7.2. Биосфера және оның шекаралары
1926 жылы В.И. Вернадский алғаш рет биосфераның шекаралары туралы мәселені қарастырды.
Тіршіліктің жүруіне физика-химиялық жағдайлардың қайсысы қолайлы?
Көмірқышқылы және оттегінің жеткілікті мөлшері
Судың жеткілікті мөлшері
Өте төменгі температура сияқты, өте жоғары температурасы болмайтын температуралық режим
Минералдық қоректенуге элементтің «аз мөлшерінің» болуы
Су ортасының белгілі тұздылығы
Қазіргі тіршілік жер қабығының жоғары бөлігінде (литосфера), жердің атмосфералық төменгі қабатында (тропосфера) және жердің сулы қабатында (гидросфера) таралған.
Литосферадағы тіршілікті +100°C -тан жоғары болатын 1,5 - 15 км деңгейдегі және тереңдіктегі жер асты сулары мен тау жыныстарының температурасы шектейді. Жер қабығының жынысынан бактерия табылған ең үлкен тереңдік - 4 км құрайды. Мұнай орындарындағы 2-2,5 км тереңдікте көп мөлшерде бактериялар табылған. Мұхиттағы тіршілік өте терең қабатқа дейін таралған және жер бетінен 10-11 км тереңдікте «мұхиттың түбінде» кезедеседі. Атмосферадағы тіршіліктің жоғары шекарасы – жоғары ультракүлгін радиациясының жер бетіне өтуіне кедергі жасайтын Озон қабаты. Озон қабаты жерден 22-25 км жоғарыда Күннің ультракүлгін сәулесінің көп бөлігін сіңіреді. Озонның қорғаныс қабатынан жоғары көтерілген барлық тірі организмдер жойылады. Бактерия мен саңырауқұлақ споралары 20-22 км биіктікте табылған, бірақ аэропланктондардың негізгі бөлігі —осы қабаттан 1-1,5 км қабатта кездеседі.
41-сурет. Биосфера шекаралары
Биосферада организмнің концентрациясының көбірек жерін В.И.Вернадский «тіршілік қабықшасы» деп атады.
7.3.Тірі заттардың негізгі қызметі мен қасиеті
Қазіргі ғылымның көзқарасы бойынша, тірі заттарға кейбір арнаулы қасиеттер тән және олар биосферада белгілі биогеохимиялық функцияларды орындайды.
Тірі заттардың арнаулы қасиеттері және ерекшеліктері:
1. Биосфераның тірі заттары энергияның үлкен қорымен сипатталады.
2. Тірі және өлі зат арасындағы күрт айырмашылық химиялық реакциялардың өту жылдамдығынан байқалады (тірі затта осы реакциялар мың есе, ал кейде млн есе тез жүреді).
3. Тірі заттардың ерекшелігі- оның құрамындағы жеке химиялық қосылыстарының белок, фермент және т.б.-ның тек тірі организмдерде ғана тұрақтылығында.
4. Еркін қозғалыс - биосферадағы барлық тірі заттардың жалпы белгісі болып табылады.
5. Өлі затпен салыстырғанда тірі затта көбірек морфологиялық және химиялық әртүрлілік кездеседі. Тірі заттардың құрамына кіретін органикалық қосылыстар саны 2 млн-нан артық, ал бұл уақытта өлі заттардың табиғи қосылыстар саны 2 мың ғана.
6. Тірі зат мөлшері биосферада үлкен шамада жеке организмдер түрінде кездеседі. Ең ұсақ вирустар шамасы 20 нм (1нм = 10-9), ең ірі жануар –кит, ұзындығы 33 м-ге жетеді, ең үлкен өсімдік-секвойя, биіктігі 100 м.
Тірі заттардың негізгі биогеохимиялық функциялары:
Энергетикалық функция- негізгі Күн радиациясымен қатар, биосфера-планетарлық құбылыстардың жүзеге асуының космостық сәулелермен байланыстылығы.
Күн энергиясы жинақталатын және биосфера компоненттері арасында таралатын жасыл өсімдіктердің фотосинтездік іс-әрекеті бұл функцияның негізін құрайды. Жерде бүкіл тіршілік құбылысының барлығы күн энергиясының жинақталуы есебінен өтеді.
Газдық функция- газдардың миграциялануына және олардың айналымын жүргізіп, биосфераның газдық құрамын қамтамасыз етеді. Қызмет ету процесінде тірі заттардан негізгі газдар азот, көмірқышқыл, оттегі, метан және т.б. түзіледі.
Жинақталу функциясы- қоршаған ортадан биогенді элементтерді тірі организмдердің бөліп алуы және жинауы. Тірі заттар құрамына жеңіл элементтің атомдары сутегі, көміртегі, азот, оттегі, натрий, алюминий, күкірт, калий, хлор, кальций т.б. кіреді. Сыртқы ортаға қарағанда бұл элементтердің концентрациясы тірі организмдер денесінде мың есе жоғары. Бұл биосфераның химиялық құрамының әртектілігімен және оның планетаның өлі заттарының құрамынан анағұрлым айырмашылығымен түсіндіріледі.
Тотығу-тотықсыздану функциясы- ауыспалы тотығу дәрежесі бар атомдар құрамында болатын заттары бар химиялық айналым тән. Мысалы, темір, марганец және т.б. қосылыстар.
Деструктивті функция-органикалық заттардың минералдануы жүретін организмнің өлгеннен кейінгі ыдырауымен байланысты процесс, яғни тірі заттарды минералды заттарға айналдырады. Нәтижесінде сонымен қатар биогенді және биокосты заттар түзіледі.
Орта түзуші функция- нәтижесінде тіршілік процестері ортаның физико-химиялық параметрлерінің түзілуін жүзеге асырады.
Тасымалдаушы функция- ауырлық күшіне қарсы және көлденең бағыттағы заттардың тасымалдануының жүзеге асуы. Тірі заттар- заттардың жоғарыдан төмен қарай кері араласуын қамтамасыз ететін, мұхиттан континентке шығатын биогеохимиялық циклдерінің бұтағын жүзеге асырушы жалғыз фактор.