Биосфера туралы В. И. Вернадский (1863-1945)

Биосфера туралы В. И. Вернадский (1863-1945) құраған пікірлер жүйесі бүгінде (өсіресе, отандық ғылым-да) жалпыға танымал.

 Вернадскийдің өзі  Ж.Б.Ламаркке сілтеме жасап, "ол бізге біздің ғаламшарымыздың тарихындағы биосфераның ролі туралы түсінікті берді" дейді. Алайда, Ламарк биосфера терминін еш жерде қолданған жоқ, ол өзінің "Гидробиология" деген еңбегінде (1802 ж) тек қана "жер шарының бетіндегі оның қыртысын жасайтын барлық заттар тірі ағзалардың әрекеттерінің арқасында қалыптасқан" деген. Бұл идеяны XVIІI-XIX ғасырлардың көптеген ғалымдары қолдады. Мысалы, неміс жаратылыс зерттеушісі А. Гумбольд өзінің "Табиғат көріністері" (1826 ж.) деген еңбегінде "тіршілік күші" деген ұғымды енгізеді. Бұл ұғым ауада, теңіздер мен құрлықта етіп жатқан процестерді, сонымен қатар бүкіл органикалық дүниені де бірыңғай тұтас жүйеге біріктіретін Жердің өзгеше қабатын білдіреді. Кейінірек, 1869 жылы неміс агрономы Ф. Ратцель Жердің бетін тіршілік кеңістігі деп атады, ал француз географы Э. Реклю өзінің "Жер" деген еңбегінде Жер бейнесін өзгертудегі тірі ағзалар әлемінің ролін әсерлі де көркем суреттеп берді. Осылайша, Ламарктан бастап, ғылымда біздің ғалам-шарымызда тіршілік болатын белгілі бір кеңістік бар екендігі ту

ралы ұғым пайда болды. Бұл кеңістікті атауға ұсынылған барлық терминдердің ішінен тек біреуі ғана тек биосфера ұғымы бекіді, мұның авторы австриялық ғалым Э. Зюсс еді (1875 ж.). Ол бүкіл өмірі бойы биосфера терминінің анықтамасын дәлелдеп, толықтырды және 1919 жылы биосфераны "ағзалардың кеңістік пен уақытта шектелген жене Жер бетін мекендейтін жиынтығы" деп бейнеледі. Алайда,Зюсс иосфераның геологиялық ролі мен оның Жердің ғаламшарлық факторларына тәуелдігі туралы ештеңе айтпады. Бүкіл органикалық әлемнің "бірыңғай бөлінбейтін тұтастығы" түріндегі жиынтығымен берілген "тірі заттың" геологиялық қызметтері туралы вдеяны алғаш рет 1919 жылы В. И. Вернадский ұсынды.

 В. И. Вернадскийдің  биосфера туралы ілімі

1919 жылы В. И. Вернадский тірі затқа өзінің ең алғашқы анықтамаларының бірін берді: "Мен тірі затты өсімдіктер мен жануарлардың, оның ішінде адамды қоса алғандағы барлық организмдердің жиынтығы деп түсінемін". Кейінірек бұл анықтаманы нақтылай түсті. Анықтаулар энергияның

Биосфера (гр. биос—тіршілік, өмір, гр. сфера — шар) — бұл  ұғым биология ғылымына ХІХ ғасырда  ене бастады. Ол кездерде бұл сөзбен тек жер жүзіндегі жануарлар  дүниесі ғана аталатын. Кейінгі кездерде биосфера геологиялық мағынада да қолданылады.

Биосфера— тірі организмдер  өмір сүретін жер қабаты. Жер бетінен 10—15 км биікке көтерілгенге дейінгі  және 2— 3 км құрғақтан немесе мұхиттардың 10 км түбіне дейінгі жерде организмдер  тіршілік етеді. Бұл терминді 1875 жылы бірінші рет Аустрияның атақты геологы Э. Зюсс ғылымға енгізді. Бірақ биосфера және оның жер бетінде жүріп жатқан процестері туралы ілімнің негізін салған академик В.И. Вернацкий болды. Осы ілім бойынша, биосфера +50 %-дан – 50 % -ға дейін температурасы болатын термодинамикалық қабат болып саналады.

Биосфера негізінен үш қабаттан құрылады. Олар: атмосфера (газ күйіндегі), гидросфера (су), литосфера (қатты) қабаттар.

 

                          Биосфераның пайда болуы

 

Биосфера бірден пайда  болған жоқ. Ол өте көне заманнан бері қарай күні бүгінге дейін біртіндеп  дамып келеді. Биосфераның ертеден  бері қарай құралып келе жатқанын дәлелдейтін палеонтологиялық материалдар  қарапайым тірі организмдердің қалдықтары жер қыртысының әрбір қабаттарынан табылады. Осы қабаттарға сүйене отырып, ғалымдар биосфераның негізгі пайда  болу жолдарын аықтады. Биосфераның  ең бірінші заманы Архей деп аталады. Бұл кезде биосфера қандай жағдайда дамығаны және қандай тірі организмдер  болғаны туралы ешқандай деректер жоқ. Протерозой эрасы – биосфераның  екінші дәуірі боп есептеледі. Бұл  заман 700 млн жыл бойына созылған. Протерозойда тірі организмнің қарапайым  түрлері тіршілік еткен. Олардың  сол дәуірде тасқа жабысқан қалдықтары әртүрлі тау жыныстарынан қазіргі  кезде де байқалады. Биосфераның  Палеозой эрасы немесе ертедегі тіршілік кезеңі. Бұл дәуір шамамен алғанда  бұдан 570 млн жыл бұрын басталып, 300 млн жылға созылған. Бұл эра  кембрий, ордовик, силур, девон, карбон және пермь дәуірлері болып бірнешеге  бөлінеді.

Кембрий дәуірінде барлық өсімдіктер теңіз суларына өскен. Олар көк жасыл балдырлар болатын.

Силур кезеңінде өсімдіктер құрлыққа біртіндеп шыға бастап, дами түсті.

Девонның аяқ кезінде бұлардан басқа қырықбуындылар, плаундар және папоротниктер қаулап өсе бастады. Өсімдіктер құрлыққа шыққаннан кейін фотосинтездің ықпалымен атмосфералық ауаның химиялық құрамы өзгеріп, құрлық жануарларының дамуына жағдай туды, өйткені фотосинтез процесі арқылы ауада оттегі көбейе түсті.

Тас көмір дәуірі (карбон) жылы және ылғалды болды. Мұның өзі құрлық өсімдіктерінің қаулап өсуіне мүмкіншілік жасады. Әсіресе сәнді орман ағаштарының көлемі үлкен аймақтарды қамтыды. Бұл дәуірдегі өсімдіктер негізінен плаундар, қырықбуындар және папоротниктер болды. Бұлар псилофиттен таралып, тас көмір дәуірінің басында солардың орнын түгелімен басты.

Пермь дәуірінің бас кезіндегі өсімдіктерде тас көмір дәуіріндегі өсімдіктерге ұқсас көптеген белгілер болды. Бірақ пермь дәуірінің ортасында жер бетіндегі өсімдіктерге кенет өзгеріс кірді. Ағаш тәрізді плаундар, каламиттер, папоротниктер мүлдем жойылып кетті. Бұлардың орнына жалаңаш тұқымды өсімдіктердің тұқымынан өсіп шыққан қылқандылар, цикада тәрізділер және шикгалар өсе бастады.

Мезозой эрасы немесе орта тіршілік кезеңі бұдан 135 млн жыл бұрын басталып, 115 млн жылдан астам уақытқа дейін созылған. Үш дәуірге бөледі: триас, юра, бор.

Триаста тау құрылу процестері баяуланды. Бұл эраның құрлық өсімдіктері біркелкі болды.

Юра дәуірі жылы болды. Теңіз жағалауларындағы ормандарда папоротник, қырықбуындылар,жалаңаш тұқымдылар – гинасомер, қылқан жапырақтылар қаулап өсіп, дами түсті.

Мезозой эрасындағы, әсіресе  соңғы кезінде – бор дәуіоінде, қазіргі флора қалыптасыдан бұрын, жер бетіндегі органикалық тіршілікке үлкен өзгеріс енді. Осы кезде теңіз сулары азайып, құрғақ жерлер көбейе бастады. Бор дәуірінің аяғында Шығыс Азия мен Америкадағы Анд аймақтары жоғары көтеріле түсті. Бор дәуірінде климат кенет өзгеріп кеткен. Профессор М.И. Голенкин бұл өзгеріс жерге түсетін күн сәулесінің интенсивті болуымен байланысты деп жорамалдайды.

 Ауа райының бір мезгілде кенет өзгеруі өсімдіктер эволюциясында жаңа ароморфоз пайда болуына себеп болды. Бұларда көптеген жаңа прогрессивті белгілер жетіле түсті. Мәселен, аналықтың, сондай-ақ жеміс дамитын жотынның болуы, қосарлы ұрықтану, гүлдің пайда болуы және тағы басқа.

Кайназой эрасы бұдан 70 млн жыл бұрын басталған. Осы уақыттан бері барлық эралар бойынша қазіргі кезден флораның қалыптасу процесі жүрді. Кайнозой эрасы екі дәуірге бөлінеді. Ол үштік және төрттік кезеңдер.

Үштік дәуірде тау құрылу процесі дами түсті. Жер бетіндегі ең биік Альпы-Гималай таулары пайда болды. Осы кезде Қара теңіз бен Жер Орта теңіздері оқшауланып өз алдына бөлініп қалған.

Төрттік дәуір жер бетінде тіршілік дамуының ақырғы және ең қысқа дәуірі болып саналады. Ұзақтығы 1 млн жылдай ғана болды. Бұл дәуірге тән жағдай – сол суық кезеңдер және мұз дәуірі жылы ылғалды ауа райымен алмасып отырғаны байқалады. Өйткені өсімдік әлемі мен жер қыртысының даму процесі біркелкі емес. Мұздар жер бетін басқан кезде жылылықты сүйетін өсімдіктер оңтүстікке қарай ығысып кетті. Бірте-бірте ауа райы жылынып, өсімдіктердің өсуіне қолайлы жағдайлар туды.

 

Биосферадағы  тіршіліктің пайда болуы туралы қазіргі көзқарастар

 

Тірі организмнің анорганикалық материядан пайда болуы жайында тікелей экспериментті түрде алынған материал болмағандықтан мұны шешу ғалымдарға оңай түскен жоқ. Идеалистер ең алдымен діни ұғымдарды таратуға ұмтылды. Тірі организмдер құдайдың құдіретімен пайда болды деген терминді ұсынды. Өсімдіктерді, жан-жануарларды, адамдарды өлі инертті заттардан қазіргі біздің көріп жүргеніміздей толық бейнелі түрінде құдай жаратты деп соқты. Грек оқымыстысы Аристотель де тірі организм өзінен-өзі кенеттен пайда болады дегеннен саяды. Адамзат құрттар, молюскалар немесе шіріген заттардан пайда болды деп түсіндірді. Бірақ Франческо Редидің жүргізген зерттеу жұмыстары, тірі организм өзінен-өзі кенеттен пайда болды деген ұғымды жоққа шығарды. Ол жас етті алып, оны стаканға салып, бетін дәкемен жауып қойды. Ешбір тірі заттың пайда болғаны болмайтынын дәлелдеп шықты.

Луи Пастер бактериялардың өршитін тұқымынан микроорганизмдер дамитынын бірден білді. Сонымен тірі организм ешқашан да өзінен-өзі дамымайтыны белгілі болды. Ф. Энгельс: «Табиғат диалектикасында» материалистік тұрғыдан тіршіліктің пайда болуының жалпы сипатын берді. Материал еш уақытта да тыныштық қалыпта болмайтынын, ол үнемі қозғалыста болып, дамып отыратынын айтты. Материя өзінң дамуында әр уақытта жаңа күрделі түрге көшеді деп қорытынды жасады .

 

Еліміздегі тіршілікке зиянды факторлар мен  экологиялық проблемалар

 

Экологияның күрт нашарлап кетуі адамдардың табиғатқа антропогендек  әсерін болып отыр. Атмосферадағы  көмірқышқыл газдардың концентрациясының  артуына байланысты климат өзгеріп, температураның жоғарлауына әкеліп соғады.

Энергия көзі ретінде көмір, мұнай, табиғи газды пайдалану нәтижесінде  және машиналардың көбейіп индустриялық революциясының өркендеуіне байланысты бұл процесс тезірек жүреді.

Жер планетасындағы атмосфераның температурасы артатын болса, планетаның көптеген бөліктерінде құрғақшылық  болады, басқа жерлерде жаңбыр көп  жауып, жерді топан су қаптайды. Полюстегі  мәңгі мұздар еріп аралдар мен  жағалауларды, мұхиттар мен теңіз  сулары басып кетеді. Ауыл шаруашылығының өнімі нашарлап, халықтар мекенін  тастап, күн көрістің қамымен басқа  жерлерге көшеді.

Табиғатты қорғау мәселесі бүкіл дүниежүзілік проблемаға айналуда. Экологиялық проблема дегенде ең алдымен Арал, Балқаш, Каспий, Семей  қасіреттері еске түседі.

Арал теңізі - Қазақстанның інжу-маржаны. Арал теңізі ірі экологиялық  апатқа ұшырыағанға дейінгі көлемі - 1066 км2, тереңдігі - 30-60 м, тұздылығы - 10-12% болған. Қойнауы кәсіптік бағалы балықтарға бай, жағасы қоға мен қамысты теңіз  еді. Сол кездерде жылына 50-150 мың  балық ауланса, теңіз жағасынан  едәуір мөлшерде бұлғын терісі игерілген.

1966 жылдардан бастап Арал  өңірін игеру қолға алынды. Осы  аймақтағы игерілетін жер көлемі  бұрынғыдан Өзбекстан мен Тәжікстан  1,5, Түрікменстанда 2,4, Қазақстанда 1,7 есеге өсті. Ал Амудария мен Сырдария бойындағы халықтың саны 1960-1987 жылдар аралығында 2,2 есеге артты. Халық санының өсуіне орай суға деген қажеттілік те артты. Осыған орай 1970-1980 жылдар аралығында аралға құйылатын су мөлшері азайды. Оның  негізгі себептері - антропогендік факторлар еді. Екі өзен бойындағы суды мол қажет ететін күріш пен мақта өсіру ісі қарқында дамыды (Шардара).

Оның үстіне ауылшаруашылығының басқа да салалары барынша дамыды. Өзен бойлары игеріліп, суды ысырапсыз пайдалану жүзеге асты. Мәселен, Аралға 1960-1965 жылдар арасында 44 мың м3, ал 1990 жылдары екі есеге қысқарды. Нәтижесінде, Арал теңізінің деңгейі 23 м-ге дейін төмендеп, оның су айдыны 30-200 км-ге дейін қусырылды. Судың тұздылығы 40 %-ға дейін артты. Оның үстіне екі өзен бойындағы шаруашылықтарда тыңайтқыштар мен химиялық препараттарды қолдану бұрын-соңды болмаған көрсеткішке жетті. Тыңайтқыштарды қолдану 10-15 есеге өсен. Осындай антропогендік факторлар Арал өңірін экологиялық апатқа ұшыратты. Құрғап қалған теңіз түбінен жыл сайын айналаға зияндылығы өте жоғары 2 млн. тонна тұзды шаңдар көтеріліп, желмен тарай бастады. Сонымен, Арал апатына себеп болған факторларға:

-    жергілікті жердің тарихи-табиғи ерекшеліктерін ескермеу;

-    ауылшаруашылығын  дұрыс жоспарламау, судың қорын есепке алмау;

-    суды өте көп  қажает ететін күріш, мақта дақылдарын барныша көбейтіп жіберу;

-    жерді игерудің агротехникалық шараларын сақтамау және суды үнемді пайдалнбау;

-    табиғат ресурстарын пайдаланудағы жіберілген қателіктер мен оны меңгерудің ғылыми тұрғыдан негізделмеуі болып табылады.

Осы аталған факторлар Арал теңізі экожүйесіндегі тіршілік атаулының экологиялық дағдарысқа әкелді. Бұл жағдайлар адам баласының қолдан істеген қателігі ретінде дүниежүзіне белгілі болды.

Арал өңірінде туындап отырған қазіргі экологиялық апаттар нышаны жыл өткен сайын теңіз суын таратуда. Оның фаунасы мен флорасы жойылып бітуге жақын. Топырақтың тұздануы өте жылдам жүруде. Арал теңізінде балық өсіру шаруашылығы тоқталып, соңғы 1-2 жылда ғана қайта қолға алынды. Ондағы тұрғындардың әлеуметтік жағдайы төмендеп кетті. Теңіз түбінен көтерілген улы тұздардың мөлшері жылына 13-20 млн. тонна деп есептеледі. Тіптен, тұзды шаңдар әсері сонау Орта Азия республикалары аумағына жетіп, ауылшаруашылығына зардабын тигізуде. Арал өңіріндегі климаттың өзгеріуі шөл белдеменің табиғи ландшафтарын бірте-бірте күрделі әрі қайтымсыз атропогендік экожүйелерге қарай ығыстыруда.

Арал өңіріндегі антропогендік факторлар ондағы тұрғындардың салт-дәстүрлеріне, экономикалық-әлеуметтік жағдайына тікелей әсер етуде. Жұмыссыз қалған балықшылар әлеуметтік жағынан қорғаусыз қалып, басқа аймақтарға еріксіз қоныс аударуда.

Қазіргі Арал өңірінде адамдардың денсаулығы күрт төмендеп кетті. Бұл өңірде соңғы мәліметтер бойынша туберкулез, бүйрекке тас байлану, сары су, өкпе-тыныс жолдарының қабынуы, жұқпалы ауралар республиканың басқа өңірімен салыстырғанда жоғары көрсеткішті беріп отыр.

Арал теңізінің болашағы дүниежүзі халықтарының толғандыруда. Оның  біржола жойылып кетуі Орта Азия мен Қазақстанды ғана емес көптеген Шығыс елдерінің тыныс-тіршілігіне өзгерістер әкелмек. Ал ауытқушылықтар антропогендік экожүйелердің тұрақсыздығын тудырады. Арал мәселесі соңғы 10 шақты жылда географ және эколог ғалымдар арасында жиі-жиі пікір таластар туғызады. Арал мәселесі туралы халықаралық конференциялар ұйымдастырылды. Өркениетті елдер қаржылай көмек көрсетуде. Олар негізінен Орта Азия республикалар, Ресей, АҚШ, Жапония, т.б. мемлекеттер.

Арал теңізін құтқару  жөнінде бірнеше ғылыми болжамдар мен жобалар бар. Олар:

1.    Сібір өзендерін Қазақстанға бұру.