Երկրի կենդանի օրգանիզմների էվոլյուցիան և դրանց արտացոլումը աշխարհագրական ծրարում: KR Կենդանի նյութի դերը աշխարհագրական ծրարում.doc

- սա երկրագնդի բարդ պատյան է, որտեղ նրանք շոշափում են և փոխադարձաբար թափանցում և փոխազդում են միմյանց հետ, և. կեղևն իր սահմաններում գրեթե համընկնում է կենսոլորտի հետ:

Երկրի աշխարհագրական թաղանթը կազմող գազի, ջրի, կենդանիների և խեցիների փոխադարձ ներթափանցումը միմյանց մեջ և դրանց փոխազդեցությունը որոշում է ամբողջականությունը: աշխարհագրական ծրար. Դա նյութի և էներգիայի շարունակական շրջանառություն և փոխանակում է: Երկրի յուրաքանչյուր պատյան, զարգանալով իր օրենքների համաձայն, ապրում է այլ խեցիների ազդեցությունը և, իր հերթին, իր ազդեցությունը նրանց վրա:

Կենսոլորտի ազդեցությունը մթնոլորտի վրա կապված է ֆոտոսինթեզի հետ, որի արդյունքում նրանց միջև տեղի է ունենում ինտենսիվ գազափոխանակություն և մթնոլորտում գազերի կարգավորում։ Բույսերը մթնոլորտից կլանում են ածխաթթու գազը և թթվածին են թողնում դրա մեջ, որն անհրաժեշտ է բոլոր կենդանի էակների շնչառության համար։ Մթնոլորտի շնորհիվ Երկրի մակերեսը օրվա ընթացքում չի գերտաքանում արևի ճառագայթներիսկ գիշերը շատ չի սառչում, ինչը պայմաններ է ստեղծում կենդանի անհատների գոյության համար։ Կենսոլորտը ազդում է նաև հիդրոսֆերայի վրա, քանի որ օրգանիզմները զգալի ազդեցություն ունեն: Նրանք ջրից վերցնում են իրենց անհրաժեշտ նյութերը, հատկապես կալցիումը՝ կմախքներ, խեցիներ, պատյաններ կառուցելու համար։ Շատ արարածների համար հիդրոսֆերան գոյության միջավայր է, և ջուրը կարևոր է բույսերի և կենդանիների կենսագործունեության շատ գործընթացների համար: Օրգանիզմների ազդեցությունը նրա վրա հատկապես նկատելի է նրա վերին հատվածում։ Այն կուտակում է սատկած բույսերի և կենդանիների մնացորդները, ձևավորվում օրգանական ծագման։ Օրգանիզմները մասնակցում են ոչ միայն ապարների ձևավորմանը, այլև դրանց ոչնչացմանը. նրանք արտազատում են թթուներ, որոնք գործում են ժայռեր, ոչնչացրեք դրանք ճաքերի մեջ թափանցող արմատներով։ Խիտ, կոշտ ապարները վերածվում են չամրացված նստվածքի (խիճ, խճաքար):

Նախապատրաստվում են կրթության համար պայմաններ. Լիտոսֆերայում հայտնվեցին ժայռեր, որոնք սկսեցին օգտագործել մարդը։ Աշխարհագրական ծրարի ամբողջականության օրենքի իմացությունը մեծ է գործնական արժեք. Եթե տնտեսական գործունեությունմարդը դա հաշվի չի առնում, դա հաճախ հանգեցնում է անցանկալի հետեւանքների։

Աշխարհագրական պատյաններից մեկի փոփոխությունն արտացոլված է բոլոր մյուսներում: Օրինակ է մեծ սառցադաշտի դարաշրջանը:

Ցամաքի մակերևույթի աճը հանգեցրեց ավելի ցուրտ և, ինչը հանգեցրեց ձյան և սառույցի շերտի ձևավորմանը, որը ծածկեց հսկայական տարածքներ հյուսիսում, և դա, իր հերթին, հանգեցրեց բուսական աշխարհի փոփոխության և փոփոխության: կենդանական աշխարհը և հողի փոփոխությունը:

Ժամանակակից աշխարհագրական ծրարը նրա երկարատև զարգացման արդյունքն է, որի ընթացքում այն ​​շարունակաբար բարդացել է։ Գիտնականներն առանձնացնում են դրա զարգացման 3 փուլ.

բեմադրում եմտևեց 3 միլիարդ տարի և կոչվեց նախաբիոգեն: Դրա ընթացքում գոյություն են ունեցել միայն ամենապարզ օրգանիզմները։ Նրանք քիչ են մասնակցել դրա զարգացմանն ու ձևավորմանը։ Մթնոլորտը այս փուլում բնութագրվում էր ազատ թթվածնի ցածր պարունակությամբ և ածխածնի երկօքսիդի բարձր պարունակությամբ։

II փուլգոյատևել է մոտ 570 միլիոն տարի։ Այն բնութագրվում էր կենդանի էակների առաջատար դերով աշխարհագրական ծրարի զարգացման և ձևավորման գործում։ Կենդանի էակները հսկայական ազդեցություն են ունեցել դրա բոլոր բաղադրիչների վրա: Տեղի է ունեցել օրգանական ծագման ապարների կուտակում, փոխվել է ջրի բաղադրությունը և մթնոլորտը, որտեղ թթվածնի պարունակությունը մեծացել է, քանի որ կանաչ բույսերում տեղի է ունեցել ֆոտոսինթեզ, իսկ ածխածնի երկօքսիդի պարունակությունը նվազել է։ Այս փուլի վերջում հայտնվեց մի մարդ.

III փուլ- ժամանակակից. Այն սկսվել է 40 հազար տարի առաջ և բնութագրվում է նրանով, որ մարդը սկսում է ակտիվորեն ազդել աշխարհագրական ծրարի տարբեր մասերի վրա: Հետևաբար, մարդուց է կախված, թե արդյոք այն ընդհանրապես գոյություն կունենա, քանի որ Երկրի վրա մարդը չի կարող ապրել և զարգանալ նրանից մեկուսացված:

Բացի ամբողջականությունից, աշխարհագրական թաղանթի ընդհանուր օրենքները ներառում են նրա ռիթմը, այսինքն՝ նույն երևույթների պարբերականությունն ու կրկնությունը, և.

Աշխարհագրական գոտիավորումդրսևորվում է բևեռներից որոշակի փոփոխությամբ. Գոտիավորման հիմքը երկրագնդի մակերևույթին ջերմության և լույսի տարբեր մատակարարումն է, և դրանք արդեն արտացոլված են մնացած բոլոր բաղադրիչներում, և առաջին հերթին հողերում և կենդանական աշխարհում:

Գոտիավորումը ուղղահայաց և լայնական է:

Ուղղահայաց գոտիավորում- բնական համալիրների կանոնավոր փոփոխություն ինչպես բարձրության, այնպես էլ խորության մեջ: Լեռների համար այս գոտիականության հիմնական պատճառը բարձրության հետ կապված խոնավության քանակի փոփոխությունն է, իսկ օվկիանոսի խորքերի համար՝ ջերմությունը և արևի լույս. «Ուղղահայաց գոտիավորման» հասկացությունը շատ ավելի լայն է, քան «»-ը, որն ուժի մեջ է միայն հողի նկատմամբ։ Վ լայնական գոտիականությունտարբերակել աշխարհագրական կեղևի ամենամեծ բաժինը. Այն բնութագրվում է ջերմաստիճանի պայմանների ընդհանրությամբ։ Աշխարհագրական թաղանթի բաժանման հաջորդ քայլը աշխարհագրական գոտին է։ Այն առանձնանում է ներսում աշխարհագրական գոտիարդեն ոչ միայն ջերմաստիճանի պայմանների ընդհանրությամբ, այլ նաև խոնավությամբ, ինչը հանգեցնում է բուսականության, հողի և վայրի բնության ընդհանրության։ Աշխարհագրական գոտիներում (կամ բնական գոտիներում) առանձնանում են անցումային տարածքները։ Դրանք ձևավորվում են աստիճանական փոփոխության արդյունքում

Կենսոլորտը կյանքի ոլորտն է, Երկրի պատյանը, որտեղ բնակվում են կենդանի օրգանիզմներ։ Կենդանի օրգանիզմների բաշխման տարածքը որոշում է կենսոլորտի սահմանները: «Կենսոլորտ» տերմինն առաջարկել է ավստրիացի երկրաբան Էդուարդ Սյուսը, ով այն հասկացել է որպես. բարակ թաղանթկյանքը շարունակվում է երկրի մակերեսը. Կենսոլորտի ուսմունքը մշակվել է ռուս ականավոր գիտնական Վ.Ի. Վերնադսկին.

Կենսոլորտի վերին սահմանի համար վերցնում եմ օզոնային շերտը (օզոնային էկրան), որը գտնվում է 20–25 կմ բարձրության վրա։ Կենսոլորտի ստորին սահմանը անցնում է լիտոսֆերայով։ Կենսոլորտը ներառում է մթնոլորտի ստորին հատվածը, ամբողջ հիդրոսֆերան, երկրակեղևի վերին մասը և կենդանի նյութը։ Մոլորակի կենդանի նյութը ներկայացված է բույսերով, կենդանական միկրոօրգանիզմներով և մարդկանցով։ Ենթադրվում է, որ Երկրի վրա կյանքի ծագումը տեղի է ունեցել ավելի քան 3 միլիարդ տարի առաջ ծանծաղ ջրային մարմիններում՝ տաք և խոնավ կլիմայական պայմաններում:

Երկրի վրա կյանքը երկրաբանորեն կանխատեսելի ժամանակաշրջանում միշտ գոյություն է ունեցել տարբեր օրգանիզմների բարդ կազմակերպված համալիրների (բիոցենոզների) տեսքով: Միևնույն ժամանակ, կենդանի օրգանիզմները և նրանց միջավայրը սերտորեն կապված են, փոխազդում են միմյանց հետ՝ ձևավորելով ինտեգրալ դինամիկ համակարգեր՝ բիոգեոցենոզներ։ . Օրգանիզմների սնուցումը, շնչառությունը և վերարտադրությունը և դրանց հետ կապված օրգանական նյութերի ստեղծման, կուտակման և քայքայման գործընթացները ապահովում են նյութի և էներգիայի մշտական ​​շրջանառություն: Այս ցիկլը կապված է ատոմների միգրացիայի հետ քիմիական տարրերկենսագենիկ - նրանց կենսաերկրաքիմիական ցիկլերը: Կենսաերկրաքիմիական ցիկլերի ընթացքում քիմիական տարրերի մեծ մասի ատոմներն անհամար անգամ անցել են կենդանի նյութի միջով: Այսպիսով, մթնոլորտի ողջ թթվածինը կենդանի նյութի միջոցով պտտվում է 2000 տարում, ածխաթթու գազը՝ 200 (300) տարում, իսկ Կենսոլորտի ամբողջ ջուրը՝ 2 միլիոն տարում։

Երկրի վրա կենդանի օրգանիզմների լայն տարածմանը նպաստել է շրջակա միջավայրի ամենատարբեր պայմաններին հարմարվելու նրանց կարողությունը, կենդանի նյութի կյանքի զարմանալիորեն լայն ֆիզիկական սահմանները, ինչպես նաև վերարտադրության բարձր ներուժը: Ներկայումս կենսոլորտի կազմի մեջ գերակշռում են կենդանիները բույսերի նկատմամբ, և ըստ նյութի զանգվածի բույսերը շատ անգամ ավելի մեծ են, քան կենդանիների զանգվածը։ Կենսազանգվածի ճնշող մեծամասնությունը կենտրոնացած է ցամաքում. այն գերազանցում է օվկիանոսի կենսազանգվածը 1000 անգամ։ Կենդանի օրգանիզմները չափազանց անհավասարաչափ են բաշխված կենսոլորտում։ Նրանց ամենամեծ կոնցենտրացիան նկատվում է ցամաքի մակերեսին (ներառյալ հողը և մթնոլորտի մակերևութային շերտերը), Համաշխարհային օվկիանոսի մակերեսային շերտերը, ինչպես նաև ծանծաղ ջրային գոտում դրա հատակը։ Կենդանի նյութի զանգվածը նրանց գեոսֆերների զանգվածի համեմատ շատ աննշան է (ամբողջ կենսոլորտի զանգվածի 0,01%-ը)։ Այնուամենայնիվ, կենդանի նյութի դերը կենսոլորտում հսկայական է։

Մթնոլորտում օրգանիզմների մեծ մասը չի բարձրանում մի քանի հարյուր մետրից: Լիտոսֆերայում 2000 մ-ից ավելի խորության վրա հայտնաբերվել են բակտերիաներ, հողը հատկապես հարուստ է կյանքով։ Ցամաքում կենսազանգվածը բևեռներից մինչև հասարակած աճում է, իսկ բույսերի և կենդանական տեսակների թիվը աճում է նույն ուղղությամբ։

Կենդանի օրգանիզմների գործունեության արդյունքները ազդեցին Երկրի բոլոր պատյանների վրա։ Կենդանի օրգանիզմները մեծապես որոշում են օվկիանոսի ջրերի ներկայիս աղի բաղադրությունը, ոչնչացնում, փոփոխում և ստեղծում են ժայռեր, ինչպես նաև որոշ հողային ձևեր (կորալյան կղզիներ): Մթնոլորտի գրեթե ամբողջ թթվածինը բիոգեն ծագում ունի, օրգանիզմների շնորհիվ ածխաթթու գազի ներհոսքն ու արտահոսքը հավասարակշռված են։

Բույսերը օրգանիզմներ են, որոնք ֆոտոսինթեզի ընթացքում անօրգանական նյութերից օրգանական նյութեր են ստեղծում, որոնք կենդանիները օգտագործում են սննդի համար։ Ներկայումս կենսոլորտում կենդանիները (1,5 մլն) գերակշռում են բույսերի (մոտ 500 հազար) տեսակների տեսակների կազմով։ Սակայն բույսերի կենսազանգվածը 1000 անգամ գերազանցում է կենդանիների կենսազանգվածը։

Կենդանիները կազմում են մեր մոլորակի կենսոլորտի միայն մի փոքր մասը. նրանց զանգվածը չի գերազանցում բոլոր կենդանի էակների 2%-ը: Այնուամենայնիվ, նրանց դերը կենսոլորտում և Երկրի աշխարհագրական ծրարում չափազանց մեծ է. սնվելով բույսերով և միմյանցով, կենդանիները մասնակցում են նյութերի կենսաբանական ցիկլին և էներգիայի փոխակերպմանը` կենսոլորտի հիմնական գործընթացին: Մեծ է կենդանիների դերը հողի ձևավորման, նրանց բազմակողմանի ազդեցությունը բույսերի կյանքի վրա, մարդու կյանքում։

Օրգանիզմները մեծ դեր են խաղում հողի ձևավորման գործում:

Հող - վերին բարակ շերտ երկրի ընդերքըբեղմնավոր - բույսերին անհրաժեշտ սննդանյութերով և խոնավությամբ ապահովելու ունակություն: Սա բարդ օրգանոմինալ համալիր է, որը ձևավորվել է հողագոյացման գործոնների՝ մայր ապարների, ռելիեֆի, կլիմայի, ջրերի, բույսերի և կենդանիների փոխազդեցության արդյունքում: Կախված այս գործոնների համակցումից՝ առաջանում են տարբեր հողեր։

Այս կամ այն ​​տեսակի հողի առաջացումը կախված է օրգանական նյութերի (հիմնականում բույսերի մնացորդների) ներհոսքից հող և խոնավությունից։ Ըստ մեխանիկական կազմի (տարբեր չափերի հանքային մասնիկների հարաբերակցությունը) հողերը բաժանվում են ավազոտ, ավազակավային, կավային և կավային։ Երկրի վրա հողերի գտնվելու վայրը հիմնականում կախված է կլիմայից: Հարթավայրերում տեղի է ունենում հողերի փոփոխություն բևեռներից դեպի հասարակած.

Մարդու միջամտությունը կենսոլորտի բնական գործընթացներին հանգեցնում է տարբեր հետեւանքների։ Այսպիսով, մարդը ստեղծում է բույսերի և կենդանիների ցեղատեսակների նոր տեսակներ, արագացնում է տեսակների էվոլյուցիան բնության մեջ, հարստացնում է բնական համայնքները՝ ընտելացնելով կենդանի օրգանիզմներին և մեծացնում հողի բերրիությունը։ Տեղի է ունենում բնական ռեսուրսների ինտենսիվ օգտագործում։ Ներկայումս կենսապաշարների սպառման տեմպերը գերազանցում են դրանց վերականգնման տեմպերը, ինչը հանգեցնում է բնական բուսականության և վայրի բնության ոչնչացմանը, կենդանի օրգանիզմների կենսապայմանների վատթարացմանը, հողի ոչնչացմանը և այլն:

Միևնույն ժամանակ, մարդկային գործունեությունը ազդում է նաև կենդանիների վրա։ Ազդեցությունը կարող է լինել ուղղակի և անուղղակի, դրական և բացասական, առաջացնել որոշների թվի ավելացում, մյուսների նվազման և երրորդ տեսակների լիակատար ոչնչացում։ բացասական ազդեցությունվերցնում է այնքան մեծ և անընդհատ աճող մասշտաբներ, որ պահանջում է անհետաձգելի միջոցներ կենդանիների պաշտպանության համար: Կենդանիների և բույսերի բոլոր հազվագյուտ և վտանգված տեսակները թվարկված են 1976 թվականին հրատարակված Միջազգային Կարմիր գրքում:

Ժամանակակից աշխարհում Հատուկ ուշադրությունվճարվում է նաև կենսոլորտի աղտոտվածության մակարդակը նվազեցնելու համար՝ համաձայն ՄԱԿ-ի կայուն զարգացման կոնֆերանսի փաստաթղթերի, որը տեղի է ունեցել 1992 թվականին Ռիո դե Ժանեյրոյում: Կախված նպատակից՝ պահպանվող տարածքները բաժանվում են արգելոցների, վայրի բնության արգելավայրերի: , բնական (ազգային) պարկեր, բնության հուշարձաններ։

Արգելոցը օրենքով հատուկ պահպանվող բնական տարածք է՝ տիպիկ կամ եզակի բնական համալիրների պահպանության և ուսումնասիրման նպատակով տնտեսական գործունեությունից լիովին բացառված։

Կենսոլորտային արգելոցը խստորեն պահպանվող նշանակալից բնական տարածք է, որը գործնականում չի ենթարկվում մարդածին ազդեցությունների: Սա տարածք է, որտեղ իրականացվում է արգելոցի բիոգեն բաղադրիչների բոլոր փոփոխությունների մշտական ​​մոնիտորինգ (մոնիթորինգ):

Զակազնիկները տարածքներ են, որտեղ արգելված են տնտեսական գործունեության որոշակի տեսակներ և ձևեր (հերկ, անտառահատում, խոտհունձ, որս, ձկնորսություն, զբոսաշրջություն և այլն): Արգելոցներում պաշտպանված է ոչ թե ողջ բնական համալիրը, այլ միայն նրա առանձին բաղադրիչները (կենդանիների, բույսերի տեսակները)։

Ազգային պարկերը հսկայական տարածքներ են, որոնք համատեղում են գեղատեսիլ լանդշաֆտների պաշտպանությունը զբոսաշրջության նպատակով դրանց ինտենսիվ օգտագործման հետ:

Բնության հուշարձանները կենդանի և անշունչ բնության եզակի, հազվագյուտ և աչքի ընկնող առարկաներ են, ներառյալ պատմական իրադարձությունների կամ անձերի հետ կապված:

Պահպանման միջոցառումները ներառում են նաև կենդանիների և բույսերի հազվագյուտ և վտանգված տեսակների բուծման և նրանց վերաբնակեցման մեթոդների մշակումը պահպանվող տարածքներում, նոր միջավայրերում, ինչպես նաև կենդանաբանական և բուսաբանական այգիներում:

Ընդհանուր առմամբ, բուսական և կենդանական աշխարհի պաշտպանությունը միջազգային, պետական, մարզային վարչական և տնտեսական համալիր է և սոցիալական իրադարձություններնպատակաուղղված է պոպուլյացիայի և տեսակային կազմի պահպանմանը և բույսերի և կենդանական տեսակների քանակի պահպանմանն այնպիսի մակարդակի վրա, որն ապահովում է դրանց գոյությունը։

Ռուսաստանի Դաշնությունում բուսական և կենդանական աշխարհի պաշտպանությունն ու ռացիոնալ օգտագործումը որոշվում է Ռուսաստանի Դաշնության սահմանադրությամբ. դաշնային օրենքներ, որոշումներ և այլ օրենսդրական ակտեր, Ռուսաստանի Դաշնության բնապահպանական դոկտրին:

Կենսոլորտում կենդանի նյութի աշխատանքը բավականին բազմազան է։ Ըստ Վերնադսկու՝ կենսոլորտում կենդանի նյութի աշխատանքը կարող է դրսևորվել երկու հիմնական ձևերով.

ա) քիմիական (կենսաքիմիական) - երկրաբանական գործունեության I տեսակ. բ) մեխանիկական - II տեսակի տրանսպորտային գործունեության.

Առաջին տեսակի ատոմների կենսագենիկ միգրացիան դրսևորվում է օրգանիզմների և շրջակա միջավայրի միջև նյութի մշտական ​​փոխանակմամբ՝ օրգանիզմների մարմինը կառուցելու, սնունդը մարսելու գործընթացում։ Երկրորդ տեսակի ատոմների կենսագենիկ միգրացիան բաղկացած է օրգանիզմների կողմից նյութի շարժից իրենց կյանքի ընթացքում (փոսերի, բների կառուցման ժամանակ, երբ օրգանիզմները թաղված են հողի մեջ), բուն կենդանի նյութի շարժումը, ինչպես նաև. անօրգանական նյութերի անցումը հողային բզեզների, տիղմի բզեզների, զտիչ սնուցիչների ստամոքսային տրակտով:

Կենսոլորտում կենդանի նյութի աշխատանքը հասկանալու համար շատ կարևոր են երեք հիմնական դրույթներ, որոնք Վ. Ի. Վերնադսկին անվանել է կենսաերկրաքիմիական սկզբունքներ.

1. Կենսոլորտում քիմիական տարրերի ատոմների կենսագենիկ միգրացիան միշտ ձգտում է առավելագույն դրսևորման։
2. Տեսակների էվոլյուցիան երկրաբանական ժամանակի ընթացքում, որը հանգեցնում է կենսոլորտում կայուն կյանքի ձևերի ստեղծմանը, ընթանում է այն ուղղությամբ, որն ուժեղացնում է ատոմների կենսագենիկ միգրացիան:
3. Կենդանի նյութը շարունակական քիմիական փոխանակման մեջ է իրեն շրջապատող տիեզերական միջավայրի հետ և ստեղծվում և պահպանվում է մեր մոլորակի վրա Արեգակի ճառագայթային էներգիայի շնորհիվ:

Կենդանի նյութի գործառույթները.

1. Էներգետիկ ֆունկցիա

Արեգակնային էներգիայի կլանումը ֆոտոսինթեզի ժամանակ, իսկ քիմիական էներգիան էներգիայով հարուստ նյութերի տարրալուծման ժամանակ, էներգիայի փոխանցում սննդային շղթաներով։

Արդյունքում կենսոլորտային-մոլորակային երեւույթների կապը տիեզերական ճառագայթման հետ, հիմնականում՝ արեւային ճառագայթում. Կուտակված արեգակնային էներգիայի շնորհիվ Երկրի վրա կյանքի բոլոր երեւույթները շարունակվում են։ Զարմանալի չէ, որ Վերնադսկին կանաչ քլորոֆիլ օրգանիզմներն անվանեց կենսոլորտի հիմնական մեխանիզմը:

Կլանված էներգիան էկոհամակարգում բաշխվում է կենդանի օրգանիզմների միջև սննդի տեսքով: Էներգիայի մի մասը ցրվում է ջերմության տեսքով, իսկ մի մասը կուտակվում է մեռած օրգանական նյութերում և անցնում բրածո վիճակի։ Այսպիսով, առաջացել են տորֆի, ածխի, նավթի և այլ այրվող օգտակար հանածոների հանքավայրեր։

Թթվածին ազատվում է լիթոսֆերայի ապարներից դրանցում տեղի ունեցող երկրաքիմիական պրոցեսների ժամանակ։ Այն պարունակում է 2,8 1014 տոննա:Վերջին 200 միլիոն տարիների ընթացքում օդում թթվածնի պարունակությունը մնում է հաստատուն բույսերի ֆոտոսինթեզի շնորհիվ: Թթվածնի տեսքը փոխել է Երկրի շատ հատկություններ։ Օզոնային շերտը սկսեց պահպանել կենդանի օրգանիզմների համար վնասակար ուլտրամանուշակագույն ճառագայթները։ Ժայռերի կլիմայական գործընթացները ակտիվացել են, քանի որ թթվածինը ուժեղ օքսիդացնող նյութ է։ Մթնոլորտում դրա բացակայության դեպքում Երկրի վրա լիթոսֆերայի կազմը բոլորովին այլ էր։ Այսպիսով, ԿՄԱ գունավոր քվարցիտները, ինչպես նաև Սիբիրի երկաթի հանքաքարի հանքավայրերը ձևավորվել են նախաքեմբրյան դարաշրջանում։ Սրանք երկաթի գունավոր ձևեր են, որոնք ձևավորվում են փոքր քանակությամբ թթվածնով։ Նման կուտակումների հետագա երկրաբանական դարաշրջաններում երկաթի հանքաքարերկրի վրա չէր: Մթնոլորտում հայտնվեց թթվածին, և սկսեցին ձևավորվել երկաթի օքսիդային ձևեր, որոնք ավելի շարժուն են և չեն կարող մեծ նստվածքներ ստեղծել9:

Մթնոլորտային ազոտը կլանում է բույսերը, իսկ կենդանիները այն ստանում են բուսական մթերքներից։ Բայց գլխավոր դերըազոտի ֆիքսումը պատկանում է հողի բակտերիաներին: Մթնոլորտում դրա պարունակությունը կազմում է 3,8 1015 տոննա։Ազոտը մթնոլորտ է վերադարձվում այլ բակտերիաների՝ դեիտրիֆիկատորների գործունեության շնորհիվ։ Առանց նրանց մեծ մասըՄթնոլորտային ազոտը օվկիանոսում և նստվածքային ապարներում սահմանափակ վիճակում կլինի:

Ածխածին. Երկրի վրա ֆոտոսինթետիկ օրգանիզմների գոյության ընթացքում նրանց մթնոլորտն անցել է երկրի ընդերքը մեծ թվովԱծխածին. Ժամանակակից մթնոլորտում այն ​​պարունակում է 7 1011 տոննա Ածխածնի հավասարակշռությունը կապված է մարմնի գործունեության, ածխաթթու գազի կլանման և արտազատման հետ։ Այնուամենայնիվ, այս հավասարակշռությունը տեղ-տեղ խախտվում է մարմնի տնտեսական ակտիվության և արտանետումների պատճառով միջավայրըմեծ քանակությամբ ածխածին:

Այսպիսով, ժամանակակից մթնոլորտը օրգանիզմների, այդ թվում՝ մարդկանց կենսագործունեության արդյունք է, որոնք որոշում, կարգավորում և փոխում են դրա կազմը։

2. Քայքայիչ ֆունկցիա

Այս ֆունկցիան բաղկացած է քայքայվելուց, մեռած օրգանական նյութերի հանքայնացումից, ապարների քիմիական տարրալուծումից, գոյացած միներալների բիոտիկ ցիկլում ներգրավվելուց, այսինքն. առաջացնում է կենդանի նյութի վերածումը իներտի: Արդյունքում ձևավորվում է նաև կենսոլորտի բիոգեն և բիոներտ նյութը։

Առանձնահատուկ պետք է նշել ապարների քիմիական տարրալուծումը։ «Մենք Երկրի վրա չունենք նյութի ավելի հզոր ջարդիչ, քան կենդանի նյութը», - գրել է Վերնադսկին:

Ժայռերի վրա կյանքի ռահվիրաները՝ բակտերիաները, կապույտ-կանաչ ջրիմուռները, սնկերը և քարաքոսերը, ամենաուժեղ քիմիական ազդեցությունն ունեն ժայռերի վրա՝ թթուների մի ամբողջ համալիրի լուծույթներով՝ ածխածնային, ազոտային, ծծմբային և տարբեր օրգանական: Նրանց օգնությամբ որոշ հանքանյութեր քայքայելով՝ օրգանիզմները ընտրողաբար արդյունահանում են և բիոտիկ ցիկլում ներառում են ամենակարևորը. սննդանյութեր- կալցիում, կալիում, նատրիում, ֆոսֆոր, սիլիցիում, հետքի տարրեր:

3. Համակենտրոնացման ֆունկցիա

Այսպես են կոչվում կյանքի ընթացքում որոշակի տեսակի նյութերի ընտրովի կուտակումը օրգանիզմի մարմինը կառուցելու կամ նյութափոխանակության ընթացքում նրանից հանելու համար։ Կոնցենտրացիայի ֆունկցիայի արդյունքում կենդանի օրգանիզմները արդյունահանում և կուտակում են շրջակա միջավայրի բիոգեն տարրեր։ Կենդանի նյութի բաղադրության մեջ գերակշռում են թեթեւ տարրերի ատոմները՝ ջրածին, ածխածին, ազոտ, թթվածին, նատրիում, մագնեզիում, սիլիցիում, ծծումբ, քլոր, կալիում, կալցիում։ Այս տարրերի կոնցենտրացիան կենդանի օրգանիզմների մարմնում հարյուրավոր և հազարավոր անգամներ ավելի մեծ է, քան արտաքին միջավայրում։ Դրանով է բացատրվում կենսոլորտի քիմիական կազմի տարասեռությունը և մոլորակի անշունչ նյութի բաղադրությունից դրա էական տարբերությունը։ Կենդանի օրգանիզմի կոնցենտրացիայի ֆունկցիայի հետ մեկտեղ արտազատվում է մի նյութ, որն արդյունքով հակառակ է նրան՝ ցրում։ Այն դրսևորվում է օրգանիզմների տրոֆիկ և տրանսպորտային գործունեության միջոցով։ Օրինակ՝ նյութի ցրումը օրգանիզմների կողմից արտազատման ժամանակ, օրգանիզմների մահը ընթացքում տարբեր տեսակիշարժումներ տարածության մեջ, ծածկոցների փոփոխություն. Արյան հեմոգլոբինի երկաթը ցրվում է, օրինակ, արյուն ծծող միջատների միջոցով։

4. Շրջակա միջավայր ձեւավորող ֆունկցիա

Կենսական գործընթացների արդյունքում շրջակա միջավայրի ֆիզիկական և քիմիական պարամետրերի (լիթոսֆերա, հիդրոսֆերա, մթնոլորտ) փոխակերպումը օրգանիզմների գոյության համար նպաստավոր պայմաններում. Այս ֆունկցիան կենդանի նյութի վերը քննարկված ֆունկցիաների համատեղ արդյունքն է. էներգետիկ ֆունկցիան էներգիա է ապահովում կենսաբանական ցիկլի բոլոր օղակներին. քայքայիչ և համակենտրոնացումը նպաստում են արդյունահանմանը բնական միջավայրև կենդանի օրգանիզմների համար ցրված, բայց կենսական տարրերի կուտակում։ Շատ կարևոր է նշել, որ աշխարհագրական ծածկույթում միջավայր ձևավորող ֆունկցիայի արդյունքում տեղի են ունեցել հետևյալ հիմնական իրադարձությունները. առաջնային մթնոլորտի գազային բաղադրությունը փոխվել է, առաջնային օվկիանոսի ջրերի քիմիական բաղադրությունը փոխվել է. լիթոսֆերայում առաջացել է նստվածքային ապարների շերտ, իսկ ցամաքի մակերեսին առաջացել է բերրի հողային ծածկույթ։ «Օրգանիզմը գործ ունի այնպիսի միջավայրի հետ, որին նա ոչ միայն հարմարեցված է, այլև հարմարեցված է դրան»,- այսպես է Վերնադսկին բնութագրում կենդանի նյութի միջավայր ձևավորող գործառույթը։

Կենդանի նյութի դիտարկված չորս գործառույթները հիմնական որոշիչ գործառույթներն են: Կենդանի նյութի ևս մի քանի գործառույթ կարելի է առանձնացնել, օրինակ 10.

Գազի ֆունկցիան որոշում է գազերի միգրացիան և դրանց փոխակերպումները, ապահովում գազի կազմըկենսոլորտ. Երկրի վրա գազերի գերակշռող զանգվածը բիոգեն ծագում ունի։ Կենդանի նյութի գործունեության գործընթացում առաջանում են հիմնական գազերը՝ ազոտ, թթվածին, ածխաթթու գազ, ջրածնի սուլֆիդ, մեթան և այլն: Պարզ երևում է, որ գազի ֆունկցիան երկու հիմնարար ֆունկցիաների համակցություն է՝ կործանարար և շրջակա միջավայր ձևավորող։ ;

Ռեդոքս ֆունկցիան բաղկացած է հիմնականում այն ​​նյութերի քիմիական փոխակերպումից, որոնք պարունակում են օքսիդացման փոփոխական աստիճանով ատոմներ (երկաթի, մանգանի, ազոտի և այլնի միացություններ): Միաժամանակ Երկրի մակերեսին գերակշռում են օքսիդացման և նվազեցման կենսագենիկ գործընթացները։ Սովորաբար, կենսոլորտում կենդանի նյութի օքսիդատիվ ֆունկցիան դրսևորվում է բակտերիաների և որոշ սնկերի կողմից հողի, կեղևի և հիդրոսֆերայի համեմատաբար թթվածնով աղքատ միացությունների վերածելով թթվածնով հարուստ միացությունների: Նվազեցնող ֆունկցիան իրականացվում է ուղղակիորեն կամ տարբեր բակտերիաների կողմից արտադրվող կենսածին ջրածնի սուլֆիդի միջոցով սուլֆատների ձևավորման ժամանակ։ Եվ ահա մենք տեսնում ենք, որ այդ ֆունկցիան կենդանի նյութի միջավայր ձևավորող ֆունկցիայի դրսևորումներից է.

Տրանսպորտային ֆունկցիա - նյութի տեղափոխում ձգողականության դեմ և հորիզոնական ուղղությամբ: Դեռևս Նյուտոնի ժամանակներից հայտնի է դարձել, որ նյութի շարժը մեր մոլորակի վրա որոշվում է ձգողականության ուժով։ Անկենդան նյութը ինքնին շարժվում է թեք հարթության երկայնքով բացառապես վերևից ներքև: Միայն այս ուղղությամբ են շարժվում գետերը, սառցադաշտերը, ձնահյուսերը, ժայռերը։

Կենսոլորտ- Երկրի պատյան, որի ներսում գոյություն ունի կյանք: Կենսոլորտը ներառում է մթնոլորտի ստորին հատվածը, լիթոսֆերայի վերին մասը և ամբողջ հիդրոսֆերան։ «Կենսոլորտ» տերմինը կենսաբանության մեջ ներմուծվել է Ջ.Բ. Լամարկը ներս վաղ XIXդարում, իսկ երկրաբանության մեջ այն առաջարկել է ավստրիացի երկրաբան Է.Սյուզը 1875 թվականին, մինչդեռ կենսոլորտի ուսմունքի հիմքերը, որոնք արդիական են նաև ք. ժամանակակից գիտ, մշակվել են Վ.Ի.Վերնադսկու կողմից։

Կենսոլորտի սահմանները:

Մթնոլորտում վերին սահմանը՝ 15 - 20 կմ: Այն որոշվում է օզոնային շերտով, որն արգելափակում է կարճ ալիքների ուլտրամանուշակագույն ճառագայթումը, որը վնասակար է կենդանի օրգանիզմների համար;

Ստորին սահմանը լիթոսֆերայում՝ 3,5 - 7,5 կմ։ Այն որոշվում է ջրի գոլորշու անցման ջերմաստիճանով և սպիտակուցի դենատուրացիայի ջերմաստիճանով, սակայն, ընդհանուր առմամբ, կենդանի օրգանիզմների տարածումը սահմանափակվում է մի քանի մետր խորությամբ.

Ստորին սահմանը հիդրոսֆերայում՝ 10 - 11 կմ։ Այն որոշվում է Համաշխարհային օվկիանոսի հատակով, ներառյալ հատակային նստվածքները:

Կենսոլորտ բաղկացած էկենդանի, կամ կենսական, և ոչ կենդանի, կամ աբիոտիկ բաղադրիչներից: Կենսաբանական բաղադրիչը կենդանի օրգանիզմների ամբողջությունն է (ըստ Վերնադսկու՝ «կենդանի նյութ»)։ Աբիոտիկ բաղադրիչը էներգիայի, ջրի, որոշակի քիմիական տարրերի և այլ անօրգանական պայմանների համակցություն է, որոնցում գոյություն ունեն կենդանի օրգանիզմներ:

Կենսոլորտի առաջացման հիմնական գործոններն են կենդանի օրգանիզմները, ջուրը, քամին։ Կենսոլորտի ընդհանրացված հատկություններն են՝ կենդանի նյութի առկայությունը, հեղուկ վիճակում ջրի առկայությունը, արեգակնային էներգիայի կուտակումը։

Կարևոր հատկանիշկենսոլորտն այն է, որ այն իրականացնում է շարունակական նյութի և էներգիայի շրջանառություն, որում ամենաակտիվ դերն ունեն օրգանիզմները (արտադրողներ, սպառողներ, քայքայողներ)։ Կենսոլորտում ապրող տեսակների ճշգրիտ թիվը չի հաստատվել։ Ըստ որոշ հեղինակների՝ դրանք 10-15 միլիոն են, ճշգրիտ հայտնաբերված և նկարագրված է մոտավորապես 2,5 միլիոն կենդանատեսակ, 400 հազար բույս, 100 հազար սնկ։

Կենսոլորտի դինամիկայի մեջ առանձնանում են նյութերի փոքր (կենսաբանական) և մեծ (երկրաբանական) ցիկլեր։ Միևնույն ժամանակ, նյութի շրջանառությունը միշտ կապված է էներգիայի շրջանառության հետ։

Փոքր կենսաբանական ցիկլ է տեղի ունենում օրգանիզմների և հողի միջև: Հիդրոսֆերայում ջրում լուծված աղերի և գազերի զգալի մասը ներգրավված է նյութերի փոքր շրջանառության մեջ։ Յուրաքանչյուր կենսաբանական ցիկլ ցամաքում և օվկիանոսում հավասարակշռված չէ և չի ներկայացնում արատավոր շրջան: Սա բացատրվում է նրանով, որ ցանկացած համալիրում նյութի եկամուտը հավասար չէ դրա սպառմանը, քանի որ նյութի մի մասը տեղափոխվում է մյուսը բնական համալիրներ, մինչդեռ նյութի մյուս մասը կուտակվում և պահպանվում է այս համալիրում՝ երկար ժամանակ թողնելով շրջանառությունը։

Փոքր ցիկլերը սերտորեն կապված են միմյանց հետ և առաջանում են մեծ երկրաբանական ցիկլի ֆոնի վրա։ Մեծ շրջանառության ընթացքում նյութը գետերի հոսքերի և օդային զանգվածների միջոցով ցամաքից օվկիանոս է տարվում, ծովային նստվածքները դուրս են գալիս ցամաքի վրա՝ օվկիանոսի հատակը բարձրացնելու և ցամաքային տարածքների իջեցման գործընթացում:

Կենսոլորտի առանձնահատկություններից մեկն այն է, որ միայն իր սահմաններում է ֆոտոսինթեզի գործընթաց. Սա հիմնական գործընթացն է, որով օրգանական նյութերը՝ ածխաջրերը, սինթեզվում են անօրգանականներից։ Այն իրականացվում է միայն քլորոֆիլ պարունակող բաց և կանաչ բույսերում։

Ֆոտոսինթեզի գործընթացը բարդ ռեակցիաների շղթա է.

6CO 2 + 6H 2 O + 674,000 կալ \u003d C 6 H 12 O 6 + 6O 2

Ֆոտոսինթեզի ընթացքում բույսերը կլանում են արեւային էներգիաև որոշ ժամանակ պահել այն կենսոլորտում: Սպառողները վերածում են կանաչ բույսերից ստացած օրգանական նյութերը և այդ նյութերի հետ միասին էներգիա են կլանում։ Մահացած օրգանական նյութերի տարրալուծման և հանքայնացման ժամանակ քայքայողների գործունեության ընթացքում էներգիա է անջատվում։ Այսպիսով, կենդանի օրգանիզմներն իրականացնում են նյութի և էներգիայի շրջանառությունը։