айналымы
Биосферадағы көміртек айналымы
Көміртек – тіршіліктің негізі болып саналатын химиялық элемент. Ол әртүрлі тәсілдермен көптеген элементтермен байланысып, тірі жасушалар құрамына кіретін жай және күрделі органикалық молекулалар түзеді. Ғаламшарда көміртек таралуы бойынша он бірінші орында (бүкіл қабаты салмағының 0,35%), ал тірі затта ол шамамен 18 немесе құрғақ биомассаның 45%-ын құрайды.
Биосферадағы азот айналымы
Жердегі азоттың 2%-нан аз мөлшері атмосфера мен тірі заттың құрамында болады, міне осы ғаламшардағы тіршілікті ұстап тұрады. Азот ең маңызды органикалық молекулалар – ДНҚ, белок, липопротеидтер, АТФ, хлорофил, т.б. құрамына кіреді. Өсімдік ұлпаларындағы оның көміртекпен арақатынасы шамамен 1 : 30-дай, ал теңіз балдырларында 1 : 6-дай. Азоттың бір бөлігі атмосферадағы электр зарядтары кезінде оксидтердің түзілуі нәтижесінде фиксацияланады. Қазіргі заманауи өнеркәсіп атмосферадағы табиғи азот фиксациясынан жоғары мөлшерде азотты фиксациялап, оны ауылшаруашылық өсімдіктерінің өнімін жоғарылату үшін пайдалынады.
Осылайша, биосферада тірі организмдер құрамына кіретін барлық элементтердің айналымы жүреді. Қазіргі заманғы айналым соңғы 600 млн. Жылдағы жылдамдық пен айналымдардың сипатына жақындады. Биосфера тәртіпке салынған аса зор экожүйе, бұнда организмдер тек ортаға бейімделіп қана қоймайды, олар Жерде тіршілікке қолайлы жағдайды өздері жасайды және қолдайды.
