Дәріс№3 Биосфера – әлемдік экожүйе. Биосферадағы зат айналымы

Экожүйенің негізгі қасиеттерінің бірі-олардың әр түрлі деңгейде болуы, ең жоғары ұйымдасқан деңгейі-биосфера .Биосфера терминін ғылымға енгізген 19 ғасырда (1875 ж) австрия ғалымы Э.Зюсс енгізген. Ал биосфера ілімін ұсынған В.Вернадский болды, биосфера 3 қабаттан тұрады; атмосфера (газ), гидросфера (газ), литосфера (қатты). Жер кеңістігінде жүретін табиғи процестерге әсер тигізетін тіршілік екені туралы 19 және 20 ғасырлар аралығындағы еңбектерінде пікірін айтумен қатар дәлелдеген орыс ғалымы В. Докучаев болды. В. Вернадский биосфера заттегі геологиялық жағынан кездейсоқ емес әр түрлі 7бөлшектен тұратынын атап айтты: тірі заттек, тіршілік (биогенді) заттегі, өлі заттек, биологиялық енжар заттек және т. б.

Биосферада үнемі айналым болады.

Экожүйедегі органикалық заттардың синтезі ыдырауына сүйенген биогенді элементтердің айналымын ы. заттардың биоталық айналымы деп атайды. Биогенді элементтерден басқа биоталық айналымға биотаға өте қажетті минералды және әр түрлі көптеген қосылыстар да тартылады. Сондықтан тіршілікпен тығыз байланысты, негізінен көміртек , су, азот, фосфор, күкірт және биогенді катиондар сияқты химиялық заттардың алмасу циклдарынан тұратын биологиялық айналымның бөлігін биогеохимиялық айналым деп атайды.

Көміртек айналымы. Көмірсулардың, майлардың, нуклеин қышқылдарының және тіршілікке қажет басқа да органикалық қосылыстардың негізгі «құрылыс материалдарына» жататын көміртек биоталық айналымның негізгі қатысушысы болып табылады. Көміртек айналымы жасыл өсімдіктер мен кейбір микроорганизмдердегі фотосинтез процесінде атмосфералық көмірқышқыл газын жасаудан басталады. Өсімдіктер дайындаған көміртекті пайдаланып жануарлар көмірқышқыл газын бөледі. Тіршілігін жойған өсімдіктер мен жануарлар ең соңында топырақта микроорганизмдермен ыдырайды, нәтижесінде көміртек диоксидіне дейін тотығып атмосфераға қайтып оралады. Көміртектің белгілі бөлігі ұзақ мерзімде отын түрлерін (көмір, мұнай,газ) және карбонатты жыныстарды (әктас, доломит) түзуге қатысады.

Азот айналымы. Азот барлық ақуыздардың құрамына кіреді, сонымен қатар биогенді элементтердің ішінде ең негізгі организмдердің тіршілік әрекетіне қажет болып саналады Молекулалық түрін құратын азот атомдары арасындағы химиялық байланыс энергиясы өте жоғары болғандықтан азоттың басқа элементтермен оттекпен, сутекпен қосылу процесі көп мөлшерде энергияны қажет етеді, өнеркәсіпте азотты алуға катализаторлармен қатар 500⁰ шамасындағы температура мен 300 атм.қысым қолданылады. Биосферада азот биокатализ процесі арқылы анаэробты бактериялардың және цианобактериялардың (теңіз экожүйелерінде) көмегімен жасалады. Жылына бактериялар 1 млрд. т. азотты байланысқан түрге айналдырады. Биологиялық азотты түзуде бактериялардың 3 тобы: азоттандырушылар, нитраттүзушілер , азотсыздандырушы бактериялар жатады. Бактериялардың 1, 2 ші тобы атмосферадағы молекулалық азотты байланыстырып, оларды нитритпен нитратқа , аммоний тұздарына айналдырады,ал органикалық азот қосылыстарды –аминқышқылдары ,пептидтерді,белокты түзеді. Ал азотсыздандырушы бактериялар азот қышқылының тұздарын нитриттерге, молекулалық азотқа , аммиаққа ыдыратады.

Оттегі айналымы. Оттегі айналымы фотосинтез процесінен басталады. Жер бетінде ең көп тараған элемент, атмосферада 2,3%, литосферада 47,2%, гидросферада 86,9%. Оттегі айналымы мен озонның түзілуі де байланысты, озон жер бетіндегі тіршілікті ультракүлгін сәуленің тура түсуінен қорғайды. БДҰ ның мәліметі бойынша озон қабатының бұзылуы қатерлі ісік ауруының

көбеюіне себепші, адамның жүйке жүйесінің жұмысына әсер етеді. Озон қабатының бұзылу процесі антропогендік факторлардың салдарынан атмосфераға суытқыштар (фреон) мен азот оксидтері шығарындыларының бөлінуінен болады.

Су айналымы. Су барлық тірі ағзаның ішкі құрылысының негізгі заты, тіршілік ортасы болып табылады. Су айналымының

«қозғаушы күші» күн сәулесінің энергиясы.

Кейінгі кездегі жоғары қарқынмен дамыған ғылым мен техника биосфераның тағдырын басқаша шешті. Жерде тіршілік иелеріне қажетсіз тіршілігі жоқ кеңістіктер шөлдер, тақырлар, құмдар пайда болды. Ауа райы өзгере бастады, сөйтіп биосферадағы тіршілік иелеріне қауіп төне бастады. «Озон қабатының жұқаруы», «қышқыл жауын», әлемдік жылыну «парниктік эффект» т. б. әлемдік экологиялық проблемалар пайда болды.