БИОСФЕРАДАҒЫ  ЗАТТАР АЙНАЛЫМЫ 

Жоспар 

Кіріспе

      1Биосфера құрылысы

Негізі  бөлім

    Биологиялық айналым.

1. Көміртегі айналымы
2. Күкірт айналымы
3. Азот айналымы
4. Фосфор айналымы

 

Қорытынды. 

Пайдаланылған әдебиеттер.

     . 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

      І. Биосфера құрылысы 

      Биосфера  – ерекше биос - өмір және тіршілік, «Sphaira» (сфера) шар, қоршаған орта деген  сөздерінен алынған, яғни жер шарындағы  адамзаттың жан-жануарлардың, өсімдіктердің  және басқа тірі организмдердің тіршілік ететін ортасы деген мағына береді.

      Бұл терминді 1875 жылы бірінші рет Австрияның 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. 

1. Атмосфера

 

      Атмосфера жер шарын түгелден орап тұрады. Ол гректің «atmos» - бу, «sphairi» (сфера) сөзінен шыққан. Оның қалыңдығы 100 км-ге дейін жетеді. Атмосфераның негізгі құрамында оттегі (20,95 %), яғни 1,5 * 10¹⁵ тонна аргон (1,28 %), азот (75,50 %), яғни 3,8 * 10¹² тонна және басқадай газдар кездеседі. Атмосфера негізінен – тропосфера, стротосфера және иопосфера қабаттары болып үшке бөлінеді.

      Тропосфера  – грекше «tropos» (тропос) – бұрылысы, «sphaira» (сфера) – шар. Өзгермелі қабат  деген мағына береді. Жер бетіне тікелей жайласқан төменгі тығыз  қабаты. Орташа биіктігі 10 * 12 км-ге жетеді.

      Стротосфера – латынша «stratum» - төсем, тағы сондай сияқты теңіз деңгейінен 9-11 км жоғары жататын атмосфера қабаты.

      Иопосфера – гректің «ion» - қозғалғыш қабат  деген сөзінен алынған. Қалыңдығы 800 км-ге жетеді.

2. Гидросфера

 

      Гидросфера  – табиғи су қоймаларынан (мұхиттардан, теңіздерден, көлдерден, өзендерден) құралады. Бұл құрлықтың 70 % алып жатыр. Гидросфераның көлемі 400 млн шаршы км. 

3. Литосфера

      Литосфера – жердің қатты қабаты. Ол екі  қабаттан құралған. Үстіңгі қабаты граниттен, оның қалыңдығы 10 км-ден 40 км-ге дейін жетеді. Ал астыңғысы базольттан тұрады. Қалыңдығы 30-80 км. Жоғарыда айтылғандай минералды қабаттардан басқа, жерді ерекше тағы бір қабат – биосфера қоршап тұрады. Ол тірі органимдер тараған аймақтардың бәрін қамтиды. Биосфераның пайда болуымен бірге, жер бетінде тірі организмдер өсіп-өніп, сыртқы қоршаған ортаның эволюциялық дамуына сәйкес қалыптасады. Биосфера теңіз деңгейінен бастап, тау жоталарының шыңдарына дейін бүкіл құрғақ жерді алып жатыр.

      Атмосферадағы биосфераның жоғары шегі 20 км биіктікке дейін жетеді. Онда микробтардың споралары (өршігіш тұқымы) кездеседі. Бактериялар атмосфералардың азон қабатында да өсіп-өнеді. Биосферада мол кездесетін микроорганизмдер жер бетінен 50-70 метрге дейінгі биіктікке ғана тарайды.

      Литосферадағы биосфераның төменгі шегі 2000 – 3000 м-ге дейін тереңдікке жетеді. Олар онаэробта бактериялар. Гидросферадағы биосфераның шегі 11 км-ге дейінгі  тереңдікке жетеді. Теңіз жануарлары және өсімдіктері (қызыл, жасыл, қоңыр  балдырлар) үшін су өте қолайлы орта. Таза, мөлдір болғандықтан күн сәулесі оның 200 метр тереңдігіне дейін тарайды. Бұдан кейінгі судың қабаттарын мәңгілік қараңғылық басып тұрады. Мұндай қабаттарда да тіршілік ететін организмдер болады. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

      2.Биосферадағы  заттар айналы.

      Биосферадағы  зат айналымы үлкен геологиялық және кіші биотикалық айналыс деп екіге бөлінеді.

      Үлкен айналым мың- миллиондаған жылдар бойы жүреді. Бұл аралықта, тау жыныстары үгіліліп, ондағы сумен араласады. Оның еритін бөлігі ерітінді түзіп, әр түрлі өзгерістер ұшырайды.

      Кіші  айналым кезінде, зат айналысы биоценоз деңгейінде жүреді. Мысалы, топырақ  құрамындағы қоректік заттар, су, көмертігі  қосылыстары- өсімдіктер дүниесін құрайды. Ал, өсімдікттер, өзге тіршілік иелерінің  денесін құрауға қажет. Жан- жануарлар тіршілігі таусылған соң, құрт- құмырсқа бактериялар нәтижесінде ыдырап, қайтадан минералды заттар айналады. Минералдық заттарды өсімдіктер дүниесі қайта пайдаланып, тіршілік сөйтіп жалғасы береді.

      Күн сәулесі энергиясын пайдалану нәтижесінде, бейорганикалық заттардың- өсімдіктер, жан- жануарлар дүниесіне айналып, қайтадан бейорганикалық заттарға өту барысындағы химиялық реакциялар тізбегімен жүретін өзгерістер- биогеохимиялық цикл деп аталады.

      Көміртегі айналымы. Көміртегінің табиғаттағы  айналымы үлкен және кіші циклдар бойынша жүзеге асады. Көміртегінің геологиялық үлкен цикл бойынша айналымы төменде келтірілген.

        

      Көміртегінің  кіші цикл бойынша түрленуі, үлкен  циклдің бір көрінісі болып табылады да, оны мынадай өзгеріс схемасы арқылы өрнектеуге болады:

      

      Кіші  айналымнан шығатын көмір қышқыл газындағы көміртегі- көміртегінің минералдық қосылыстарына айналуына  бағытталған. Адамзат баласы тіршілік ету барысында- табиғи газды, көмірді, жанар майларды, органикалық заттарды жандыру барысында, атмосферада көмір қышқыл газының артуына себепші болады. Былайша айтқанла, адамзат іс- әрекеті табиғи цикл арасында өзара қарама- қарсылық пайда болады.

      Табиғи  цикл

      

        

      Адамзат іс- әрекетінің нәтижесіндегі өзгеріс бағыты.

      Күкірт  айналымы. Табиғатты күкірт айналымы барысында, төмендегідей химиялық реакциялар орын алады: 

      CaS + CO₂ + H₂O = CaCO₃ + H₂S

      2H₂S + O₂ = 2H₂O + 2S

      2S + 3O₂ + 2H₂O = 2H₂₅SO₄

      CaCO₃ + H₂SO₄ = CaSO₄ + CO₂ + H₂O

      CaSO₄ + CH₄ = CaS + CO₂ + 2H₂O – CaCO₃ + H₂S + H₂O

      Биосферадағы  күкірт айналымының схемасын, төмендегі  түрде бейнелуге болады: 

      

      Азот  айналымы. Азот элементтерінің де, өзге элементтер сияқты, айналымы үлкен  және кіші циклдерден тұрады.

      Келтірілген схема Р.Риклефе ұсынысы бойынша беріліп отыр. Мұнда ескере кететін жай, бос күйіндегі азот топырақ өсімдіктер бойына сіңірле алады.

      Фосфор  айналымы. Фосфор қосылысқа түсуге өте бейім болғандықтан, оның айналымы көптеген факторлар байланысты. Мысалы, кір жуғанда кір жуғыш заттардың құрамындағы фосфордың үлкен бөлігі, сарқынды сулар барысында фосфор тыңайтқыштарының біршама бөлігі жуылып, сарқынды сулармен қоршаған ортаға келіп қосылады.

      

        
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

      Фосфордың биогеохимиялық циклының формасынан редуценттердің, формасына органикалық формасын бейорганикалық формасына тотықтырмай  көшіретіндігінде. Нәтижесінде, элементтің бір бөлігі терең шөгінді қабаттарына кетіп қалатындықтан, фосфордың циклы азоттың циклына қарағанда, кемірек жетілген болып есептеледі. 

      Қышқылдықтың  артуы

      

      Келтірілген мысалдарды талдау, биогеохимиялық циклардың кризистік сәттері- физикалық ортадан, заттарды қамту және ортаға қайтарып бері. Бұл сәттер тотықсыздану және тотығу реакцияларымен байланысты. Химиялық заттарды тотықсыздануы, түптен келгенде, күн сәулесі энергиясының есебінен іске асырылады. Энергия тасымалының әр сатысында орын алатын оның шашырауы- редуценттер деңгейінде аяқталады, олар элементтерді продуценттер қамти алатын күйге дейін тотықтыралы. Бүкіл алмасу қоры деңгейіндегі биогеохимиялық айналымы, әр сатысында, тотығу процесінің тиесілі бір бөлігі жүзеге асырылатын жүйе ретінде қарастыруға болады.

      Áèîñôåðàäà ¾íåìi áîëûï ò½ðàäû. Îë òiði îðãàíèçìäåð  àðºûëû  ðåòòåëåäi. Áèîñôåðà¹à æûëûíà 400 ìèë. ¼í îòòåãi ºîñûëûï ò½ðñà, îòòåãiíi» ì¼ëøåði àçàéìàéäû. Ìûñàëû Ìåíäåëååâòi» ïåðèîäòûº ñèñòåìàñûíäà¹û õèìèÿëûº ýëåìåíòòåðäi» ê¼ïøiëiãi àêòèâòi ò¾ðäå áèîñôåðàäà àéíàëûï æàñàéäû. Àéíàëûì íåãiçiíåí åêi æîëìåí æ¾ðåäi.

      1.àóàëûº  àéíàëûì- ì½íäà ýëåìåíòòåðäi» iøiíäåãi å» íåãiçãi ¼çãåðåòiíäåði îòòåãi, ñóòåãi, àçîò, ê¼ìiðòåãi.

      2.ñóäà¹û  àéíàëûì- ì½íäà ìèíåðàëäû ýëåìåíòòåð èîí ò¾ðiíäå, áîëìàñà ìîëåêóëà ê¾éiíäå, æåð àñòû, ¼çåí, ê¼ë, òå»iç, ì½õèò ñóëàðûíäà àëìàñàäû.

      Áèîñôåðàäà¹û  îðãàíèêàëûº çàòòàðäû» ò¾çiëóiíäå  ê¼ìiðòåãi, îòòåãi, ñóòåãi æ¸íå àçîò àóàäà  àéíàëûì æàñàéäû. Á½ë ãàçäàðäû»  àóàäà¹û ì¼ëøåði ¸ð ºèëû. Æàëïû àë¹àíäà 98%  ¸ðò¾ðëå ãàçäàð áàð.

      Áèîñôåðà ¼òå ê¼ëåìäi áîë¹àíäûºòàí æ¸íå æåðäi» ¸ðò¾ðëi ìèíåðàëäàðäàí º½ðûëóûíà ñ¸éêåñ àéíàëûì  äà ¸ðò¾ðëi áîëûï êåëåäi. Áèîñôåðàäà¹û îðãàíèêàëûº  îíîðãàíèêàëûº çàòòàðäû» àéíàëûìû àáèîòèêàëûº (òåìïåðàòóðà, ûë¹àë, ê¾í ñ¸óëåñi) æ¸íå áèîòèêàëûº (áàêòåðèÿëàð, ¼ñiì-ð æàíóàðëàð) ôàêòîðëàðû àðºûëû ¼òiï ¼òûðàäû. Àáèîòèêàëûº æ¸íå áèîòèêàëûº ôàêòîðëàð áið-áiðiìåí òû¹ûç áàéëàíûñòû.

      Теңіз, мұхит сулары құрамында орташа алғанда 35 г/кг еріген зат болатын табиғи ерітінді. Бұл көрсеткіш тұздылық деп аталады. А, промиллемен өрнектеледі.Судың температурасы да, басқа газдардың да суда ерігіштігі төмендейді.

     Топырақ- континеттер беттеріндегі биосфераның  күрделі компонентті топырақ  жабыны.