Биосфера құрылымы |
Биосфера — тірі организмдер жайлаған Жер шары қабатының бөлігі, яғни атмосфера, гидросфера және литосфераның бөлігі. Биосфера (грекше bios — өмір, sphaira — шар, сфера) өмір сүруші ағзалармен бірге планетаның тірі затын құрушы, Жердің күрделі сыртқы қауашағы. Бұл адамды қоршаған табиғи ортаның негізгі компоненті, ең бір маңызды жер геосферасы.
«Биосфера» терминін ғылымға бірінші рет 1875 жылы енгізген австриялық геолог Э. Зюсс. Ол биосфераны Жер бетіндегі жұқа өмір пленкасы деп түсіндірген. Өмір сүру үшін біздің планетамызда биосфераның рөлі мен маңыздылығы сонша, тіпті XX ғасырдың үштен бірінші бөлігінде жаратылыстануда жаңа іргелі ғылыми бағыт — биосфера туралы ілім пайда болды, ал оның іргетасын қалаушы — орыстың ұлы ғалымы В. И. Вернадский.
Жер мен оны қоршаған орта Күн жүйесінің заңдылықпен дамуы нәтижесінде қалыптасқан. Шамамен 4,7 млрд жыл бұрын Күн жүйесінен шашыраған газ-тозаң тәріздес заттан Жер планетасы түзілді. Басқа планеталар тәрізді электромагниттік сәуле түріндегі энергияны Жер Күннен алады. Күн жылуы көптеген геологиялық үдерістердің дамуы үшін керек, Жер климатын негізгі құрушының біреуі. Зор жылу тасқыны Жердің тереңінен таралады.
Жаңа мәліметтер бойынша Жер массасы 6-1021 т, көлемі -1,083-1012км3, бетінің ауданы — 510,2 млн км2. Мөлшері шектеулі, олай болса, біздің планетамыздың табиғи ресурсы да шектеулі.
Біздің планета құрлысы біртекті емес және центрлес (геосфера) сыртқы және ішкі бөліктерден тұрады. Ішкі бөлікке — ядро, мантия, ал сыртқыға — литосфера (жер қыртысы), гидросфера, атмосфера және Жердің күрделі қауашағы — биосфера жатады.
Биосфера — биіктігі 25-30 км (озон қабатына дейін) атмосфераның бөлігі, барлық гидросфера және тереңдігі шамамен 3 км дейінгі литосфераның жоғары бөлігі кіретін Жердің сыртқы қауашағы. Бұл бөліктердің ерекшелігі — планетаның тірі затын құрушы тірі ағзалар өмір сүреді. Биосфераның абиотикалық құрамдары — ауа, су және тау жыныстары мен органикалық заттар, яғни биотаның әрекеттесулері топырақ пен шөгінді жыныстардың қалыптасуына себепші болды. Ал В.И. Вернадскийдің айтуынша, соңғыларының іздері бұрынғы географиялық дәуірде өмір сүрген ежелгі биосфера қызметінде қалған.
Атмосфера ғарыш кеңістігімен шекаралас жатқан ең жеңіл қабат, Жердің ауа қабаты. Атмосфера (грекше «атмос» — бу) — әр түрлі газдардың қоспасынан, су буы мен тозаңнан тұратын Жердің газ қауашағы. Атмосфера массасы — 5,15’Ю15 т, 10 мен 50 км биіктік аралығында, озон қабатының ең жоғары шоғырлануы 20-25 км биіктікте орналасқан. Ол адам ағзасы үшін аса қауіпті ультракүлгін сәулелерден Жерді қорғайды.
Атмосфера, жылуды және ылғалды реттей отырып, литосфераға физикалық, химиялық және механикалық әсер береді. Жердің ауа райы мен климаты қысымның таралуына және атмосферадағы су буының мөлшеріне байланысты. Су буы Күн радиациясын жұтып, ауа тығыздығын арттырады және барлық жауын-шашынның көзі болады. Атмосфера Жер бетіндегі барлық өмір түрлерін қолдайды.
Жердің табиғи ортасын қалыптастыруда тропосфераның рөлі зор (полярлық ендікте 8-10 км дейін атмосфераның төменгі қабаты, қоңыр салқын аймақта 10-12 км және тропикалық ендікте 16-18 км дейін). Қалыңдығы 20 км суық ауа болатын аймақ — стратосфераның рөлі төмендеу. Стратосфераға үздіксіз метеориттік тозаң түседі, оған барлық жанартау шаңдары, ал ертеде атмосферадағы ядролық жарылыс тозаңдары да түскен. Тропосферада көп жағдайда су айналымын, жылу алмасуын, трансшекаралық тозаң бөлшектері мен ластаушылардың тасымалдануын анықтайтын ауа массасының жаһандық тік және көлденең орын ауыстыруы жүреді.
Атмосфералық үдерістер литосферада және су қауашағында жүретін үдерістермен тығыз байланысты. Атмосфералық құбылыстарға жататындар: жауын-шашын, бұлт, тұман, найзағай, шаңды (құмды) дауыл, құйын (кенеттен соққан), дауыл, бұрқасын, қырау, шық, полярлық шұғыла және басқалары.
Атмосфера, гидросфера және литосфера бір-бірімен тығыз байланысты әрекетте болады. Іс жүзінде барлық топырақ үстінде болатын геологиялық үдерістерге осылардың әрекеттесуі себепші және олар биосферада жүреді.
Атмосфера құрамы химиялық тұрғыдан әр түрлі, бұнда ең негізгісі азот пен оттек, ал көмір қышқыл газы мен аргонның мөлшері аздау болып келеді. Атмосфераның жерге жақын құрғақ қабаты — тропосфера (78,084%) азоттан, (20,946%) оттектен, (0,934%) аргоннан және (0,033%) көмір қышқылынан тұрады. Тропосфераны құратын осы төрт газдың арасынан тек аргон ғана ағзалар тіршілігіне байланысты емес, ал оттек, азот және көмір қышқыл газдарының жинақталуы және шығындалуы тірі ағзалармен реттеледі. Тропосферадан шамамен 100 км биіктікте стратосфера басталады. Тропосфераның жоғарғы қабаты мен стратосферада ультракүлгін сәуле әсерінен оттек молекуласы бос атомдарға ыдырайды да оттек молекуласымен қосылып озонға айналады. Сонымен қатар озон ультракүлгін сәуленің энергиясын жұтып, атмосфералық және молекулалық оттекке ыдырайды. Озон қабаты немесе «экран» атмосфераның жоғарғы қабаты — ионосфераны түзеді.
Атмосфера күйінің Жер бетіндегі физикалық, химиялық және биологиялық үдерістерге әсері маңызды. Ағзалардың дем алуы мен жансыз органикалық заттардың минералдануы үшін биологиялық үдерістерде атмосфералық оттектің, сондай-ақ фотосинтез барысында шығындалатын көмір қышқыл газының, жер бетін қатал ультракүлгін сәуледен қорғайтын озонның да мәні зор. Атмосферадан тыс ағзалардың өмір сүруі мүмкін емес, оған мысал, атмосферасы жоқ Айды алуға болады. Атмосфераның тарихи дамуы геохимиялық үдерістермен, сол сияқты ағзалар тіршілігімен байланысты. Азот, көмір қышқыл газы, су буы жанартау әсерінен планетада өзгеру үдерісінде түзіледі, ал оттек -фотосинтездің нәтижесі.
Гидросфера (грекше «гидро» — су) Жердің су қабаты. Оны жерасты және жерүсті гидросферасына бөледі. Жерүсті гидросферасына су қабатының жер бетіндегі бөлігі жатады. Олардың құрамына мұхиттар суы, теңіз, өзен, көлдер, су қоймаларының, батпақ-шалшық, көшпе мұздардың, қар басқан жерлердің сулары кіреді. Бұл сулардың бәрі жер бетіне тұрақты немесе уақытша орналасады, сондықтан жёрбеті сулары деп аталады.
Жербеті гидросферасы жерді тұтас жабатын қабат емес, олар әр жерде үзіліп шамамен 70,8%-ды жауып жатыр. Жерасты гидросферасына Жер қыртысының жоғары бөлігін басатын сулар жатады. Олар жерасты сулары деп аталады. Жер гидросферасының үстіңгі шегі жер бетімен шектелген, ал төменгі шекарасын табу мүмкін емес, өйткені қалың қыртысқа кіріп жатыр.
Гидросфераның жалпы көлемі Жер шарының жалпы көлемімен салыстырғанда 0,13%-дан аспайды. Гидросфераның негізгі бөлігін (96,53%) әлемдік мұхиттар құрайды. Жерасты суының үлесі 23,4 млн км2, немесе гидросфераның жалпы көлемінің 1,69%-ы сәйкес келеді, ал қалғандары — көл, мұздақтар үлесіне тиеді.
Жердің барлық су ресурстары 98% мұхит, теңіз және басқалардың тұзды суларынан тұрады. Жер бетіндегі тұщы судың жалпы көлемі 28,25 млн км3, немесе барлық гидросфера көлемінің 2%-ы тең. Тұщы сулардың негізгі бөліктері мұздақтарда, ал олардың сулары әзірше аз қолданылады. Ал қалған, қолдануға жарайтын тұщы сулар үлесі 4,2 млн км3, немесе барлық гидросфера суының тек 0,3% көлемі.
Гидросфера біздің планетамыздың табиғи ортасын қалыптастыруда маңызды рөл атқарады. Ол атмосфералық үдерістерге белсенді әсер етеді (ауа массасын жылытады немесе суытады, ылғалмен қанықтырады және т.б.).
Су биосфераның барлық компоненттерінің маңызды құрамдас бөлігі және тірі ағзалардың өмір сүруі үшін бірден-бір маңызды фактор. Судың негізгі бөлігі (96,53%) әлемдік мұхиттарда, олар жер шарының 70,8%-ын қамтиды, әлемдік мұхиттардың орташа тереңдігі 4 км, ал ең терең жері — 11 км астам. Су жер атмосферасында бу немесе бұлт, қатқан мұз түрінде болады; атмосфера суы жауын-шашын түрінде түсіп, төменгі қабатта жерасты суына айналады. Табиғи судың химиялық құрамы тікелей немесе жанама түрде тірі ағзалардың қатысуымен қалыптасады. Тірі ағзалар мен олардың тіршілігі нәтижесінде түзілген өнімдер тау-кендердің бұзылуына және олардан әр түрлі заттардың жуылуына мүмкіндік жасайды. Бұл заттар өзен ағысымен әлемдік мұхиттарға түседі. Гидросферадағы оттек мөлшері температура мен тірі ағзалардың қатысуына байланысты өзгеріп тұрады. Көмір қышқыл газының концентрациясы да әр түрлі, бірақ тұтасынан алғанда оның мөлшері атмосферамен салыстырғанда мұхиттарда шамамен 60 рет жоғары болады.
