Alt atmosferin bileşenleri nelerdir: Vernadsky'nin biyosfer doktrini. Biyosfer doktrini, yapısı

Dünyanın biyosferi doktrini, modern doğa biliminin en büyük ve en ilginç genellemelerinden biridir. Bu bilimsel temel doğal nesnelerin incelenmesi ve organize ederken entegre bir yaklaşım için modern üretim.
Gezegendeki yaşam, yalnızca içinde ilerler ve gelişir. ince tabaka atmosfer, hidrosfer ve litosfer. Organizmaların yaşadığı bu ince dünya kabuğuna genellikle biyosfer denir.
Biyosfer - "yaşam" alanı, canlıların yaşadığı dünyanın yüzeyindeki alan.
V.I.'nin büyüklüğü Vernadsky, insanın ve biyosferin birliğini anlayan ve bilimsel olarak doğrulayan ilk kişi olmasıdır.
Vladimir Ivanovich Vernadsky (1863-1945) - önde gelen bir Rus bilim adamı, mineralog ve kristalograf, jeokimya ve biyojeokimyanın kurucularından biri.
Bu öğretinin özü: biyosfer, gelişimi büyük ölçüde canlı organizmaların aktivitesi tarafından belirlenen, Dünya'nın niteliksel olarak benzersiz bir kabuğudur.

V.I.'nin öğretilerinin ana hükümleri. Vernadsky biyosfer hakkında.
Her şeyden önce, V.I. Vernadsky, Dünya'nın biyosferinin kapladığı alanı tanımladı. Biyosfer (Yunanca "bios" - yaşam; "küre" - bir küre), kara yüzeyinde, toprakta, atmosferin alt katmanlarında ve hidrosferde yaşayan çeşitli organizmaların yaşamının geliştiği Dünya'nın kabuğudur.
Dünya Gezegeni, üç yüzey jeosferinin varlığı ile karakterize edilir - hidrosfer, litosfer, atmosfer.
Hidrosfer veya Dünya'nın su kabuğu, okyanuslar, denizler, göller, nehirler ve yapay rezervuarlarla temsil edilir. Su kabuğu dünya yüzeyinin yaklaşık %71'ini kaplar, en derini batı kesimindedir. Pasifik 11.5 km'ye (Mariana Çukuru) ulaşır.
litosfer veya yerkabuğu, dünyanın birkaç on kilometre kalınlığındaki dış sert kabuğudur. Biyosfer bağlamında, litosfer genellikle yalnızca yüzey kısmı - toprak olarak anlaşılır.
Atmosfer, veya hava zarfı, birkaç katmandan oluşur: Dünya yüzeyinden 15 km yüksekliğe kadar troposfer; 100 km yüksekliğe kadar uzanan ozon perdeli stratosfer; Nadir bir gaz tabakası olan iyonosfer, 500 km yüksekliğe kadar.
Biyosfer şunları içerir:
1) Canlı organizmalar (bitkiler, hayvanlar, mikroorganizmalar).
2) Troposfer (alt atmosfer).
3) Hidrosfer (okyanuslar, denizler, nehirler vb.).
4) Litosfer (yer kabuğunun üst kısmı).

Biyosfer yaklaşık 4 milyar yaşında.

Biyosferin yapısının şeması
Vernadsky, aşağıdaki madde kategorilerini ayırt etti:
1) canlı madde - kimyasal bileşim, kütle, enerji, bilgi ile karakterize edilen biyosferde yaşayan (en basit virüslerden insanlara kadar) bir dizi canlı organizma; güneş enerjisini dönüştürür ve inorganik maddeyi sürekli bir döngüye çeker). Canlı madde “biyosferin işlevidir” ve biyosfer, canlı maddenin gelişiminin sonucudur.
2) besin- canlı organizmaların atık ürünleri ( kömür, yağ, turba, tebeşir);
3) biyo-inert madde - dağ ve tortul kayaların canlı organizmalar (toprak, silt, doğal sular) tarafından çürümesi ve işlenmesi ürünleri. Organizmaların (toprak örtüsü, hava, su) hayati aktivitesi ile kökten dönüştürülen bir mineral tabanına sahiptir.
4) atıl madde - canlılarla bağlantısı olmayan her şey (donmuş lav, volkanik kül).
5) Radyoaktif elementlerin (radyum, uranyum, toryum vb.) bozunmasından kaynaklanan radyoaktif maddeler.
6) Yerkabuğunda dağınık halde saçılmış atomlar (kimyasal elementler).
7) Kozmik kökenli madde - meteorlar, protonlar, nötronlar, elektronlar.
Biyosfer içinde 4 yaşam ortamı vardır: iki ölü (su, hava), bir biyo-inert (toprak) ve bir canlı (organizma).
Ekosistemde gerçekleşen süreçler (canlıların sayısı, gelişme hızları vb.) ekosisteme giren enerji miktarına ve ekosistemdeki maddelerin dolaşımına bağlıdır. Biyosfer, enerjinin emildiği enerjik olarak açık bir sistemdir. dış ortam.
Gezegenimizin canlı maddesi, çeşitli şekil ve boyutlarda çok çeşitli organizmalar şeklinde bulunur. Şu anda, Dünya'da 0,5'i bitki, 1,5'i bitki ve mikroorganizma (1 milyonu böcek) olmak üzere 2 milyondan fazla organizma var.
Bir canlının temel özelliği, hücresel aktivite ve bilgi aktarımına ek olarak, enerjiyi kullanma şeklidir. Canlılar, uzayın enerjisini güneş ışığı şeklinde yakalar, karmaşık organik bileşiklerin (biyokütle) enerjisi şeklinde tutar, birbirine aktarır ve diğer enerji türlerine (mekanik, elektrik, termal) dönüştürür. Cansız maddeler ağırlıklı olarak enerjiyi yayar.
Canlı madde, biyosfer, Güneş'in enerjisini enerjiye dönüştürür. bedava enerji iş yapabilen. Yaşamın yaptığı iş, biyosferdeki kimyasal elementlerin aktarılması ve yeniden dağıtılmasından oluşur.
Tüm topraklar ve yüzey mineralleri (kara toprak, kil, kireçtaşı, cevher, kömür ve petrol yatakları) yaşamın etkisiyle oluşmuştur.
Organizmalarda enerji dönüşümü, sıcaklık farklılıklarına ve diğer ilkelere dayanmaktadır. Canlılar, kimyasal enerjinin diğer enerji biçimlerine dönüştürüldüğü kimyasal makineler olarak görülmelidir.
Canlıların işleyişinin özellikleri:
kendini yeniden üretme yeteneği;
canlı maddeyi inert bir ortamdan koruyan polimerik kabuklar oluşturma yeteneği;
kimyasal biriktirme ve transfer etme yeteneği
enerjinin yanı sıra kimyasal reaksiyonları gerçekleştirir. normal koşullar oluşmadan sıcaklık ve basınç yan ürünler... Dünyadaki yaşam ideal olarak çevre dostudur.
Dinamik dengenin temeli ve biyosferin sürdürülebilirliği maddelerin dolaşımı ve enerjinin dönüşümü.

Biyosferdeki maddelerin döngüsü

Ekosistem işleyişinin temel ilkesi- Kaynakların alınması ve atıkların bertarafı tüm unsurların döngüsü çerçevesinde gerçekleşir.
Biyosferi oluşturan ana bileşenler için böyle bir döngü düşünelim.

karbon döngüsü

Örneğin, karbon döngüsünü düşünün. Atmosferde CO2 formundaki karbon rezervleri azdır, yerkabuğunda fosil yakıtlar şeklinde bulunurlar. Yaklaşık 2 milyar yıl önce Dünya'da yaşam ortaya çıktığında, atmosfer çoğunlukla CO2 idi. İlk organizmalar anaerobiktir, yani. oksijensiz yaşadı. Oksijen birikimi yeşil bitkilerin varlığından kaynaklanmaktadır. Şimdi Dünya'daki rezervlerinin 1,6-105 ton olduğu tahmin ediliyor. Yeşil bitkiler bu kütleyi 10 bin yılda yaratabilir. Çeşitli nedenlerle atmosfere giren karbon, yaşamları boyunca oksijen salan yeşil bitkiler tarafından asimile edilir. Ve organik bileşiklerin hayvanlar tarafından tüketilmesi sonucunda, organik maddeler atmosfere giren karbondioksite oksitlenir. Başka bir deyişle, karbon, biyotik döngünün ana katılımcısıdır. İnsan, önümüzdeki 100 yıl içinde iklim değişikliklerine, okyanusların yükselmesine, atmosferdeki oksijen miktarının azalmasına vb. yol açabilecek bu döngüye aktif olarak müdahale eder.

kükürt döngüsü

Kükürt çeşitli bileşiklere dönüştürülür ve biyosferde dolaşır. İtibaren doğal Kaynaklar atmosfere şu şekilde girer:
hidrojen sülfür (H2S) - renksiz, kötü kokulu zehirli bir gaz - volkanik patlamalar sırasında, gelgitlerle dolu bataklıklarda ve ovalarda organik maddenin ayrışması sırasında;
kükürt dioksit (SO;) - volkanik patlamalar sırasında renksiz, boğucu bir gaz;
sülfat tuzu parçacıkları (örneğin, amonyum sülfat) - okyanus suyunun en küçük sıçramalarından.
Atmosfere salınan tüm kükürt bileşiklerinin yaklaşık üçte biri ve kükürt dioksitin %99'u antropojenik kökenlidir. Elektrik üretmek için kükürt içeren kömür ve petrolün yakılması, atmosfere verilen tüm antropojenik kükürt dioksit emisyonlarının yaklaşık üçte ikisini oluşturmaktadır. Kalan üçüncü kısım, petrol arıtma, kükürt içeren bakır, kurşun ve çinko cevherlerinden metallerin eritilmesi gibi teknolojik işlemlerden kaynaklanmaktadır.
Atmosferde, kükürt dioksit oksijen tarafından su buharı ile reaksiyona girdiğinde en küçük sülfürik asit damlacıklarını (H2SO4) oluşturan gaz halindeki kükürt trioksite oksitlenir. Diğer atmosferik bileşenlerle etkileşime girerek, kükürt trioksit, küçük sülfat tuzları parçacıkları oluşturabilir. Sülfürik asit ve sülfat tuzları, orman ve su ekosistemlerinin yaşamını bozan asit çökeltilerinin oluşumuna katkıda bulunur.

Su döngüsü

Gezegensel su kaynağının birikmesi, saflaştırılması ve yeniden dağıtılmasının gerçekleştiği hidrolojik döngü aşağıdaki gibidir. Güneş enerjisi ve yerçekimi sürekli olarak suyu okyanuslar, atmosfer, kara ve canlı organizmalar arasında hareket ettirir. Bu döngünün en önemli süreçleri buharlaşma, yoğuşma, yağış ve döngüyü sürdürmek için suyun denize geri dönmesidir.
Gelen güneş enerjisinin etkisiyle su, okyanusların, nehirlerin, göllerin, toprakların ve bitkilerin yüzeyinden buharlaşarak atmosfere girer. rüzgarlar ve hava kütleleri su buharını dünyanın farklı bölgelerine aktarır. Atmosferin belirli bölümlerinde sıcaklığın düşmesi, su buharının yoğunlaşmasına, bulutların ve sislerin oluşmasına ve yağışlara neden olur.
Tatlı suyun bir kısmı yağış şeklinde yeryüzüne döner ve buzullarda donar. Bununla birlikte, esas olarak çöküntüleri ve oyukları doldurur ve onu okyanusa geri taşıyan en yakın göllere, akarsulara ve nehirlere akar ve böylece döngü döngüsünü kapatır. Kara yüzeyinden gelen bu tür tatlı su akışı, aynı zamanda, çeşitli kimyasalların diğer biyojeokimyasal döngüler içinde hareketine yol açan toprak erozyonuna da neden olur.
Karaya dönen suyun çoğu, poundun derinliklerine sızıyor. Orada, akiferlerde - yeraltı rezervuarlarında su birikintisi birikimi gerçekleşir. Yeraltı kaynakları ve akarsular sonunda suyu kara yüzeyine ve tekrar buharlaştığı veya okyanusa aktığı nehirlere, göllere, akarsulara geri döndürür. Bununla birlikte, yeraltı suyunun sirkülasyonu, yüzey ve atmosferik suların sirkülasyonu ile kıyaslanamayacak kadar yavaştır.

Biyosferin Evrimi

Yani, biyosferin gelişme sürecinde, 3 seviye:
1) Biyosfer(insanın doğayı önemsiz derecede etkilediği yerde).
2) biyoteknosfer
teknosfer amaçlı insan faaliyeti tarafından yaratılan bir dizi yapay nesne ve bu faaliyet tarafından değiştirilen doğal nesnelerdir. Modern biyosfer, organik dünyanın ve cansız doğanın uzun bir evriminin sonucudur. İnsan toplumu, Dünya'daki yaşamın gelişimindeki aşamalardan biridir. İnsan faaliyetleri biyosferin ayrılmaz bir parçası olarak düşünülmelidir. Tekniği yüksek kalitede yeni etap onun gelişimi. Soru ortaya çıkıyor - doğada geri dönüşü olmayan sonuçlardan kaçınmak için gelecekte insanın ve biyosferin gelişiminin hangi yolu izleyeceği. Değişiklikleri önlemenin bir yolu yoktur. Açıkçası, insan ve doğa arasındaki süreçleri karşılıklı olarak faydalı olacak şekilde yönetmeyi öğrenmelidir.
3) Noosfer - aklın alanı.
Bu kavram 1927'de Fransız matematikçi ve filozof Le Roi tarafından tanıtıldı ve 1944'te Vernadsky tarafından doğrulandı. Bu, akıllı insan aktivitesinin gelişmede ana belirleyici faktör haline geldiği biyosferin gelişimindeki en yüksek aşamadır. Noosferde, bir kişi büyük bir jeolojik güç haline gelir, çalışmasıyla yeniden inşa eder ve yaşamının alanını düşünür. İnsan biyosferle ayrılmaz bir şekilde bağlantılıdır, onu terk edemez. Varlığı, kaçınılmaz olarak değiştirdiği biyosferin bir işlevidir.

0

Biyosfer (Yunancadan. Bios - yaşam) - canlı organizmaların yaşadığı ve faaliyetleriyle değiştirilen dünyanın yüzey tabakası. Biyosfer, yaşamın yoğunlaştığı ve canlı organizmalar ile gezegenin inorganik kaynakları arasında sürekli bir etkileşimin olduğu tek bir termodinamik kabuktur. Biyosfer şunları içerir: alt parçası atmosfer, hidrosfer ve üst parça Canlı organizmalarla birlikte litosfer. Biyosfer, doğal çevre kavramıyla eş anlamlıdır. "Biyosfer" terimi, 1873'te Avusturyalı jeolog E. Suess tarafından tanıtıldı.

Biyosfer doktrininin yaratıcısı ve evrimi, jeokimya ve biyojeokimyanın kurucusu V. I. Vernadsky'dir (1863-1945). Ayrıca insan çevresi üzerindeki güçlü etki ve modern biyosferin noosfere (akıl alanı) dönüşümü hakkında bir teori ortaya koydu. V. I. Vernadsky'nin sözleriyle, “ Canlı doğa biyosferin tezahürünün ana özelliğidir, onu diğer dünya kabuklarından keskin bir şekilde ayırır. Biyosferin yapısı öncelikle ve hepsinden önemlisi yaşamla karakterize edilir. " Vernadsky'nin öğretileri temelde yeni yaklaşım gelişen bir kendi kendini düzenleyen sistem olarak gezegenin çalışmasına. Jeokimyanın kurucusu olarak, V. I. Vernadsky, yerkabuğunun, hidrosferin ve atmosferin etkileşimli elementlerinin ve yapılarının yapısının ve bileşiminin düzenlilikleri üzerine ilk çalışmaları gerçekleştirdi, kimyasal elementlerin litosferdeki göçünü inceledi. 1923'te canlı organizmaların jeokimyasal süreçlerdeki öncü rolü hakkında bir teori formüle etti; 1926'da - biyosfer ve canlı maddenin kavramı ve tanımı. V.I. Vernadsky, canlı maddenin dönüştüğü doktrini yarattı. Güneş radyasyonu, sürekli bir döngüde inorganik madde içerir - bu, biyojeokimyanın merkezi kavramıdır.

Dünya gezegeninin kendisi heterojen bir yapıya sahiptir ve eşmerkezli kabuklardan (jeosferler) oluşur. Dış kabuklar litosferi, hidrosferi ve atmosferi, iç kabukları - dünyanın mantosu ve çekirdeğini içerir.

Jeosferlerin kendine has özellikleri vardır:

Agrega heterojenliği - küreler, toplanma durumlarında farklılık gösterir: katı, sıvı, gaz. Ancak değişim sürecinin bir sonucu olarak, küreler etkileşime girer. Her yıl rezervuarların yüzeyinden yaklaşık 519 103 m3 su buharlaşır ve yağmurlar ve sislerin bir sonucu olarak, atmosferin ve litosferin nemini değiştirerek yaklaşık olarak aynı miktar yere düşer;

Mekansal heterojenlik - organik ve mineral maddenin eşit olmayan dağılımı. Maddelerin çoğu litosfer ve hidrosferde, küçük bir kısmı da atmosferde bulunur;

Enerji heterojenliği - güneş enerjisinin (ısı ve ışık) dünya yüzeyinde eşit olmayan dağılımı.

Jeosferin çeşitli kabukları arasındaki bağlantı faktörü metabolik süreçlerdir; biyota pahasına meydana gelen metabolik süreçler jeosferlerin dönüşümünde önemli bir rol oynar - litosferin üst katmanlarındaki tüm maddelerin yaklaşık %90'ı canlılar tarafından dönüştürülür. organizmalar. V.I. Vernadsky'ye göre, biyosferin maddesi şunlardan oluşur:

Canlı madde - modern canlı organizmaların biyokütlesi;

Biyojenik madde - biyojenik kökenli turba, kömür, petrol ve gazın yanı sıra her türlü döküntü;

Biyo-inert madde - biyojenik kökenli olmayan mineral kayaçlarla biyojenik maddelerin karışımları (toprak, siltler, su, gaz ve petrol şeyli, katranlı kumlar, tortul karbonatların bir kısmı);

İnert madde - organizmaların doğrudan biyojeokimyasal etkisinden etkilenmeyen kayalar, mineraller, tortular.

Biyoinert madde, canlı organizmaların hayati aktivitesi ile radikal bir şekilde dönüştürülen mineral bazlı bir maddedir. Bu öncelikle, doğurganlığı organik madde içeriğine ve ayrıca oksijen ve su içeriğine bağlı olan toprak örtüsüdür. Milyonlarca yıllık varlığı boyunca, biyosfer zor bir evrimsel gelişim yolundan geçti. Evrimin ilk aşaması, dış abiyotik faktörlerin etkisi altında basit organik bileşiklerin ortaya çıkması nedeniyle mümkün olan cansız maddeden yaşamın ortaya çıkmasıydı - yüksek sıcaklık, ultraviyole radyasyon, volkanik aktivite. Yaşamın evrimindeki ikinci aşama, bazı bileşiklerin bozunma ürünleri diğerlerinin yapımı için malzeme görevi gördüğünde, organik bileşiklerin sentezi ve bozunması olarak adlandırılabilir.

VI Vernadsky, dünyadaki tüm canlı organizmaların toplamına "canlı madde" ve birim alan veya hacim başına kütle olarak ifade edilen canlı organizmaların sayısını - biyokütle olarak adlandırmayı önerdi. V. I. Vernadsky, canlı maddenin biyosferdeki enerjinin taşıyıcısı ve Dünya'nın ana dönüştürücü gücü olduğunu düşündü. Şu anda, 2 milyondan fazla canlı organizma türü var.

Biyosferdeki canlı maddenin işlevleri çeşitlidir:

Atmosferin yaratılmasına yol açan ve oksijen, karbondioksit, amonyak, su buharı vb. Emilimi ve salınımı ile ilişkili gaz değişimi;

Gaz değişiminin bir parçası olan oksidasyon işlemi;

Organik maddeyi inorganik hale dönüştüren alt organizmaların aktivitesinin sonucu olan geri kazanım süreci;

Çevreden dağınık maddelerin çıkarılmasından ve küçük bir hacimde birikmesinden oluşan konsantrasyon süreci.

Modern araştırmalar, biyosferin yapısı kavramını düzeltti. "Biyosfer" kavramının sadece biyotanın kontrolü altındaki unsurları ve özellikleri içermesi ve jeolojik geçmişle ilgili doğa bileşenlerini içermemesi gerektiği gösterilmiştir. Böylece biyosfer, tüm canlı organizmalar kümesini ve canlı organizmalar tarafından tüketim, dönüşüm ve üretim kontrolü altındaki tüm maddeleri içerir.

Canlı maddenin biyosferde oynadığı rolü anlamak için V.I.Vernadsky'nin üç ana biyojeokimyasal ilkesi çok önemlidir:

İlke I: Biyosferdeki kimyasal element atomlarının biyojenik göçü her zaman maksimum tezahürüne eğilimlidir. Herhangi bir ekosistemin aşamalı evrimi, toplam akış onun aracılığıyla enerji. Bu düzenlilik, bir canlının yayılma, gelişme yeteneğinde kendini gösterir;

Prensip II: Jeolojik zaman içinde türlerin evrimi, biyosferde istikrarlı yaşam formlarının yaratılmasına yol açar, atomların biyojenik göçünü artıran bir yöne gider. Bu ilkeye göre, yeni enerji biçimlerini özümseme yeteneğini kazanmış ya da diğer organizmalarda depolanan kimyasal enerjiyi tam olarak kullanmayı "öğrenmiş" organizmalar, evrim sürecinde avantajlar elde ederler;

Prensip III: Canlı madde, kendisini çevreleyen uzay ortamıyla sürekli kimyasal alışveriş içindedir ve Güneş'in kozmik enerjisi tarafından gezegenimizde yaratılır ve sürdürülür. Bu ilke, genellikle biyolojik yapıların kendi kendine organizasyonu olarak adlandırılan süreçleri anlamak için çok önemlidir.

V.I.Vernadsky'nin biyosferin evrimi konusundaki doktrininin ana fikirleri ifade edilebilir. Aşağıdaki şekilde:

Önce litosfer oluştu, ardından canlı organizmalar ortaya çıktı ve etkileşimlerinin bir sonucu olarak biyosfer oluştu;

Dünyanın tüm jeolojik tarihi boyunca, yaşamın tezahürlerinden yoksun hiçbir jeolojik dönem olmamıştır. Sonuç olarak, modern canlı madde, geçmiş jeolojik çağların canlı maddesi ile genetik olarak ilişkilidir;

Canlı organizmalar, kimyasal elementlerin atomlarının litosfere göçünde ana faktördür;

Canlı organizmaların faaliyetlerinin jeolojik etkisi, sayılarının sonsuz büyük olması ve sonsuz uzun bir süre boyunca hareket etmelerinden kaynaklanmaktadır;

Ana sürüş faktörü biyosferdeki süreçlerin gelişimi, canlı maddenin biyokimyasal enerjisidir.

Çevrenin biyotik regülasyonunu sağlamak için biyosfer üzerindeki belirli eşik yükleri aşmamak gerekir. Aynı zamanda insanlar tarafından yoğun bir şekilde sömürülen kültür bitkileri, evcil hayvanlar, tarım arazileri ve ormanlar biyolojik düzenleme yeteneklerini kaybetmişlerdir. Günümüzde insanların, kültür bitkilerinin ve evcil hayvanların biyokütlesi, tüm doğal türlerin biyokütlesinin yaklaşık %20'sidir. Biyosferin antropojenik rahatsızlığı, doğal biyotik düzenlemenin tamamen kaybolmasına yol açabilir ve daha sonra küresel ölçekte teknojenik bir çevre yönetimi sistemi oluşturmak gerekli olacaktır. Böyle bir görevin yerine getirilmesi imkansızdır, çünkü insanlık, biyotadan gelen böyle bir hacmin bilgi akışlarının işlenmesini sağlayamaz, çünkü örneğin, dünya yüzeyinin her santimetre karesi yüzlerce insanın faaliyetlerinden kaynaklanmaktadır. hücrelerinde madde, enerji ve bilginin dönüşümü de meydana gelen canlı organizmaların ... Zamanımızın temel sorunu, biyosferdeki değişikliklerin insanlığın aleyhine olmasını engellemektir. Akademisyen V. I. Vernadsky'nin sözleriyle, "insan gezegenimizin çehresini değiştiren en büyük jeolojik güç haline geliyor."

Biyosferin kararlılığı, özü aşağıdaki gibi olan birçok faktöre bağlıdır:

Biyosfer, dış enerji kaynaklarını kullanır - güneş enerjisi ve biyojeokimyasal süreçler için Dünya'nın iç enerjisi. Evrimsel gelişimin bir sonucu olarak gezegende bir ısı dengesi gelişmiştir;

Biyosfer, maddeleri bir döngü sistemi aracılığıyla kullanır. Biyojeokimyasal döngüler evrimsel olarak işlenmiştir ve zararlı atıkların birikmesine yol açmaz;

Biyosfer, çok çeşitli türler ve biyolojik topluluklar içerir. Tür çeşitliliği, bir ekosistemin dış faktörlerin etkilerine karşı direncini artıran bir faktördür;

Biyosfer sürekli değişen koşullara sürekli uyum sağlar;

Biyosferde, doğal çevre faktörlerine bağlı olarak nüfus büyüklüğünün kendi kendini düzenlemesi gerçekleşir.

Atmosfer, çeşitli gazların, su buharının ve tozun bir karışımından oluşan gezegenin gazlı kabuğudur. Kozmik toz ve göktaşı materyali alan Dünya, en hafif gazları kaybeder: hidrojen ve helyum. Dünya'nın atmosferine, gezegenin yüzeyinin termal rejimini belirleyen, atmosferik gaz moleküllerinin ayrışmasına ve atomların iyonlaşmasına neden olan Güneş'in güçlü radyasyonu tarafından nüfuz edilir.

Atmosfer, troposfer (15 km'ye kadar), stratosfer (mezosfer) (15-80 km), termosfer (80-300 km), ekzosfer (300 km'den fazla) olarak ayrılmıştır. Seyrekleşmiş üst atmosferin büyük kısmı esas olarak iyonlardan oluşur. Bu alan iyonosfer (80-1200 km) olarak belirlenmiştir. Atmosfer kütlesinin çoğu, nispeten tek biçimli bir nitrojen-oksijen bileşimine sahiptir. Troposferde, süspansiyonda, genellikle aerosol olarak adlandırılan katı ve sıvı parçacıklar da vardır. Atmosferin ana bileşenleri azot, oksijen, argon ve karbon dioksit.

Hidrosfer, tüm Dünya sularının toplamıdır: kıtasal (derin, toprak, yüzey), okyanus, atmosferik. Dünya'nın özel bir su kabuğu olarak, burada yalnızca gezegenin yüzeyinde bulunan sular - kıtasal ve okyanusal - kabul edilir.

Suyun yüksek hareketliliği nedeniyle, her yere çeşitli yerlere nüfuz ederler. doğal oluşumlar... Dünya atmosferinde buharlar ve bulutlar halinde bulunurlar, okyanusları ve denizleri oluştururlar, kıtaların yüksek dağlık bölgelerinde donmuş halde bulunurlar ve kutup kara bölgelerini güçlü buz kabukları şeklinde kaplarlar. Atmosferik yağış, tortul kayaçların katmanlarına girerek yeraltı suyu oluşturur. Su, birçok maddeyi kendi içinde çözme yeteneğine sahiptir, bu nedenle hidrosferin suları doğal çözeltiler olarak kabul edilebilir. değişen dereceler konsantrasyon.

Pirinç. 1. Biyosfer stabilitesinin faktörleri


Şekil 2. Biyosferin yapısı

Hidrosfer, litosfer (yeraltı suyu), atmosfer (buharlı nem) ve zorunlu bir bileşen olarak dahil olduğu biyosferin canlı maddesi ile yakın ilişki içindedir.

Doğal su kütlesinin çoğu (%94) Dünya Okyanusunun sularıdır.

Litosfer, Dünya'nın üst katı kabuğudur, yavaş yavaş derinlikle daha düşük madde gücüne sahip kürelere dönüşür, yer kabuğunu ve Dünya'nın üst mantosunu içerir. Litosferin kalınlığı, yer kabuğu dahil 50 ... 100 km'dir - kıtalarda 75 km'ye kadar ve okyanus tabanının 10 km altında.

Yerkabuğunun kimyasal bileşimi esas olarak sekiz elementle temsil edilir: oksijen, silikon, alüminyum, demir, kalsiyum, magnezyum, sodyum, potasyum.

Yerkabuğu, çeşitli tür ve kökenlere sahip kayalardan oluşur. Tortul kayaçlar %9,2, metamorfik - %20, magmatik - %70.8'dir.

Kıtaların yüzeyi, tortul kayaçlar tarafından %80 oranında işgal edilmiştir ve okyanus tabanı, kıtalardan malzeme çıkarılmasının ve deniz organizmalarının aktivitesinin ürünleri olarak neredeyse tamamen taze tortulardan oluşmaktadır.

Uzun bir jeolojik tarih boyunca yerkabuğunun kıtasal kısmı, biyosferde şu veya bu çağdaydı; bu, tortul kayaçların ve içlerinde yoğunlaşan petrol, kömür, maden yataklarının görünümü, bileşimi ve dağılımı üzerinde izini bıraktı. yağlı şeyl, silisli ve karbonatlı kayaçlar geçmişte organizmaların faaliyetleriyle ilişkilendirilmiştir. Bu nedenle, kıtasal kabuğun biyosfer ile doğrudan ve dolaylı bir ilişkisi vardır ve vardır.

V. I. Vernadsky, “Gezegenimizde akla yetenekli bir canlının ortaya çıkmasıyla birlikte, gezegen kendi tarihinde yeni bir aşamaya geçiyor” diye yazdı. Biyosfer noosfere geçer."

Noosfer, akıllı insan faaliyetinin gelişiminde belirleyici bir faktör haline geldiği biyosferin yeni bir evrimsel halidir. Noosfer, insanların yaşadığı ve toplumun ve doğal çevrenin uyumlu bir şekilde bir arada yaşaması için yaşamı koruma ve sürdürme yasalarına uygun olarak onlar tarafından rasyonel olarak dönüştürülen, Dünya'nın ayrılmaz bir gezegen kabuğudur. VI Vernadsky, insanın ortaya çıkması ve endüstriyel faaliyetlerin gelişmesiyle birlikte, ana jeolojik faktörün rolünün ve gezegende meydana gelen tüm değişikliklerin sorumluluğunun insanlığa geçmeye başladığına inanıyordu. Ona göre, noosferin gelişimi, uyumlu kombinasyon sadece doğal değil ve sosyal fenomenler, ama her şeyden önce, eşitlik, iyilik ve adalet ideallerine dayanan insanlar arasında uyumlu ilişkilerin elde edilmesi. İnsanların üretim faaliyetleri sonucunda, doğal-teknik jeosistemler olarak adlandırılan teknik ve doğal kompleksler arasında karmaşık etkileşim yapıları ortaya çıkmıştır. Bunlar, dağılımı artık Dünya'nın coğrafi kabuğunun özünü büyük ölçüde belirleyen belirli oluşumlardır.

Noosfer, doğa yasaları ile sosyo-ekonomik yasalar ve insan topluluğunun gelişim yasaları arasındaki yakın bir ilişki ile karakterize edilir. İnsan yapımı faaliyetler ile doğa arasındaki uyum ancak aşağıdaki koşullar yerine getirildiğinde mümkündür:

Gezegendeki doğal kaynakların uzun vadeli planlama ve rasyonel kullanımı;

Uzun vadeli sonuçları dikkate alarak yüksek düzeyde teknoloji ve enerji geliştirme;

Yaşam döngüsünü dikkate alarak sadece çevre dostu malzeme, ürün, teknolojilerin geliştirilmesi ve kullanılması;

İkincil malzeme ve enerji kaynaklarının maksimum kullanımı;

İnsan sayısını kontrol etmek;

Makul insan ihtiyaçlarının oluşumu;

Bir kişiyi yetiştirmek ve makul olmayan ihtiyaçları sınırlamak;

İnsanların ekonomik, siyasi ve ulusal bölünmüşlüğünün üstesinden gelmek;

Doğal çevrenin durumunun küresel olarak izlenmesinin uygulanması vb.

Noosfer doktrini sadece bilimsel bir konum, bilimsel bir teori değil, aynı zamanda insanlığa bir uyarıdır. Her şeyden önce insanlık, biyosferin ilerideki gelişim rotasını belirlediğinden, kendisi onun bir parçası olduğundan ve onun dışında (en azından, mevcut teknoloji ve teknoloji düzeyiyle) toplum zorunlu olarak zorunlu olduğu sürece var olamaz. biyosferin sonraki evriminin sorumluluğunu üstlenmek.

Noosfere geçişe yönelik ciddi bir adım, sürdürülebilir kalkınma kavramının benimsenmesidir. İnsanların yaşam kalitesini kaybetmeden toplum ve doğa arasında ortaya çıkan çelişkilerin ortadan kaldırılması, ancak kendi kendini düzenlemenin doğal biyotik mekanizmasını yok etmeyen istikrarlı sosyo-ekonomik kalkınma çerçevesinde mümkündür. Uluslararası Doğa ve Doğal Kaynakları Koruma Birliği (1980) tarafından hazırlanan "Dünya Koruma Stratejisi" raporundaki bu gelişme, Rusça'ya "sürdürülebilir kalkınma" olarak çevrilen "sürdürülebilir kalkınma" olarak adlandırıldı. Geniş anlamda, sürdürülebilir kalkınma, antroposentrik ekoloji çerçevesinde hüküm sürenlerden kökten farklı ekonomik, sosyal, ekolojik, kültürel parametrelerle toplumun yeni bir işleyişine karşılık gelen bir süreç olarak anlaşılmaktadır. Sürdürülebilir kalkınma, çevre yönetimini optimize etmeden mümkün değildir.

Kullanılan literatür: Grafkina M.V., Mikhailov V.L., Ivanov K.S.
Arabanın ekolojisi ve ekolojik güvenliği: ders kitabı / M. V. Grafkina, V. A. Mikhailov, K. S. Ivanov. - M.:
FORUM, 2009 .-- 320 s. - (Yüksek öğretim).

Özeti indirin: Sunucumuzdan dosya indirme erişiminiz yok.

Bir kişi alışkanlıkla çevredeki alanı doğa veya habitat olarak adlandırır. Çoğumuz bu kavram hakkında okul derslerinde temel bilgiler edindik: doğa tarihi (3. sınıf), coğrafya ve biyoloji (4), anatomi ve kimya (6). Ancak çok azı bu bilimlerin nasıl birleştirildiğini anlıyor, ancak bunların hepsinin doğa bilimleri alanına ait olması dışında. Çevremizdeki dünya hakkındaki tüm insan bilgisini özetlemek için, geniş bir isim yaratıldı - biyosfer. Yıllarca süren araştırmalara ve dikkatli çalışmalara rağmen, Dünya gezegeni hala bilim adamlarına üzerinde meydana gelen süreçler hakkında düşünmek için bir neden veriyor.

Tanım

Biyosfer neye denir? Literatürde bu terimin birçok yorumu vardır ve hepsi içerik bakımından farklılık gösterir, ancak anlam bakımından neredeyse aynıdır. Çoğu zaman, biyosfer, insanın birkaç türden biri olarak girdiği gezegenin küresel ekosistemi olarak adlandırılır. "Biyosfer" adını tam anlamıyla eski Yunan dilinden çevirirsek, iki kökü vardır. "Küre", "alan, küre, top" anlamına gelir ve "bios" kökü "yaşam" anlamına gelir. Aslında, karmaşık ve çok yönlü bir bilimin tanımını veren oldukça geniş ve doğru bir isim ortaya çıkıyor. V. I. Vernadsky, biyosfer denen şeyin sorusuna kapsamlı bir cevap veriyor. Bu kavramı, coğrafya, jeokimya, biyoloji, jeolojiyi içeren Dünya hakkında bir bilimsel bilgi kompleksi olarak tanımlar. Biyosfer, canlıların varlığı ve habitatları ilkesine göre birleştirilen bir kümedir. Tüm küreler bileşim, işlev ve özelliklerde farklıdır, ancak her biri çevremizdeki dünyanın varlığında ve evriminde önemli bir rol oynar.

Biyosfer doktrini

Filozof, bilim adamı, jeolog ve biyokimyacı V.I. Vernadsky, ayrılmaz bir bilgi sistemi yarattı. 20. yüzyılın başlarına kadar bir kitle vardı. araştırma çalışmaları Dünya ve üzerinde meydana gelen süreçlerin incelenmesi, ancak derinleştirilmesi ve genelleştirilmesi bu materyal büyük Rus bilim adamına başardı. 19. yüzyılın başında, Fransız doğa bilimci Lamarck, geleceğin biliminin ilk kavramını tanımladı, ancak ona bir isim vermedi. Avusturyalı paleontolog ve jeolog Eduard Suess, bugün hala kullanılan "biyosfer" terimini 1875'te icat etti. Bu bilimi gezegenimizdeki tüm yaşam hakkında bilgi olarak tanımlayacaktır. Vernadsky ancak 50 yıl sonra canlı organizmaların birbirine bağlılığını ve dolaşımını kanıtlayacak. Biyosfer denilen şey şimdiki aşama? Bu, etkileşime girdikleri gezegenin kabuklarından biridir. doğal elementler farklı kökenlerden, benzersiz, dengeli bir sistem yaratan onların birleşimidir.

Atmosfer

Dünya gezegeninin dış hava zarfı. Kütlesinin çoğu yüzeye yakın bir yerde toplanmıştır ve yüksekliği üç bin kilometre boyunca uzanır. Atmosfer, tüm kabukların en hafifidir; sadece gezegenin yerçekimi nedeniyle yüzeyi terk etmez, artan irtifa ile katmanları yavaş yavaş boşalır. yere çarpan ultraviyole radyasyon seviyesini azaltarak radyoaktif güneş ışınlarına karşı koruma sağlar. Atmosfer gazları içerir: canlı organizmaların varlığını sağlayan karbondioksit, azot, oksijen, argon.

Hidrosfer

Dünya'nın biyosferi, gezegenin su zarfının bir bölümünü içerir. Bileşimi, maddenin agregasyon durumuna göre değişir. Hidrosfer, gezegendeki sıvı, gaz ve katı halde olabilen tüm su kaynaklarını birleştirir. Dünya Okyanusunun yüzey katmanları, Güneş'ten gelen ısıyı atmosfer aracılığıyla yeniden dağıtmaya hizmet eder. Su, en hareketli fraksiyon olduğu için doğadaki maddelerin sirkülasyonu sürecinde özellikle önemlidir. Biyosferin organizmaları su elementine tamamen hakim oldular, Dünya Okyanusunun en derin dip çöküntülerinde ve Arktik buzullarında bulunabilirler. Hidrosferin kimyasal bileşimi aşağıdaki ana elementleri içerir: magnezyum, sodyum, klor, kükürt, karbon, kalsiyum vb.

litosfer

Güneş sistemimizde, tüm gezegenlerin sert bir kabuğu yoktur, bu durumda Dünya bir istisnadır. Litosfer, karanın bir bölümünü oluşturan ve Dünya Okyanusunun yatağı olarak hizmet eden devasa bir kaya (katı) kaya kütlesidir. Dünyanın bu kabuğunun kalınlığı 70 ila 250 kilometre arasındadır, bileşimi, tüm canlıların varlığı için gerekli olan alüminyum, demir, oksijen, magnezyum, potasyum, sodyum vb. Miktarında en çeşitlidir. organizmalar. Bu jeosfer, yaşamın yayılmasının en küçük katmanı ile karakterize edilir. En usta olanı üst katman birkaç metre olan litosfer. Derinleştikçe, ışığın yokluğuyla birlikte canlı organizmaların var olmasına izin vermeyen sert kabuğun sıcaklığı ve yoğunluğu artar.

biyosfer

Bu jeosfer, Dünya'nın tüm kabuklarını (hidrosfer, atmosfer ve litosfer) içlerindeki canlı maddenin varlığıyla birleştirir. Biyosferin tüm insanlık için rolünü abartmak zordur, bu çevre ve menşe kaynağıdır. o Kompleks sistem madde ve enerji alışverişi nedeniyle herhangi bir organizmanın var olma olasılığını belirleyen karşılıklı ilişkiler. Organik ve inorganik bileşikler arasında sürekli olarak meydana gelen döngüde 40'tan fazla kimyasal element yer almaktadır. Ana enerji kaynağı Güneş'tir. Arsa üzerinde yer almaktadır optimum mesafe yıldızdan ve atmosfer şeklinde koruyucu bir bariyer ile donatılmıştır. Bu nedenle, canlı madde ile birlikte Güneş enerjisi biyosferin varlığında en önemli biyokimyasal faktördür. Bir dizi faktörün etkisiyle meydana gelen süreçler tam bir döngüsel forma sahiptir, maddenin atmosfer, litosfer, hidrosfer ve canlı organizmalar arasında dolaşımını sağlar.

Biyosferin sınırları

Biyosfer zarfının uzunluğunu analiz ederken, düzensiz dağılımını görebiliriz. Alt sınır, litosferin katmanlarında bulunur, 4 km'nin altına inmez. Yerkabuğunun üst tabakası - toprak - canlı madde içeriğinin yoğunluğu açısından biyosferin en doymuş tabakasıdır. Dünya Okyanusu'nun enginliğini, nehirleri, gölleri, bataklıkları, buzulları içeren hidrosfer, tamamen "canlı kabuğun" bir parçasıdır. En yüksek organizma konsantrasyonları su kütlelerinin yüzey ve kıyı katmanlarında gözlenir, ancak yaşam aynı zamanda derin su çöküntülerinde, maksimum 11 km'den fazla derinlikte ve dip çökellerinde de bulunur. Biyosferin üst sınırı yüzeyden 20 km uzaklıktadır. Atmosfer, "canlı tabakayı", üzerinde organizmaların kısa dalga ultraviyole radyasyon tarafından yok edileceği bir ozon kalkanıyla sınırlar. Böylece, maksimum canlı madde konsantrasyonu, litosfer ve atmosferin sınırlarında bulunur.

Kompozisyon

Biyosfer doktrini V. I. Vernadsky tarafından yaratıldı, ayrıca organizmaların Dünya'nın "canlı kabuğunun" oluşumu ve işleyişindeki kilit rolünü belirledi. Daha önce, diğer bilim adamları benzer sonuçlara vardı, ancak Rus doğa bilimci, genel dolaşıma katılan inorganik bileşiklerin yapısındaki varlığın gerekliliğini kanıtlayabildi. Ona göre, biyosfer aşağıdaki bileşime sahiptir:

  1. Canlı organizmalar (biyolojik kütle, tüm türlerin toplamı).
  2. Biyojenik madde (canlı organizmaların hayati aktivitesi sürecinde yaratılmış, işlenmesinin bir ürünüdür).
  3. (canlı organizmaların katılımı olmadan oluşturulan inorganik bileşikler).
  4. Biyoinert madde (canlı organizmalar ve inert madde tarafından ortaklaşa oluşturulur).
  5. Kozmik kökenli bir madde.
  6. Dağınık atomlar.

Menşe tarihi

Milyarlarca yıl önce, Dünya'nın sağlam bir kabuğu - litosfer - oluştu. Biyosfer denilen oluşumun bir sonraki aşaması, tektonik plakaları hareket ettiren, volkanik patlamalara, depremlere vb. neden olan jeolojik süreçler nedeniyle gerçekleşti. Kararlı jeolojik formların oluşumundan sonra, canlı organizmaların ortaya çıkma sırası geldi. Litosferin oluşumu sırasında meydana gelen çeşitli biyokimyasal elementlerin aktif emisyonları nedeniyle gelişme fırsatı buldular. Birkaç milyon yıldır yaşayan madde, yaşam için kabul edilebilir koşullar yarattı. Kademeli evrimi nedeniyle, atmosferin gaz bileşimi oluştu. Organik ve inorganik bileşiklerin Güneş enerjisinin etkisi altında sürekli etkileşimi, canlı maddenin gezegenin tüm bölgesine yayılmasını ve görünümünü önemli ölçüde değiştirmesini mümkün kıldı.

Evrim

Dünyadaki ilk canlı organizmalar hidrosferde ortaya çıktı, karada kademeli olarak ortaya çıkmaları oldukça uzun sürdü. Biyosferin başka bir kabuğunun gelişimi - litosfer, ozon tabakasının oluşumunun nedeni oldu. Fotosentez süreci nedeniyle, büyük bir biyolojik kütle atmosferden karbondioksiti emdi ve oksijeni serbest bıraktı. Bu durumda, canlı madde pratik olarak enerji kullanır - Güneş. Hidrosferin kalınlığında organik maddeden yoksun olan aerobik organizmalar, kara yüzeyine geldi ve enerji dolaşımı nedeniyle evrim sürecini önemli ölçüde hızlandırdı. Şu anda, Dünya'nın "canlı kabuğu" istikrarlı bir denge durumundadır, ancak insanlık onun üzerinde giderek artan bir olumsuz etki uygulamaktadır. Dünyanın yeni bir küresi yaratılıyor - noosfer, insan ve doğa arasında daha uyumlu bir işbirliği anlamına geliyor, ancak bu çalışma için ayrı ve çok ilginç bir konu. Biyokütlede önemli bir azalma olmasına rağmen biyosfer işlemeye devam ediyor, "canlı kabuk" insan faaliyetlerinden kaynaklanan zararı telafi etmeye çalışıyor. Tarihin gösterdiği gibi, bu süreç önemli bir zaman alabilir.

biyokimyasal fonksiyonlar

Biyosferin yapısındaki ana bileşen biyokütledir. "Canlı kabuğun" tüm biyokimyasal işlevlerini yerine getirir, bileşimini denge durumunda tutar, maddelerin ve enerjinin dolaşım sürecini sağlar. Gaz fonksiyonu destekler optimal kompozisyon atmosfer. Oksijen salan ve karbondioksiti emen bitkilerin fotosentezi yoluyla gerçekleştirilir. Canlı organizmalar, solunduklarında ve ayrışma sürecinde CO2 salmaktadır. Gaz değişimi sürekli gerçekleşir, kimyasal reaksiyonlar sırasında inorganik bileşikler yer alır. Enerji işlevi, harici bir kaynağın - güneş ışığının biyokütle (bitkiler) tarafından özümsenmesi ve dönüştürülmesinden oluşur. Konsantrasyon işlevi birikimi sağlar Yaşamsal aktivite sürecindeki tüm organizmalar, ölümlerinden sonra organik ve inorganik bileşikler şeklinde biyosfere geri dönen gerekli düzeyde biyokimyasal elementler biriktirir. Redoks işlevi biyokimyasal bir reaksiyondur. Canlı bir organizmanın yaşam sürecinde ortaya çıkar ve maddelerin dolaşımında gerekli bir bağlantıdır.

biyokütle

Tüm canlı organizmalar, dünyanın küreleri üzerinde eşit olmayan bir şekilde dağılmıştır. En yüksek biyokütle konsantrasyonu, gezegenin jeosferlerinin kavşaklarında gözlenir. Bunun nedeni eğitim optimal koşullar hayati aktivite (sıcaklık, nem, basınç, biyokimyasal bileşiklerin varlığı). Biyokütlenin bileşimi de aynı değildir. Karada bitkiler bir avantaja sahiptir; hidrosferde hayvanlar canlı maddenin temelini oluşturur. Biyokütle yoğunluğu şunlara bağlıdır: Coğrafi konum, litosferde yerleşim derinliği ve yükseklik - atmosferde. Bitki ve hayvan türlerinin sayısı çok fazladır, ancak tüm organizmaların yaşam alanı biyosferdir. Biyoloji, ayrı bir bilim olarak, içinde meydana gelen tüm süreçleri büyük ölçüde açıklar. Bu, her tür biyokütlenin kökeni, üremesi, göçüdür.

Biyosferin özellikleri

Dünyanın "canlı kabuğunun" önemi ve ölçeği, yeni nesil doğa bilimcileri tarafından sürekli çalışmasını sağlayacaktır. Sistem bütünlüğü, dinamik gelişimi ve dengesi açısından benzersizdir. Ana ve en şaşırtıcı özelliği, kararlılığı ve iyileşme yeteneğidir. Gezegenin yaşayan bir filmi olarak biyosferin varlığı sırasındaki felaketlerin sayısı çok büyük. Biyokütlenin çoğunun yok olmasına yol açtılar, gezegenin görünümünü önemli ölçüde değiştirdiler, yüzeyinde ve çekirdeğinde meydana gelen süreçleri düzelttiler. Ancak her çarpışmadan sonra, biyosfer, olumsuz etkiye uyum sağlayarak veya onu bastırarak değiştirilmiş bir biçimde restore edildi. Bu nedenle dünyanın biyosferi, doğada meydana gelen tüm süreçleri bağımsız olarak düzenleyebilen canlı bir organizmadır.

Kalkınma beklentileri

Her biri modern çocuk ilkokulda doğa tarihi gibi bir konuyu inceler (3. sınıf). Bu derslerde küçük insan anlatılır ve hangi kurallara göre var olduğu anlatılır. Belki de programı biraz değiştirmeye ve çocuklara doğaya saygı duymayı ve sevmeyi öğretmeye değer, o zaman insanlık yeni bir jeosfer yaratabilecek. Yüzyıllar boyunca biyosfer hakkında biriken tüm bilgiler, doğa ve insanın birliğini ima edecek olan daha da geliştirilmesi için uygulanmalıdır. Çevreye verilen zararı düzeltmek için çok geç olmadan, insanlar Dünya'nın "canlı kabuğunun" kendi kendine iyileşebileceğini, ancak aynı zamanda sürekli hasara neden olan bir cismi de ortadan kaldırabileceğini düşünmelidir. bütünlüğü ve uyumu.

Tanıtım

Biyosfer hayatımızın ortamıdır, bizi çevreleyen, içinde bahsettiğimiz doğadır. konuşulan dil... İnsan - her şeyden önce - nefesiyle, işlevlerinin tezahürüyle, bir şehirde veya tenha bir evde yaşasa bile, bu "doğa" ile ayrılmaz bir şekilde bağlantılıdır.

V.I. Vernadsky.

biyosfer(Yunanca bios - yaşam, shaira - top, küre) - Gezegenin canlı maddesini oluşturan organizmaların yaşadığı, Dünya'nın karmaşık dış kabuğu. İnsanları çevreleyen doğal ortamın ana bileşeni olan Dünya'nın en önemli jeosferlerinden biridir.

"Biyosfer" terimi ilk kez 1875'te Avusturyalı jeolog Eduard Suess tarafından bilime tanıtıldı. Biyosferi, dünya yüzeyindeki ince bir yaşam filmi olarak anladı. Biyosferin gezegenimizdeki yaşamın gelişimi için rolü ve önemi o kadar büyüktü ki, zaten XX yüzyılın ilk üçte birinde. doğa biliminde yeni bir temel bilimsel yön ortaya çıktı - kurucusu büyük Rus bilim adamı V.I. Vernadsky olan biyosfer doktrini.

Bununla birlikte, bundan çok önce, diğer isimler altında, özellikle "yaşam alanı", "doğa resmi", "Dünya'nın yaşayan kabuğu" vb., biyosfer teriminin içeriği diğer birçok doğa bilimci tarafından değerlendirildi.

Başlangıçta, tüm bu terimler yalnızca gezegenimizde yaşayan canlı organizmaların toplamı anlamına geliyordu, ancak bazen coğrafi, jeolojik ve kozmik süreçlerle bağlantıları belirtilse de, aynı zamanda canlı doğanın kuvvetlere ve maddelere bağımlılığına dikkat çekildi. inorganik niteliktedir. Hatta "biyosfer" teriminin yazarı E. Suess, terimin ortaya çıkmasından neredeyse otuz yıl sonra (1909) yayınlanan "Dünyanın Yüzü" adlı kitabında bile, biyosferin ters etkisini fark etmemiş ve onu "" olarak tanımlamıştır. uzay ve zamanla sınırlı ve Dünya yüzeyinde yaşayan bir dizi organizma.

Dünya ve çevresi, tüm evrenin doğal gelişiminin bir sonucu olarak oluşmuştur. Güneş Sistemi... Yaklaşık 4,7 milyar yıl önce, Dünya gezegeni protosolar sisteme dağılmış gaz tozlu maddeden oluştu. Diğer gezegenler gibi, Dünya da Güneş'ten enerji alır ve elektromanyetik radyasyon şeklinde Dünya'nın yüzeyine ulaşır. Güneş ısısı, birçok jeolojik sürecin gelişiminin temeli olan Dünya ikliminin ana bileşenlerinden biridir. Dünyanın derinliklerinden büyük bir ısı akışı geliyor.

Son verilere göre, Dünya'nın kütlesi 6 * 10 21 ton, hacmi 1.083 * 10 12 km3, yüzey alanı 510,2 milyon km2'dir. Gezegenimizin büyüklüğü ve dolayısıyla tüm doğal kaynakları sınırlıdır.

Gezegenimiz heterojen bir yapıya sahiptir ve iç ve dış olmak üzere eşmerkezli kabuklardan (jeosferler) oluşur. İç kısımlar çekirdeği, mantoyu ve dıştakileri - litosfer, hidrosfer, atmosfer ve Dünya'nın karmaşık kabuğu - biyosferi içerir.

Canlı organizmaların yer kabuğunun oluşumundaki muazzam rolüne açıkça işaret eden ilk biyolog, J. B. Lamarck'tır (1744 - 1829). Yerkürenin yüzeyinde bulunan ve kabuğunu oluşturan tüm maddelerin canlı organizmaların faaliyetleri sonucu oluştuğunu vurguladı.

Botanik, toprak bilimi, bitki coğrafyası ve diğerlerinin gelişimi ile bağlantılı olarak kademeli olarak biriken biyosfer hakkındaki gerçekler ve hükümler, esas olarak Biyolojik Bilimler yanı sıra jeolojik disiplinler. Biyosferi bir bütün olarak anlamak için gerekli hale gelen bu bilgi unsurlarının, organizmalar ve çevre arasındaki ilişkiyi inceleyen bir bilim olan ekolojinin ortaya çıkışıyla ilişkili olduğu ortaya çıktı. Biyosfer belirli bir doğal sistemdir ve varlığı öncelikle canlı organizmaların katılımıyla enerji ve maddelerin dolaşımında ifade edilir.

Biyosferi anlamak için çok önemli olan, Alman fizyolog Pfefer (1845 - 1920) tarafından canlı organizmaları beslemenin üç yolunun kurulmasıydı:

* ototrofik - inorganik nitelikteki maddelerin kullanımı yoluyla vücudun yapısı;

* heterotrofik - düşük moleküler ağırlıklı organik bileşiklerin kullanımı yoluyla vücudun yapısı;

* mixotrofik - karışık bir vücut yapısı türü (ototrofik-heterotrofik).

Biyosfer (modern anlamda), tüm canlı organizmalar setini ve gezegenin maddesinin bu organizmalarla sürekli değişim içinde olan kısmını içeren bir tür Dünya kabuğudur.

Biyosfer, herhangi bir ekosistem gibi küresel bir ekosistemdir. cansız ve biyotik parçalar.

abiyotik sunulan kısım:

1. toprak ve altındaki kayalar, bu kayaların maddesi ve gözenek boşluğunun fiziksel ortamı ile değiş tokuş yapan canlı organizmaları hala içerdikleri bir derinliğe kadar.

2. atmosferik hava hayatın tezahürlerinin hala mümkün olduğu yüksekliklere.

3. Okyanusların, nehirlerin, göllerin vb. su ortamı.

biyotik bir kısım, biyosferin en önemli işlevini yerine getiren, onsuz yaşamın var olamayacağı tüm taksonların canlı organizmalarından oluşur: atomların biyojenik akımı. Canlı organizmalar, solunum, beslenme ve üremeleri nedeniyle bu atom akımını gerçekleştirir ve biyosferin tüm bölümleri arasında alışverişi sağlar.

Atomların biyosferdeki biyojenik göçü iki biyokimyasal ilkeye dayanmaktadır:

Maksimum tezahür için, yaşamın "her yerde bulunması" için çabalayın;

Biyojenik göçü artıran organizmaların hayatta kalmasını sağlayın.

· Atmosfer- uzayla sınırlanan dünyanın en hafif kabuğu; uzay ile madde ve enerji alışverişi atmosfer aracılığıyla gerçekleştirilir.

Atmosferin birkaç katmanı vardır:

* troposfer - Dünya yüzeyine bitişik alt tabaka (yükseklik 9-17 km). Atmosferin gaz bileşiminin yaklaşık %80'ini ve tüm su buharını içerir;

* stratosfer;

* nonosphere - orada “canlı madde” yoktur.

Hakim unsurlar kimyasal bileşim atmosfer: N2 (%78), O2 (%21), CO2 (%0.03).

· Hidrosfer- Dünyanın su kabuğu. Yüksek hareketliliği nedeniyle su, çeşitli doğal oluşumlara her yere nüfuz eder, en saf atmosferik sular bile 10 ila 50 mg / l çözünür madde içerir.

Hidrosferin kimyasal bileşiminin baskın unsurları: Na +, Mg2 +, Ca2 +, Cl–, S, C. Sudaki şu veya bu elementin konsantrasyonu, bitki ve hayvan organizmaları için ne kadar önemli olduğu hakkında hiçbir şey söylemez. içinde yaşıyor. Bu konuda başrol, canlı organizmalar tarafından asimile edilen N, P, Si'ye aittir. Okyanus suyunun ana özelliği, ana iyonların okyanusların tüm hacmi boyunca sabit bir oran ile karakterize edilmesidir.

· litosfer- tortul ve magmatik kayalardan oluşan dünyanın dış katı kabuğu. Şu anda, yerkabuğunun üst katman olduğu düşünülmektedir. sağlam Mohorovichich'in sismik sınırının üzerinde bulunan gezegen. Yüzey katmanı canlı maddenin mineral (inorganik) madde ile etkileşiminin bulunduğu litosfer bir topraktır. Ayrışmadan sonra organizmaların kalıntıları humusa (toprağın verimli kısmı) geçer. kurucu parçalar topraklar mineraller, organik maddeler, canlı organizmalar, su, gazlardır.

Litosferin kimyasal bileşiminin baskın elementleri: O, Si, Al, Fe, Ca, Mg, Na, K.

II. V.I.Vernadsky'nin biyosfer doktrini

1. Biyosferdeki ana madde türlerinin özellikleri

Modern kavramlara göre, biyosfer, tüm canlı organizmaları ve gezegenin maddesinin bu organizmalarla sürekli değişim halinde olan kısmını içeren dünyanın özel bir kabuğudur.

Bu fikirler, yirminci yüzyılda doğa bilimleri alanındaki genellemelerin en büyüğü olan biyosfer hakkındaki V. I. Vernadsky'nin (1863 –1945) öğretilerine dayanmaktadır. Öğretisinin tam büyümedeki en önemli önemi, yalnızca yüzyılın ikinci yarısında ortaya çıktı. Bu, ekolojinin ve her şeyden önce, biyosferin temel bir kavram olduğu küresel ekolojinin gelişmesiyle kolaylaştırıldı.

Vernadsky'nin biyosfer doktrini, Dünya'daki yaşamın korunması ve geliştirilmesinin en önemli sorunlarıyla organik olarak bağlantılı olan ayrılmaz bir temel doktrindir ve gezegeni geçmişte, şimdi ve gelecekte gelişen bir kendi kendini düzenleyen sistem olarak incelemek için temelde yeni bir yaklaşımı ifade eder. .

VI Vernadsky'ye göre, biyosfer bir dizi organizma tarafından oluşturulan canlı maddeyi içerir; organizmaların yaşam sürecinde oluşan biyojenik madde (atmosferik gazlar, kömür, yağ, turba, kireçtaşı vb.); Canlı organizmaların katılımı olmadan oluşan inert madde (magmatik kayalar); organizmaların hayati aktivitesinin ortak bir sonucu olan biyoinert madde ve biyolojik süreçler(örneğin, toprak); yanı sıra radyoaktif madde, kozmik kökenli madde (göktaşı vb.) ve saçılan atomlar. Bu yedi tür maddenin tümü jeolojik olarak birbirleriyle ilişkilidir.

Biyosferin inert maddesi.

Biyosferin sınırları, canlı organizmaların varlığını imkansız kılan karasal çevre faktörleri tarafından belirlenir. Üst sınır, gezegenin yüzeyinden yaklaşık 20 km uzaklıktadır ve Güneş'in morötesi radyasyonunun yaşamı tehdit eden kısa dalga boylu kısmını hapseden bir ozon tabakası ile sınırlıdır. Böylece, canlı organizmalar troposferde ve alt stratosferde var olabilir. Yerkabuğunun hidrosferinde, organizmalar Dünya Okyanusunun tüm derinliğine - 10-11 km'ye kadar - nüfuz eder. Litosferde yaşam, dünyanın iç sıcaklığı ve suyun sıvı halde nüfuz etme koşulu nedeniyle 3.5-7.5 km derinlikte meydana gelir.

Atmosfer.

Gaz zarfı esas olarak azot ve oksijenden oluşur. Az miktarda karbondioksit (%0.03) ve ozon içerir. Atmosferin durumu, Dünya yüzeyinde ve su ortamındaki fiziksel, kimyasal ve biyolojik süreçler üzerinde büyük bir etkiye sahiptir. Biyolojik süreçler için en büyük değerŞunlara sahiptir: ölü organik maddelerin solunması ve mineralizasyonu için kullanılan oksijen, fotosentezde yer alan karbon dioksit ve dünyanın yüzeyini sert ultraviyole radyasyondan koruyan ozon. Azot, karbondioksit, su buharı büyük ölçüde volkanik aktivite nedeniyle ve oksijen - fotosentez sonucu oluşmuştur.

Hidrosfer.

Su, biyosferin en önemli bileşenidir ve canlı organizmaların varlığı için gerekli faktörlerden biridir. Ana kısmı (% 95), dünya yüzeyinin yaklaşık% 70'ini kaplayan ve 1300 milyon km3 içeren Dünya Okyanusunda yer almaktadır. Yüzey suları (göller, nehirler) sadece 0.182 milyon km3'tür ve canlı organizmalardaki su miktarı sadece 0.001 milyon km3'tür. Buzullar önemli su rezervleri içerir (24 milyon km3). Suda çözünen gazlar büyük önem taşır: oksijen ve karbondioksit. Sayıları sıcaklığa ve canlı organizmaların varlığına göre büyük ölçüde değişir. Sudaki karbondioksit, atmosferdekinden 60 kat daha fazladır. Hidrosfer, Dünya'nın jeolojik tarihi boyunca farklılaşan litosferin gelişimi ile bağlantılı olarak oluşmuştur. çok sayıda su buharı.

Litosfer.

Litosfer içinde yaşayan organizmaların çoğu, derinliği birkaç metreyi geçmeyen toprak tabakasında bulunur. toprak içerir mineraller kayaların ve organik maddelerin yok edilmesi sırasında oluşan - organizmaların atık ürünleri.

Canlı organizmalar (canlı madde).

Biyosferin sınırları oldukça dar olmasına rağmen, canlı organizmalar içlerinde çok eşit olmayan bir şekilde dağılmıştır. Açık yüksek irtifa ve hidrosfer ve litosferin derinliklerinde organizmalar nispeten nadirdir. Yaşam, esas olarak Dünya yüzeyinde, toprakta ve okyanusun yüzeye yakın katmanında yoğunlaşmıştır. Canlı organizmaların toplam kütlesinin 2.43x10 12 ton olduğu tahmin edilmektedir.Karada yaşayan organizmaların biyokütlesi %99.2 yeşil bitkiler ve %0.8 - hayvanlar ve mikroorganizmalar tarafından temsil edilmektedir. Buna karşılık, okyanusta bitkiler toplam biyokütlenin %6,3'ünü, hayvanlar ve mikroorganizmalar ise %93,7'sini oluşturur. Hayat esas olarak karaya odaklanmıştır. Okyanusun toplam biyokütlesi yalnızca 0,03x10 12 ton veya Dünya'da yaşayan tüm canlıların biyokütlesinin %0,13'ü kadardır.

Canlı organizmaların tür bileşimine göre dağılımı gözlenir önemli kalıp... Bitkiler, toplam tür sayısının %21'ini oluşturur, ancak toplam biyokütleye katkıları %99'dur. Hayvanlar arasında, türlerin %96'sı omurgasız ve sadece %4'ü omurgalı olup, onda biri memelidir. Canlı maddenin kütlesi, biyosferin inert maddesinin sadece %0.01-0.02'sidir, ancak jeokimyasal süreçlerde öncü bir rol oynar. Metabolizma için gerekli maddeler ve enerji, organizmalar çevreden alırlar. Sınırlı miktarda canlı madde yeniden yaratılır, dönüştürülür ve ayrıştırılır. Bitki ve hayvanların yaşamsal faaliyetleri sayesinde her yıl biyokütlenin yaklaşık %10'u yeniden üretilir.

VI Vernadsky'nin doktrininin özü, gezegenin görünümünü değiştiren "canlı maddenin" özel rolünün tanınmasında yatmaktadır. Jeolojik bir zaman dilimindeki faaliyetlerinin toplam sonucu muazzamdır. Vernadsky'ye göre, "dünya yüzeyinde, bir bütün olarak ele alındığında canlı organizmalardan daha kalıcı olarak hareket eden ve dolayısıyla nihai sonuçlarında daha güçlü olan hiçbir kimyasal kuvvet yoktur." Güneş'in enerjisini yakalayan ve dönüştüren ve dünyamızın sonsuz çeşitliliğini yaratan canlı organizmalardır.

V.I.Vernadsky'nin öğretilerinin ikinci en önemli yönü, canlı ve cansızların koordineli etkileşiminde, organizmanın ve çevrenin karşılıklı uyarlanabilirliğinde kendini gösteren biyosferin organizasyonu fikridir. V. I. Vernadsky, "Bir organizma," diye yazdı, "sadece adapte olduğu değil, aynı zamanda ona adapte olduğu bir çevre ile ilgilenir."

Bu etkileşim, öncelikle çok sayıda yeni kültür bitkisi ve evcil hayvan türünün yaratılmasında yansıtılır. Bu tür türler, insan yardımı olmadan ölmeden ya da vahşi türlere dönüşmeden önce yoktu. Bu nedenle Vernadsky, hayvan, bitki krallığı ve kültürlü insanlığın ayrılmaz bağlantısındaki canlı maddenin jeokimyasal çalışmasını tek bir bütünün eseri olarak görür.

V.I.Vernadsky'ye göre, geçmişte iki şeye önem vermediler. önemli faktörler Canlı bedenleri ve onların atık ürünlerini karakterize eden:

* Pasteur'ün, canlı cisimlerin ayırt edici bir özelliği olarak moleküllerin uzaysal yapısının simetrisizliği ile bağlantılı optik olarak aktif bileşiklerin baskınlığı hakkındaki keşfi;

* canlı organizmaların biyosferin enerjisine katkısını ve cansız bedenler üzerindeki etkilerini açıkça hafife aldı. Gerçekten de, biyosfer sadece canlı maddeyi değil, aynı zamanda V.I.Vernadsky'nin atıl (atmosfer, kayalar, mineraller vb.) yüzey suları vesaire.). Hacim ve ağırlık bakımından canlı madde biyosferin önemsiz bir bölümünü oluştursa da, gezegenimizin görünümündeki değişimle ilişkili jeolojik süreçlerde önemli bir rol oynar.

Canlı madde biyosferin tanımlayıcı bir bileşeni olduğundan, yalnızca biyosferin bütünleyici bir sistemi çerçevesinde var olabileceği ve gelişebileceği iddia edilebilir. Bu nedenle, V. I. Vernadsky'nin canlı organizmaların biyosferin bir işlevi olduğuna ve onunla maddi ve enerjik olarak yakından bağlantılı olduğuna ve onu belirleyen muazzam bir jeolojik güç olduğuna inanması tesadüf değildir.

Biyosferin ve içinde meydana gelen biyojeokimyasal süreçlerin varlığının ilk temeli, gezegenimizin astronomik konumu ve her şeyden önce Güneş'e olan mesafesi ve dünyanın ekseninin ekliptik veya düzleme olan eğimidir. dünyanın yörüngesi. Dünya'nın bu mekansal düzenlemesi esas olarak gezegendeki iklimi belirler ve ikincisi de sırayla belirler. yaşam döngüsüüzerinde var olan tüm organizmaların Güneş, biyosferdeki ana enerji kaynağı ve gezegenimizdeki tüm jeolojik, kimyasal ve biyolojik süreçlerin düzenleyicisidir. Bu rol, yaşamın bir güneş ışınının yaratılması olduğunu belirten Julius Mayer (1814 - 1878) yasasının yazarlarından biri tarafından mecazi olarak ifade edildi.

Canlı madde ile inert madde arasındaki belirleyici fark şudur:

* Canlı maddelerdeki değişimler ve süreçler, inert cisimlere göre çok daha hızlı gerçekleşir. Bu nedenle, canlı maddedeki değişiklikleri karakterize etmek için tarihsel zaman kavramı ve hareketsiz cisimlerde - jeolojik zaman kullanılır. Karşılaştırma için, jeolojik zamanın bir saniyesinin yaklaşık yüz bin yıllık tarihsel zamana tekabül ettiğini belirtelim;

* Jeolojik zaman içinde canlı maddenin gücü ve biyosferin inert maddesi üzerindeki etkisi artar. Bu etki, V.I. Vernadsky, kendisini öncelikle "yaşayan maddeden biyosferin hareketsiz maddesine ve geriye doğru sürekli bir biyojenik atom akışında" gösterir;

* Sadece canlı maddelerde jeolojik zaman içinde organizmalarda niteliksel değişiklikler vardır. Bu değişimlerin süreci ve mekanizmaları ilk olarak Charles Darwin (1859) tarafından türlerin doğal seçilim yoluyla kökeni teorisinde açıklanmıştır;

* Canlı organizmalar çevredeki değişikliklere bağlı olarak değişir, ona uyum sağlar ve Darwin'in teorisine göre evrimin kaynağı olan bu tür değişikliklerin kademeli olarak birikmesidir.

V.I. Vernadsky, canlı maddenin de, çevredeki değişimden bağımsız olarak, jeolojik zamanın akışıyla bir değişim içinde kendini gösteren kendi evrim sürecine sahip olabileceğini öne sürüyor.

Düşüncesini doğrulamak için, hayvanların merkezi sinir sisteminin sürekli büyümesine ve biyosferdeki önemine ve ayrıca biyosferin kendisinin özel organizasyonuna atıfta bulunur. Onun görüşüne göre, basitleştirilmiş bir modelde, bu organizasyon, biyosferin hiçbir noktasının “biyosferin daha önce hiç olmadığı aynı yere, aynı noktasına düşmeyeceği” şekilde ifade edilebilir. Modern terimlerle, bu fenomen, herhangi bir evrim ve gelişme sürecine içkin olan değişikliklerin geri döndürülemezliği olarak tanımlanabilir.

Yeni organizma türlerinin ortaya çıkışının eşlik ettiği sürekli evrim süreci, örneğin topraklar, yeraltı ve yeraltı suları vb. gibi doğal biyoinert cisimler dahil olmak üzere tüm biyosferi bir bütün olarak etkiler. Bu, toprakların ve Devoniyen nehirleri üçüncül nehirlerden tamamen farklıdır ve hatta çağımızın daha da fazladır. Böylece türlerin evrimi yavaş yavaş tüm biyosfere yayılır ve yayılır.

VI Vernadsky ayrıca maddenin dönüşüm biçimleri, atomların biyojenik göçünün yolları, yani. canlı maddenin katılımıyla kimyasal elementlerin göçü, kimyasal elementlerin birikimi, biyosferin gelişiminin itici faktörleri vb.

Vernadsky'nin öğretilerinin en önemli kısmı, kökeni ve gelişimi fikridir. Modern biyosfer hemen ortaya çıkmadı, ancak abiyotik ve biyotik faktörlerin sürekli etkileşimi sürecindeki uzun evrimin bir sonucu olarak ortaya çıktı. Görünüşe göre ilk yaşam formları anaerobik bakteriler tarafından temsil edildi. Bununla birlikte, canlı maddenin yaratıcı ve dönüştürücü rolü, yalnızca fotosentetik ototrofların biyosferinde - siyanobakteriler ve mavi-yeşil algler (prokaryotlar) ve daha sonra belirleyici olan gerçek algler ve karasal bitkiler (ökaryotlar) ortaya çıkmasıyla gerçekleştirilmeye başlandı. Modern biyosferin oluşumu için önemi. Bu organizmaların aktivitesi, biyosferde serbest oksijenin birikmesine yol açtı ve bu kritik kilometre taşları evrim.

Heterotroflar ve hepsinden öte hayvanlar paralel olarak gelişti. Gelişimlerinin ana tarihleri, kıtaların karaya inmesi ve yerleşimi (Tersiyer döneminin başlangıcında) ve son olarak insanın ortaya çıkmasıdır.

Yoğunlaştırılmış bir biçimde, V.I.Vernadsky'nin biyosferin evrimi hakkındaki fikirleri şu şekilde formüle edilebilir:

1. İlk önce, litosfer oluştu - çevrenin habercisi ve daha sonra karada yaşamın ortaya çıkmasından sonra - biyosfer.

2. Dünyanın tüm jeolojik tarihi boyunca, azoik jeolojik dönemler (yani yaşamdan yoksun) hiçbir zaman gözlemlenmemiştir. Sonuç olarak, modern canlı madde, geçmiş jeolojik çağların canlı maddesi ile genetik olarak ilişkilidir.

3. Canlı organizmalar - ana faktör yerkabuğundaki kimyasal elementlerin göçü, "maddesinin ağırlığının en az %90'ının kendi temel özelliklerindeki yaşamdan kaynaklanmaktadır." (V. Vernadsky)

4. Faaliyetin muazzam jeolojik etkisi, sayılarının sonsuz büyüklükte olması ve pratik olarak sonsuz uzun bir süre boyunca faaliyet göstermelerinden kaynaklanmaktadır.

5. Biyosferdeki süreçlerin gelişimi için ana itici faktör, canlı maddenin biyokimyasal enerjisidir.

V.I.Vernadsky'nin yaratıcılığının tacı, noosferin doktrini, yani akıl alanıydı.

Genel olarak, Vernadsky'nin biyosfer doktrini, canlı ve cansız doğa arasındaki ilişki ve etkileşimin modern kavramlarının temellerini attı. Biyosfer doktrininin pratik önemi çok büyüktür. Bugün bir doğa bilimi temeli olarak hizmet vermektedir. rasyonel doğa yönetimi ve çevre koruma.

Dünyanın jeolojik tarihini analiz eden Vernadsky, biyosferin yeni bir duruma - noosfere, yeni bir jeolojik gücün, insanlığın bilimsel düşüncesinin etkisi altında bir geçiş olduğunu iddia ediyor. Bununla birlikte, Vernadsky'nin yazılarında, dönüştürülmüş bir biyosfer olarak maddi noosferin özünün tam ve tutarlı bir yorumu yoktur. Bazı durumlarda, noosfer hakkında gelecek zamanda (henüz ulaşmadı), bazılarında şimdiki zamanda (ona giriyoruz) yazdı ve bazen noosferin oluşumunu Homo sapiens'in ortaya çıkışıyla veya ortaya çıkma endüstriyel üretim... Bir mineralog olarak Vernadsky'nin insanın jeolojik aktivitesi hakkında yazdığı zaman, hala "noosfer" ve hatta "biyosfer" kavramlarını kullanmadığına dikkat edilmelidir. Dünyadaki noosferin oluşumu hakkında, tamamlanmamış "Gezegensel Bir Fenomen Olarak Bilimsel Düşünce" adlı eserinde en ayrıntılı şekilde yazdı, ancak esas olarak bilim tarihi açısından.

Peki noosfer nedir: ütopya mı yoksa gerçek hayatta kalma stratejisi mi? Vernadsky'nin çalışmaları, noosferin oluşumu ve varlığı için gerekli bir takım özel koşulları gösterdiğinden, sorulan soruya daha makul bir cevap verir. Bu koşulları sıralayalım:

1. tüm gezegenin insan yerleşimi;

2. ülkeler arasında iletişim ve değişim araçlarında köklü bir dönüşüm;

3. Siyasi olanlar da dahil olmak üzere, dünyanın tüm ülkeleri arasındaki bağların güçlendirilmesi;

4. insanın jeolojik rolünün biyosferde meydana gelen diğer jeolojik süreçler üzerindeki baskınlığının başlangıcı;

5. biyosfer ve uzay yürüyüşünün sınırlarının genişletilmesi;

6. yeni enerji kaynaklarının keşfi;

7. tüm ırk ve dinlerden insanların eşitliği;

8. Dış ve iç politika sorunlarının çözümünde kitlelerin rolünü artırmak;

9. Bilimsel düşünce ve bilimsel araştırmaların dini, felsefi ve politik yapıların baskısından ve devlet yapısıözgür bilimsel düşünce için elverişli koşullar;

10. İyi düşünülmüş bir halk eğitim sistemi ve emekçilerin refahında artış. oluşturma gerçek fırsat yetersiz beslenmeyi ve açlığı, yoksulluğu ve hastalıkları büyük ölçüde zayıflatmayı önlemek;

11. Sayısal olarak artan bir nüfusun tüm maddi, estetik ve manevi ihtiyaçlarını karşılayabilecek hale getirmek için Dünya'nın birincil doğasının makul dönüşümü;

12. Savaşların toplum hayatından dışlanması.

Noosfer doktrininin ana teması, biyosfer ve insanlığın birliğidir. Vernadsky, eserlerinde bu birliğin köklerini, biyosferin organizasyonunun insanlığın gelişimindeki önemini ortaya koymaktadır. Bu, insanlığın tarihsel gelişiminin biyosferin evrimindeki yerini ve rolünü, noosfere geçiş modellerini anlamamızı sağlar.

Vernadsky'nin noosfer teorisinin altında yatan temel fikirlerden biri, insanın kendi yasalarına göre ayrı yaşayan kendi kendine yeterli bir canlı olmadığı, doğanın içinde bir arada var olduğu ve onun bir parçası olduğudur. Bu birlik öncelikle Vernadsky'nin bir biyojeokimyacı olarak göstermeye çalıştığı çevrenin ve insanın işlevsel sürekliliğinden kaynaklanmaktadır. İnsanlığın kendisi doğal bir fenomen ve biyosferin etkisinin sadece yaşam ortamını değil, aynı zamanda düşünme biçimini de etkilemesi doğaldır.

1. Vernadsky V.I. Biyosfer ve noosfer. Moskova - 1989

2. Ruzalin G.I. Modern doğa bilimi kavramı. Moskova - 1997

3. Golubev VS Evolution: jeokimyasal sistemlerden noosfere. Kiev - 1992

4. Korobkin VI, Peredelskiy LV Üniversite öğrencileri için Ekoloji. Rostov-on-Don, "Anka" - 2001

5. Ekoloji. Çocuklar için ansiklopedi, cilt 19. Moskova, "Avanta +" - 2001

6. Alekseev VP İnsan ekolojisi üzerine denemeler. Moskova "Bilim" - 1993

Doğa bilimlerinde büyük başarılar V.I. Vernadsky. Birçok eseri var ve yeni bir bilimsel yön olan biyojeokimyanın kurucusu oldu. Jeolojik süreçlerde canlı maddenin rolüne dayanan biyosfer doktrinine dayanmaktadır.

Biyosferin özü

Bugün biyosferin birkaç kavramı vardır, bunlardan başlıcaları şunlardır: biyosfer, tüm canlı organizmaların varlığının ortamıdır. Alan atmosferin çoğunu kaplar ve ozon tabakasının başlangıcında biter. Ayrıca hidrosferin tamamı ve litosferin bir kısmı biyosfere dahildir. Şuradan çevrildi: Yunan kelimesi"top" anlamına gelir ve tüm canlı organizmaların yaşadığı bu boşluk içindedir.

Bilim adamı Vernadsky, biyosferin, yaşamla temas halinde olan gezegenin organize bir alanı olduğuna inanıyordu. Bütünsel bir öğreti yaratan ilk kişiydi ve "biyosfer" kavramını ortaya çıkardı. Rus bilim adamının çalışmaları 1919'da başladı ve zaten 1926'da dahi, "Biyosfer" kitabını dünyaya sundu.

Vernadsky'ye göre, biyosfer bir boşluk, bir alan, canlı organizmalardan ve habitatlarından oluşan bir yer. Ek olarak, bilim adamı biyosferin türetildiğini düşündü. Bunun kozmik bir karaktere sahip gezegensel bir fenomen olduğunu savundu. Bu uzayın özelliği, uzayda yaşayan ve aynı zamanda gezegenimize eşsiz bir görünüm veren "canlı madde"dir. Yaşayan madde ile bilim adamı, Dünya gezegeninin tüm canlı organizmalarını anladı. Vernadsky, çeşitli faktörlerin biyosferin sınırlarını ve gelişimini etkilediğine inanıyordu:

  • yaşam meselesi;
  • oksijen;
  • karbon dioksit;
  • Sıvı su.

Yaşamın yoğunlaştığı bu ortam, yüksek ve düşük hava sıcaklıkları, mineraller ve aşırı tuzlu su ile sınırlandırılabilir.

Vernadsky'ye göre biyosferin bileşimi

Başlangıçta Vernadsky, biyosferin jeolojik olarak birbiriyle ilişkili yedi farklı maddeden oluştuğuna inanıyordu. Bunlar şunları içerir:

  • canlı madde - bu element, canlı organizmaların sürekli doğum ve ölümünün bir sonucu olarak yaratılan muazzam biyokimyasal enerjiden oluşur;
  • biyo-inert madde - canlı organizmalar tarafından yaratılır ve işlenir. Bu unsurlar arasında toprak, fosil yakıtlar vb.;
  • inert madde - cansız doğayı ifade eder;
  • biyojenik madde - bir dizi canlı organizma, örneğin orman, tarla, plankton. Ölümleri sonucunda biyojenik kayaçlar oluşur;
  • radyoaktif madde;
  • kozmik madde - kozmik toz ve göktaşlarının unsurları;
  • saçılmış atomlar

Kısa bir süre sonra, bilim adamı, biyosferin, cansız kemik maddesiyle etkileşime giren canlıların toplamı olarak anlaşılan canlı maddeye dayandığı sonucuna vardı. Ayrıca biyosferde canlı organizmaların yardımıyla oluşturulan biyojenik bir madde vardır ve bunlar esas olarak kayalar ve minerallerdir. Ek olarak, biyosfer, canlıların ve atıl süreçlerin birbirine bağlanmasının bir sonucu olarak ortaya çıkan biyo-inert maddeyi içerir.

biyosfer özellikleri

Vernadsky, biyosferin özelliklerini dikkatlice inceledi ve sistemin işleyişinin temelinin, maddelerin ve enerjinin sonsuz dolaşımı olduğu sonucuna vardı. Bu süreçler ancak canlı bir organizmanın aktivitesinin bir sonucu olarak mümkündür. Canlılar (ototroflar ve heterotroflar) varlıkları sırasında gerekli kimyasal elementleri oluştururlar. Böylece, ototrofların yardımıyla güneş ışığının enerjisi kimyasal bileşiklere dönüştürülür. Heterotroflar da yaratılan enerjiyi tüketir ve organik maddenin mineral bileşiklere tahribine yol açar. İkincisi, ototroflar tarafından yeni organik maddelerin yaratılmasının temelidir. Böylece, maddelerin döngüsel bir dolaşımı vardır.

sayesinde biyolojik dolaşım biyosfer kendi kendini idame ettiren bir sistemdir. Kimyasal elementlerin dolaşımı, canlı organizmalar ve bunların atmosfer, hidrosfer ve topraktaki varlığı için esastır.

Biyosfer doktrininin ana hükümleri

Vernadsky doktrininin temel hükümleri "Biyosfer", "Yaşam alanı", "Biyosfer ve uzay" eserlerinde özetlenmiştir. Bilim adamı, okyanus derinlikleri, dünyanın yüzeyi (litosferin üst tabakası) ve atmosferin bir kısmı ile birlikte tüm hidrosfer de dahil olmak üzere biyosferin sınırlarını troposfer seviyesine işaretledi. Biyosfer ayrılmaz bir sistemdir. Elementlerinden biri ölürse, biyosfer zarfı çökecektir.

Vernadsky, "canlı madde" kavramını kullanmaya başlayan ilk bilim adamıydı. Hayatı, maddenin gelişiminin bir aşaması olarak tanımladı. Gezegende meydana gelen diğer süreçleri boyun eğdiren canlı organizmalardır.

Biyosferi karakterize eden Vernadsky, aşağıdaki hükümleri savundu:

  • biyosfer organize bir sistemdir;
  • canlı organizmalar gezegendeki baskın faktördür ve gezegenimizin mevcut durumunu şekillendirmişlerdir;
  • dünyevi yaşam kozmik enerjiden etkilenir

Böylece Vernadsky, biyojeokimyanın ve biyosfer doktrininin temellerini attı. İfadelerinin çoğu bugün alakalı. Modern bilim adamları biyosferi incelemeye devam ediyor, ancak aynı zamanda Vernadsky'nin öğretilerine de güvenle güveniyorlar. Biyosferdeki yaşam her yerde yaygındır ve her yerde biyosferin dışında var olamayan canlı organizmalar vardır.

Çıktı

Ünlü Rus bilim adamının eserleri tüm dünyaya yayılmıştır ve zamanımızda kullanılmaktadır. Vernadsky'nin öğretilerinin geniş uygulaması sadece ekolojide değil, coğrafyada da görülebilir. Bilim insanının çalışmaları sayesinde insanlığın korunması ve bakımı günümüzün en acil görevlerinden biri haline geldi. Ne yazık ki, her yıl gelecekte biyosferin tam varlığını tehlikeye atan daha fazla çevre sorunu ortaya çıkıyor. Bu konuda sistemin sürdürülebilir gelişimini sağlamak ve gelişimi en aza indirmek gerekmektedir. Olumsuz etkilerÇevrede.

Arkadaşlarınızla paylaşmak için:
benzer yayınlar