Yerin biokütləsi faizlə. Alimlər qlobal biokütlə siyahıyaalınması aparırlar

VƏ Və V və i o b o l o h Kimə A h e m l Və

Dünyanın hər yerində, hara baxırsan, həyat hökm sürür. Bitki və heyvanlara hər yerdə rast gəlmək olar. Və adi gözlə görünməyən daha nə qədər orqanizm var! Ən sadə birhüceyrəli heyvanlar və mikroskopik yosunlar, çoxsaylı göbələklər, bakteriyalar, viruslar...

Bizim dövrümüzdə 500 minə qədər bitki və 1,5 milyona yaxın heyvan növü məlumdur. Ancaq bütün növlərdən uzaq kəşf edilmiş və təsvir edilmişdir. Və hər bir növün nə qədər fərd olduğunu təsəvvür etsəniz!.. Taigadakı küknarların və ya çəmənlikdəki dandelionların və ya bir buğda sahəsində qarğıdalı sünbüllərinin sayını hesablamağa çalışın ... Bir qarışqa yuvasında nə qədər qarışqa yaşayır, bir gölməçədə nə qədər siklop və ya dafniya xərçəngkimiləri, meşədə neçə dələ, bir göldə neçə pike, perches və ya hamamböceği var?.. Mikroorqanizmləri saymağa çalışarkən həqiqətən inanılmaz rəqəmlər əldə edilir.

Bəli, in1 qram meşə torpağı, orta hesabla, var:

bakteriya -400.000.000,

göbələk - 2.000.000,

yosunlar - 100.000,

protozoa - 10.000.

Corciya Universitetinin mikrobioloqları belə hesab edirlər Yer üzündə cəmi 5.000.000.000.000.000.000.000.000.000.000 var (5 milyon olmayan) bakteriya . Bu məbləğə bərabərdir Planetdəki bütün canlıların kütləsinin 70%-i.

Bütün bu saysız-hesabsız canlılar çoxluğu xaotik və təsadüfi deyil, ciddi şəkildə təbii olaraq, yer üzündə tarixən müəyyən edilmiş həyat qanunlarına uyğun olaraq müəyyən bir ardıcıllıqla yerləşdirilmişdir. Bu barədə amerikalı bioloq K.Villi yazır: “İlk baxışda elə görünə bilər ki, canlılar aləmi bir-birindən fərqli və hər biri öz yolu ilə gedən ağlasığmaz çoxlu bitki və heyvanlardan ibarətdir. Bununla belə, daha ətraflı araşdırma göstərir ki, bütün orqanizmlər, həm bitki, həm də heyvan, eyni əsas həyati ehtiyaclara malikdirlər, eyni problemlərlə üzləşirlər: enerji mənbəyi kimi qida əldə etmək, yaşayış sahəsini fəth etmək, çoxalma və s. Həll zamanı bu problemlər, bitkilər və heyvanlar, hər biri müəyyən ekoloji şəraitdə həyata uyğunlaşdırılmış çox sayda müxtəlif formalar meydana gətirmişdir. Hər bir forma təkcə ətraf mühitin fiziki şəraitinə deyil - müəyyən rütubət, külək, işıqlandırma, temperatur, cazibə qüvvəsi və s.-nin dəyişkənliyinə qarşı müqavimət əldə etmişdir, həm də biotik mühitə - yaşayan bütün bitki və heyvanlara da uyğunlaşmışdır. eyni zonada.

Yer üzündə müntəzəm olaraq yayılan orqanizmlərin məcmusu planetimizin canlı qabığını - biosferi təşkil edir. "Biosfer" anlayışının işlənib hazırlanmasında və onun planetar rolunun aydınlaşdırılmasında ləyaqət rus akademiki V. İ. Vernadskiyə məxsusdur, baxmayaraq ki, terminin özü keçən əsrin sonlarında istifadə edilmişdir. Biosfer nədir və niyə bu qədər vacibdir?

Yerin səth hissələri üç mineral, qeyri-üzvi qabıqdan ibarətdir: litosfer Yerin sərt daş qabığıdır; hidrosfer - maye, davamlı olmayan qabıq, o cümlədən bütün dənizlər, okeanlar və daxili sular - Dünya Okeanı; atmosfer qazlı bir qabıqdır.

Bütün hidrosfer, litosferin yuxarı hissələri və atmosferin aşağı təbəqələrində heyvanlar və bitkilər yaşayır. Müasir biosfer canlı maddənin yaranması və sonrakı tarixi inkişafı prosesində formalaşmışdır. Yer üzündə həyatın yarandığı vaxtdan, müxtəlif hesablamalara görə, 1,5-2,5 ilə 4,2 milyard il keçib. V. İ. Vernadski belə bir nəticəyə gəldi ki, bu müddət ərzində yer qabığının bütün xarici təbəqələri orqanizmlərin həyat fəaliyyəti ilə 99 faiz işlənmişdir. Buna görə də, bizim dərk etdiyimiz kimi, üzərində yaşadığımız Yer əsasən orqanizmlərin fəaliyyətinin məhsuludur.

Maddənin təbii inkişafı nəticəsində Yer üzündə yaranan həyat, müxtəlif orqanizmlər şəklində mövcud olduğu milyonlarla il ərzində planetimizin simasını dəyişmişdir.

Biosferdəki bütün orqanizmlər birlikdə yer qabığını və atmosferini dəyişən güclü enerji ilə biokütləni və ya “canlı maddəni” əmələ gətirir. Bitki kütləsinin ümumi çəkisi təqribən 10.000 milyard, heyvan kütləsi isə təqribən 10 milyard tondur ki, bu da bərk, maye və qaz halında olan yaşayış yerləri ilə bütün biosferin çəkisinin təxminən 0,01 faizini təşkil edir. Həyatın yaranmasından təxminən bir milyard il sonra Yer kürəsində məskunlaşan bütün canlıların biokütləsinin planetimizin kütləsindən dəfələrlə çox olması lazım olduğu təxmin edilir. Amma bu baş vermədi.

Niyə biokütlə əhəmiyyətli dərəcədə yığılmır? Niyə müəyyən səviyyədə saxlanılır? Axı biokütlə canlı maddə kimi bu inkişaf prosesində, canlıların çoxalması və böyüməsi prosesində davamlı inkişafa, təkmilləşməyə və daimi toplanmaya meyllidir.

Bu isə ona görə baş vermir ki, orqanizmin bədəninin qurulduğu hər bir element ətraf mühitdən qəbul edilir və sonra bir sıra digər orqanizmlər vasitəsilə yenidən ətrafdakı qeyri-üzvi mühitə qayıdır və oradan yenidən canlı maddənin tərkibinə daxil olur. , biokütlə. Deməli, canlı maddənin bir hissəsi olan hər bir element onun tərəfindən dəfələrlə istifadə olunur.

Ancaq bu, mütləq mənada qəbul edilməməlidir. Bir tərəfdən, elementlərin bir hissəsi maddələrin dövriyyəsini tərk edir, çünki Yerin özündə kömür, neft, torf, neft şistləri və s. yataqları şəklində üzvi birləşmələr toplanır. Digər tərəfdən insan bitki məhsuldarlığının və ev heyvanlarının məhsuldarlığının davamlı artımında özünü göstərən biokütlənin daha intensiv toplanması prosesi.

Lakin bütün bunlar heç bir halda ümumi qaydanı rədd etmir. Əslində, Yerdəki biokütlə hələ də yığılmır, lakin bu səviyyə mütləq və sabit olmasa da, daim müəyyən bir səviyyədə saxlanılır. Bu, biokütlənin eyni tikinti materialından davamlı olaraq məhv edilməsi və yenidən yaradılması ilə baş verir, onun sərhədləri daxilində maddələrin fasiləsiz dövriyyəsi var. V. İ.Vernadski yazır: “Həyat yer səthinin materiyasını təşkil edən atomların əhəmiyyətli bir hissəsini tutur. Onun təsiri altında bu atomlar davamlı intensiv hərəkətdədirlər. Bunlardan milyonlarla müxtəlif birləşmələr hər zaman yaradılır. Və bu proses ən qədim arxeozoy eralarından bizim dövrümüzə qədər on milyonlarla il fasiləsiz davam edir. Yerin səthində bütövlükdə götürülən canlı orqanizmlərdən daha davamlı aktiv olan və buna görə də son nəticələrində daha güclü olan heç bir kimyəvi qüvvə yoxdur.

Orqanizmlərin həyat fəaliyyəti nəticəsində baş verən bu dövrə maddələrin bioloji dövrü adlanır. Fotosintez prosesini həyata keçirən yaşıl bitkilərin meydana gəlməsi ilə müasir xarakter almışdır. Həmin dövrdən etibarən Yer kürəsində canlı maddənin təkamül şəraiti tamam başqa xarakter almışdır.

Atomları mürəkkəb bir protein molekulunun bir hissəsi olan karbon nümunəsindən istifadə edərək maddələrin dövranının gedişatını qısaca nəzərdən keçirmək olar. Həyat və maddələr mübadiləsi məhz zülal molekulu ilə bağlıdır.

Yerin hər hektarında karbon qazının (CO2) tərkibində 2,5 tona qədər karbon var. Hesablamalar göstərdi ki, məsələn, şəkər qamışı bitkiləri hər hektarda 8 tona qədər karbon udur ki, bu da bu bitkilərin gövdəsini qurmaq üçün istifadə olunur. Nəticədə yaşıl bitkilər istifadə edilmişdir

Bütün karbon ehtiyatı olardı. Ancaq bu baş vermir, çünki tənəffüs prosesində olan orqanizmlər əhəmiyyətli miqdarda karbon qazı buraxır.Və daha çox karbon çürüyən bakteriya və göbələklər tərəfindən buraxılır, heyvanların və bitkilərin cəsədlərində olan karbon birləşmələrini məhv edir. Bununla belə, karbonun bir hissəsi ölü bitkilərin və heyvanların çevrildiyi neft, kömür, torf və s. Lakin bu karbon itkisi qaya karbonatlarının məhv edilməsi ilə, müasir şəraitdə isə çoxlu miqdarda çıxarılan yanacağın yandırılması ilə kompensasiya edilir. Nəticədə, karbon yaşıl bitkilər, heyvanlar, mikroorqanizmlər vasitəsilə atmosferdən davamlı olaraq atmosferə axır. Beləliklə, biosferdə ümumi karbon ehtiyatları təxminən sabit qalır. Yüksək əminliklə güman etmək olar ki, biosferdəki demək olar ki, hər bir karbon atomu Yerdə həyatın yaranmasından bəri dəfələrlə canlı maddənin bir hissəsi olmuş, atmosfer karbon qazına keçmiş və yenidən canlı maddənin tərkibinə, biokütləsinə qayıtmışdır.

Müasir şəraitdə maddələrin bioloji dövranı prosesində karbon aşağıdakı mərhələlərdən keçir: 1) üzvi maddələr yaradan yaşıl bitkilər karbonu atmosferdən udur və öz orqanizmlərinə daxil edirlər; 2) bitkilərlə qidalanan heyvanlar və ya istehlakçılar öz karbon birləşmələrindən öz orqanizmlərinin karbon birləşmələrini yaradırlar; 3) bakteriyalar, eləcə də bəzi digər orqanizmlər və ya məhvedicilər ölü bitki və heyvanların üzvi maddələrini məhv edir və yenidən karbon qazı kimi atmosferə çıxan karbonu buraxırlar.

Azot amin turşularının və biokütlə zülallarının digər mühüm tərkib hissəsidir. Yerdəki azotun mənbəyi bitkilər tərəfindən torpaqdan və sudan sorulan nitratdır. Bitkilərlə qidalanan heyvanlar öz protoplazmalarını bitki zülallarının amin turşularından sintez edirlər. Çürük bakteriyalar bu orqanizmlərin ölü cəsədlərinin azot birləşmələrini ammonyaka çevirir. Nitrifikasiya edən bakteriyalar sonra ammiakı nitritlərə və nitrata çevirir. Azotun bir hissəsi denitrifikasiya edən bakteriyalarla atmosferə qaytarılır. Ancaq Yer kürəsində canlı maddənin təkamülü prosesində sərbəst azotu bağlaya və onu üzvi birləşmələrə çevirə bilən orqanizmlər meydana çıxdı. Bunlar bəzi göy-yaşıl yosunlar, torpaq, həmçinin paxlalı bitkilərin kök hüceyrələri ilə birlikdə düyünlü bakteriyalardır. Bu orqanizmlər öləndə onların orqanizmindəki azot nitrifikasiya edən bakteriyalar tərəfindən azot turşusunun duzlarına çevrilir.

Bənzər bir dövranı biosferin canlı maddəsinin və mineral qabıqlarının tərkib hissəsi olan su, fosfor və bir çox başqa maddələr həyata keçirir.Nəticədə nadir istisnalarla bütün elementlər biosferin canlı maddəsinin fəaliyyətində iştirak edir. ən böyük miqyasda, davamlı hərəkət edən axın - maddələrin bioloji dövrü. . Akademik V.İ.Vernadski yazır: “Həyatın dayanması istər-istəməz kimyəvi dəyişikliklərin dayandırılması ilə bağlı olardı, əgər bütün yer qabığının, heç olmasa onun səthinin - Yerin simasının, biosferinin dayanması.

Vernadskinin fikrini bitki fotosintezinin məhsulu olan oksigenin onun dövriyyəsi prosesində oynadığı rol xüsusilə parlaq şəkildə təsdiq edir. Yer atmosferindəki demək olar ki, bütün oksigen yaşıl bitkilərin fəaliyyəti ilə yaranıb və müəyyən səviyyədə saxlanılır. Böyük miqdarda, tənəffüs prosesində orqanizmlər tərəfindən istehlak olunur. Bununla yanaşı, böyük kimyəvi aktivliyə malik olan oksigen davamlı olaraq demək olar ki, bütün digər elementlərlə birləşmələrə daxil olur.

Yaşıl bitkilər bu qədər böyük miqdarda oksigen buraxmasaydı, təxminən 2000 ildən sonra atmosferdən tamamilə yox olardı. Yerin bütün görünüşü dəyişdiriləcək, demək olar ki, bütün orqanizmlər yox olacaq, biosferin fiziki hissəsində bütün oksidləşmə prosesləri dayanacaq... Yer cansız planetə çevriləcəkdi. Məhz planetin atmosferində sərbəst oksigenin olması onun üzərində həyatın, canlı maddənin, biosferin olduğunu göstərir. Bir biosfer olduğu üçün ətraf mühitin demək olar ki, bütün elementləri maddələrin möhtəşəm, sonsuz dövrəsində iştirak edir.

Müasir dövrdə atmosferdə olan bütün oksigenin 2000-ci ildə orqanizmlər vasitəsilə dövr etdiyi (tənəffüs yolu ilə bağlanaraq fotosintezlə ayrıldığı), atmosferin bütün karbon qazının hər 300 ildən bir əks istiqamətdə dövr etdiyi hesablanmışdır. və yer üzündəki bütün suların 2.000.000 il ərzində fotosintez və tənəffüs yolu ilə parçalandığını və yenidən yarandığını.

Biosferin tədqiqi geokimyəvi tədqiqatlara əsaslanır, ilk növbədə V. İ. Vernadski tərəfindən oksigen və karbon dövrləri öyrənilir. Müasir atmosferdə olan oksigenin bitkilərin fotosintetik fəaliyyəti nəticəsində əmələ gəldiyini ilk dəfə o, irəli sürdü.

Görkəmli təbiətşünas V. İ. Vernadski öz kəskin və parlaq düşüncəsi ilə müasir təbiət elminin demək olar ki, bütün sahələrini əhatə etmək üçün heyrətamiz qabiliyyətə malik idi. O, öz düşüncə və konsepsiyalarında müasir bilik səviyyəsindən xeyli irəlidə idi və onların gələcək onilliklər üçün inkişafını qabaqcadan görürdü. Vernadski hələ 1922-ci ildə insanın nəhəng nüvə enerjisi ehtiyatlarını qaçılmaz mənimsəməsi haqqında yazırdı və 1930-cu illərin sonunda insanın kosmosa getməsinin gələcək dövrünü proqnozlaşdırmışdı. O, Yer haqqında bir çox elmlərin - genetik mineralogiya, geokimya, biogeokimya, radiogeologiyanın mənşəyində dayanmış və onun yaradıcılığının zirvəsinə çevrilən Yer biosferi haqqında doktrina yaratmışdır.

V. İ. Vernadskinin elmi axtarışları daim böyük təşkilati işlərlə bağlı idi. O, Rusiyanın Təbii Məhsuldar Qüvvələrinin Tədqiqi Komissiyasının yaradılmasının təşəbbüskarı, Ukrayna Elmlər Akademiyasının təşkilatçılarından biri və onun ilk prezidenti olmuşdur. Vernadskinin təşəbbüsü ilə Coğrafiya İnstitutu, M. V. Lomonosov adına Mineralogiya və Geokimya İnstitutu, Radium, Keramika və Optika institutları, indi V. İ. Vernadski Geokimya və Analitik Kimya İnstitutuna çevrilən Biogeokimyasal Laboratoriya, Komissiya yaradıldı. Permafrostun öyrənilməsi, sonra V. A. Obruchev adına Permafrost Elmləri İnstitutuna, Bilik Tarixi Komissiyasına, indi Təbiət Elmləri və Texnologiyalar Tarixi İnstitutuna, Meteoritlər Komitəsinə, İzotoplar, Uran Komissiyasına və bir çox başqalarına çevrildi. Nəhayət, o, Yerin Geoloji Yaşını Müəyyən edən Beynəlxalq Komissiyanın yaradılması ideyası ilə çıxış etdi.

BİOSFERADA ENERJİ AKIŞI

Bütün maddələrin dövrləri bağlıdır, onlar dəfələrlə eyni atomlardan istifadə edirlər. Buna görə də dövrün baş verməsi üçün yeni maddə tələb olunmur. Maddənin heç vaxt yaranmadığı və ya yox olmadığı maddənin qorunma qanunu burada özünü göstərir. Lakin biogen dövr ərzində maddələrin çevrilməsi üçün enerji lazımdır. Bu möhtəşəm proses hansı enerji hesabına həyata keçirilir?


Yer üzündə həyat üçün və deməli, maddələrin bioloji dövrünün həyata keçirilməsi üçün zəruri olan əsas enerji mənbəyi günəş işığıdır, yəni təxminən 10 000 000 dərəcə temperaturda nüvə reaksiyaları zamanı Günəşin bağırsaqlarında meydana gələn enerjidir. (Günəşin səthindəki temperatur çox aşağıdır, cəmi 6000 dərəcədir.) Enerjinin 30 faizə qədəri atmosferdə dağılır və ya buludlar və Yer səthi tərəfindən əks olunur, 20 faizə qədəri isə yuxarı təbəqələrdə udulur. buludların təxminən yüzdə 50i quru və ya okean səthinə çatır və istilik şəklində udulur. Yalnız cüzi miqdarda enerji, yalnız təxminən 0,1-0,2 faiz yaşıl bitkilər tərəfindən tutulur; Yerdəki maddələrin bütün bioloji dövranını təmin edir.

Yaşıl bitkilər günəş şüasının enerjisini toplayır, bədənlərində toplayır. Bitkilərlə qidalanan heyvanlar, qida ilə yanaşı, yeyilən bitkilərlə birlikdə bədənlərinə daxil olan enerji hesabına mövcud olurlar. Yırtıcılar da son nəticədə yaşıl bitkilərin saxladığı enerji hesabına mövcuddur, çünki onlar ot yeyən heyvanlarla qidalanırlar.

Beləliklə, əvvəlcə yaşıl bitkilər tərəfindən fotosintez prosesində istifadə olunan Günəş enerjisi, bitkilərin çoxunun qurulduğu üzvi birləşmələrin kimyəvi bağlarının potensial enerjisinə çevrilir. Bir bitki yeyən bir heyvanın bədənində bu üzvi birləşmələr bitki tərəfindən üzvi maddələrin sintezinə sərf olunan o qədər enerjinin sərbəst buraxılması ilə oksidləşir. Bu enerjinin bir hissəsi heyvanın həyatı üçün istifadə olunur, bir hissəsi isə termodinamikanın ikinci qanununa görə istiliyə çevrilir və kosmosda dağılır.

Nəhayət, yaşıl bitkinin Günəşdən aldığı enerji bir orqanizmdən digərinə keçir. Hər bir belə keçidlə enerji bir formadan (bitkinin həyat enerjisi) digərinə (heyvanın, mikroorqanizmin həyat enerjisi və s.) çevrilir. Hər bir belə çevrilmə ilə faydalı enerjinin miqdarında azalma baş verir. Buna görə də, qapalı dairədə axan maddələrin dövriyyəsindən fərqli olaraq, enerji orqanizmdən orqanizmə müəyyən istiqamətdə hərəkət edir. Dövr deyil, birtərəfli enerji axını var.

Təsəvvür etmək çətin deyil ki, Günəş sönən kimi Yerin topladığı bütün enerji müəyyən və nisbətən qısa müddətdən sonra tədricən istiliyə çevrilərək kosmosda dağılacaq. Biosferdə maddələrin dövranı dayanacaq, bütün heyvanlar və bitkilər öləcək. Olduqca acınacaqlı mənzərə... Yer üzündə həyatın sonu...

Ancaq bu qənaətə gəlməkdən xəcalət çəkməməliyik. Axı Günəş daha bir neçə milyard il parlayacaq, yəni ən azı canlı maddənin ibtidai parçalarından müasir insana qədər inkişaf edən Yer kürəsində artıq həyat mövcud olduğu müddətcə. Üstəlik, insanın özü Yer üzündə cəmi bir milyon il əvvəl peyda olub. Bu dövrdə o, daş baltadan ən mürəkkəb elektron kompüterlərə keçdi, atomun və kainatın dərinliklərinə nüfuz etdi,

Enerjinin bir formadan digərinə hər hansı bir keçidi Yerdən kənara çıxan və kosmosu uğurla mənimsəyən faydalı enerjinin miqdarının azalması ilə müşayiət olunur.

İnsanın və onun beyni kimi yüksək mütəşəkkil bir maddənin yaranması canlı anaların və bütün biosferin təkamülü üçün müstəsna əhəmiyyət kəsb edir və edir. Yarandığı gündən bəşəriyyət biokütlənin bir hissəsi kimi əhəmiyyətli bir müddət ərzində ətraf mühitdən tamamilə asılı olmuşdur. Lakin beyin və təfəkkür inkişaf etdikcə insan getdikcə daha çox təbiəti fəth edir, ondan yuxarı qalxır, öz maraqlarına tabe edir. Hələ 1929-cu ildə A.P.Pavlov Yer üzündə üzvi dünyanın inkişafında insanın getdikcə artan rolunu vurğulayaraq, Dördüncü dövrü “antropogen” adlandırmağı təklif etdi, sonra isə V.İ.Vernadski, bəşəriyyətin yeni, ağıllı qabığını yaratdığına inanırdı. Yer və ya kürə ağıl "noosfer" adını təklif etdi.

İnsan fəaliyyəti biosferdə maddələrin dövranını əhəmiyyətli dərəcədə dəyişir. 50 milyard tona yaxın kömür hasil edilib və yandırılıb; milyardlarla ton dəmir və başqa metallar, neft, torf hasil edilir. İnsan enerjinin müxtəlif formalarını, o cümlədən atom enerjisini mənimsəmişdir. Nəticədə Yer kürəsində tamamilə yeni kimyəvi elementlər meydana çıxdı və bəzi elementləri digərlərinə çevirmək mümkün oldu və biosferə böyük miqdarda radioaktiv şüalanma daxil oldu. İnsan kosmik nizamın ölçüsünə çevrilib və onun ağlının gücü yaxın gələcəkdə bizim indi heç şübhə etmədiyimiz belə enerji formalarını mənimsəyə biləcək.

Hal-hazırda Yer kürəsində təxminən 500 min bitki növü və 1,5 milyondan çox heyvan növü məlumdur. Onların 93%-i quruda, 7%-i isə su mühitinin sakinləridir (cədvəl).

Cədvəldəki məlumatlardan görmək olar ki, okeanlar yer səthinin təxminən 70%-ni tutsalar da, onlar Yerin biokütləsinin yalnız 0,13%-ni təşkil edir.

Torpaq biogen yolla əmələ gəlir, qeyri-üzvi və üzvi maddələrdən ibarətdir. Biosferdən kənarda torpaq əmələ gəlməsi mümkün deyil. Mikroorqanizmlərin, bitkilərin və heyvanların təsiri altında Yer kürəsinin torpaq qatı tədricən süxurlarda formalaşmağa başlayır. Orqanizmlərdə toplanan biogen elementlər onların ölümündən və parçalanmasından sonra yenidən torpağa keçir.

Torpaqda baş verən proseslər biosferdə maddələrin dövriyyəsinin mühüm tərkib hissəsidir. İnsanın təsərrüfat fəaliyyəti torpağın tərkibinin tədricən dəyişməsinə və orada yaşayan mikroorqanizmlərin ölümünə səbəb ola bilər. Məhz buna görə də torpaqdan məqsədəuyğun istifadə üçün tədbirlər hazırlamaq lazımdır. saytdan material

Hidrosfer bütün planetdə istiliyin və rütubətin paylanmasında, maddənin dövriyyəsində mühüm rol oynayır, ona görə də biosferə güclü təsir göstərir. Su biosferin mühüm tərkib hissəsidir və orqanizmlərin həyatı üçün ən vacib amillərdən biridir. Suyun böyük hissəsi okeanlarda və dənizlərdədir. Okean və dəniz suyunun tərkibinə 60-a yaxın kimyəvi elementi olan mineral duzlar daxildir. Orqanizmlərin həyatı üçün zəruri olan oksigen və karbon suda çox həll olur. Su heyvanları tənəffüs zamanı karbon qazı buraxır, bitkilər isə fotosintez nəticəsində suyu oksigenlə zənginləşdirirlər.

Plankton

Okean sularının 100 m dərinliyə çatan üst qatlarında birhüceyrəli yosunlar və mikroorqanizmlər geniş yayılmışdır ki, bunlar da mikroplankton(dan yunan plankton - gəzən).

Planetimizdə fotosintezin təxminən 30%-i suda baş verir. Günəş enerjisini dərk edən yosunlar onu kimyəvi reaksiyaların enerjisinə çevirir. Su orqanizmlərinin qidalanmasında, plankton.

Biokütlə fotosintez nəticəsində yaranan hər hansı üzvi maddəni xarakterizə etmək üçün istifadə olunan bir termindir. Bu tərifə quru və su bitkiləri və kolları, həmçinin su bitkiləri və mikroorqanizmlər daxildir.

Xüsusiyyətlər

Biokütlə heyvan həyatının qalıqları (peyin), sənaye və kənd təsərrüfatı tullantılarıdır. Bu məhsul sənaye əhəmiyyətlidir, enerji sektorunda tələbat var. Biokütlə, tərkibində karbonun o qədər yüksək olduğu təbii məhsuldur ki, alternativ yanacaq kimi istifadə oluna bilər.

Qarışıq

Biokütlə yaşıl bitkilərin, mikroorqanizmlərin, heyvanların qarışığıdır. Onu bərpa etmək üçün kiçik bir müddət lazımdır. Canlı orqanizmlərin biokütləsi emal zamanı karbon qazını buraxa bilən yeganə enerji mənbəyidir. Onun əsas hissəsi meşələrdə cəmləşmişdir. Quruda ona yaşıl kollar, ağaclar daxildir və onların həcmi təxminən 2400 milyard ton qiymətləndirilir. Okeanlarda orqanizmlərin biokütləsi daha sürətli formalaşır, burada mikroorqanizmlər və heyvanlar tərəfindən təmsil olunur.

Hazırda yaşıl bitkilərin sayının artırılması kimi bir konsepsiya nəzərdən keçirilir. Meşəli bitki örtüyü təxminən iki faiz təşkil edir. Ümumi tərkibin böyük hissəsi (təxminən yetmiş faiz) əkin sahələri, yaşıl çəmənliklər və kiçik bitki örtüyünün payına düşür.

Ümumi biokütlənin təxminən on beş faizini dəniz fitoplanktonları təşkil edir. Onun bölünməsi prosesinin qısa müddət ərzində baş verməsi səbəbindən dünya okeanlarının bitki örtüyünün əhəmiyyətli dövriyyəsindən danışmaq olar. Alimlər maraqlı faktlar gətirirlər, buna görə okeanın yaşıl hissəsini tamamilə yeniləmək üçün üç gün kifayətdir.

Quruda bu proses təxminən əlli il çəkir. Hər il fotosintez prosesi baş verir, bunun sayəsində təxminən 150 milyard ton quru üzvi məhsul əldə edilir. Dünya okeanlarında əmələ gələn ümumi biokütlə, əhəmiyyətsiz göstəricilərə baxmayaraq, quruda yaranan məhsullarla müqayisə edilə bilər.

Dünya okeanlarında bitkilərin çəkisinin əhəmiyyətsizliyi onunla izah oluna bilər ki, onlar qısa müddət ərzində heyvanlar və mikroorqanizmlər tərəfindən yeyilir, lakin burada bitki örtüyü kifayət qədər tez tam bərpa olunur.

Subtropik və tropik meşələr yerin biosferinin kontinental hissəsində ən məhsuldar hesab olunur. Okean biokütləsi əsasən riflər və estuarlarla təmsil olunur.

Hal-hazırda istifadə olunan bioenerji texnologiyalarından biz ayırırıq: piroliz, qazlaşdırma, fermentasiya, anaerob fermentasiya, yanacağın müxtəlif növləri.

Biokütlənin miqdarının yenilənməsi

Son zamanlar bir çox Avropa ölkələrində biokütlənin alındığı enerji meşələrinin becərilməsi ilə bağlı müxtəlif təcrübələr aparılmışdır. Sözün mənası ekoloji məsələlərə ciddi diqqət yetirildiyi günümüzdə xüsusilə aktualdır. Biokütlənin alınması prosesi, eləcə də bərk məişət tullantılarının, ağac sellülozunun, kənd təsərrüfatı qazanlarının sənaye emalı turbini hərəkətə gətirən buxarın buraxılması ilə müşayiət olunur. Ekoloji baxımdan ətraf mühit üçün tamamilə təhlükəsizdir.

Bununla əlaqədar olaraq, elektrik enerjisi istehsal edə bilən generatorun rotorunun fırlanması müşahidə olunur. Tədricən enerji istehsalının səmərəliliyini azaldan kül yığılması var, buna görə də vaxtaşırı reaksiya qarışığından çıxarılır.

Nəhəng eksperimental plantasiyalarda sürətlə böyüyən ağaclar yetişdirilir: akasiya, qovaq, evkalipt. İyirmiyə yaxın bitki növü sınaqdan keçirilmişdir.

Kombinə edilmiş plantasiyalar ağaclara əlavə olaraq digər kənd təsərrüfatı bitkilərinin becərildiyi maraqlı bir seçim kimi tanındı. Məsələn, qovaq sıraları arasında arpa əkilir. Yaradılan enerji meşəsinin fırlanma müddəti altı ildən yeddi ilə qədərdir.

Biokütlə emalı

Gəlin biokütlənin nə olduğu haqqında söhbətə davam edək. Bu terminin tərifi müxtəlif elm adamları tərəfindən verilir, lakin hamısı alternativ yanacaq əldə etmək üçün perspektivli bir seçim olan yaşıl bitkilər olduğuna əmindirlər.

İlk növbədə qeyd etmək lazımdır ki, əsas qazlaşdırma məhsulu karbohidrogen - metandır. Kimya sənayesində xammal kimi və səmərəli yanacaq kimi istifadə edilə bilər.

Piroliz

Sürətli piroliz (maddələrin termal parçalanması) ilə yanan yanacaq olan bio-yağ əldə edilir. Bu halda ayrılan istilik enerjisi kimyəvi yolla yaşıl biokütləni sintetik yağa çevirmək üçün istifadə olunur. Daşımaq və saxlamaq bərk materiallardan daha asandır. Bundan əlavə, bio-yağ elektrik enerjisi alarkən yandırılır. Piroliz biokütləni ağac yapışqanının, izolyasiya köpüyünün, qəliblənmiş plastiklərin istehsalı üçün istifadə olunan fenolik yağa çevirə bilər.

anaerob fermentasiya

Bu proses anaerob bakteriyalar tərəfindən həyata keçirilir. Mikroorqanizmlər oksigenə çıxışı olmayan yerlərdə yaşayırlar. Onlar reaksiya zamanı hidrogen və metan əmələ gətirərək üzvi maddələri istehlak edirlər. Xüsusi parçalayıcılara peyin, kanalizasiya verilərkən, onlara anaerob mikroorqanizmlər daxil edildikdə, yaranan qazdan yanacaq mənbəyi kimi istifadə etmək mümkündür.

Bakteriyalar zibilliklərdə, qida tullantılarında olan üzvi maddələri parçalaya bilir, metan əmələ gətirir. Qaz çıxarmaq və onu yanacaq kimi istifadə etmək üçün xüsusi qurğular istifadə edilə bilər.

Nəticə

Bioyanacaq təkcə əla enerji mənbəyi deyil, həm də qiymətli kimyəvi maddələrin çıxarılması üsuludur. Beləliklə, metanın kimyəvi emalı zamanı müxtəlif üzvi birləşmələr əldə edilə bilər: metanol, etanol, asetaldehid, sirkə turşusu, polimer materiallar. Məsələn, etanol müxtəlif sənaye sahələrində istifadə olunan qiymətli maddədir.

Bioloqlar 550 milyard ton karbon təşkil edən biokütlənin Yer kürəsində qlobal paylanmasının kəmiyyət təhlilini aparıblar. Məlum oldu ki, bu rəqəmin 80 faizindən çoxu bitkilərin payına düşür, yerüstü orqanizmlərin ümumi biokütləsi dəniz orqanizmlərininkindən təxminən iki dəfə böyükdür, insanların nisbəti isə təxminən 0,01 faizdir, alimlər yazır. Milli Elmlər Akademiyasının Materialları.

Yer üzündəki bütün canlı orqanizmlərin ümumi biokütləsi və onun ayrı-ayrı növlər arasında paylanması haqqında kəmiyyət məlumatları müasir biologiya və ekologiya üçün vacib məlumatdır: onlardan bütün biosferin ümumi dinamikasını və inkişafını, onun baş verən iqlim proseslərinə reaksiyasını öyrənmək üçün istifadə edilə bilər. planetdə. Həm biokütlənin məkanda paylanması (coğrafi, dərinlik və növlərə görə) və onun canlı orqanizmlərin müxtəlif növləri arasında paylanması karbon və digər elementar daşıma yollarının, eləcə də ekoloji qarşılıqlı təsirlərin və ya qida zəncirlərinin qiymətləndirilməsində mühüm göstərici ola bilər. Bununla belə, bu günə qədər ya ayrı-ayrı taksonlar, ya da bəzi ekosistemlər daxilində biokütlənin paylanmasının kəmiyyət hesablamaları aparılıb və bütün biosferin etibarlı hesablamaları hələ də aparılmayıb.

Bu cür məlumatları əldə etmək üçün, Weizmann Elm İnstitutundan Ron Milo (Ron Milo) başda olmaqla, İsrail və ABŞ-dan bir qrup alim, biokütlə və coğrafi paylanmanın qiymətləndirilməsi ilə bütün heyvan növlərinin bir növ siyahıyaalınması keçirdi. Alimlər bir neçə yüz müvafiq elmi məqalədən bütün məlumatları topladılar, bundan sonra növlərin coğrafi paylanmasını nəzərə alaraq hazırlanmış inteqrasiya sxemindən istifadə edərək bu məlumatları emal etdilər. Müxtəlif növlərə aid olan biokütlənin kəmiyyət göstəricisi kimi elm adamları müxtəlif taksonlara düşən karbon kütləsi haqqında məlumatdan istifadə edirdilər (yəni, məsələn, nəzərə alınarkən suyun kütləsi nəzərə alınmadı). İndi əldə edilən bütün nəticələr, eləcə də təhlil üçün istifadə olunan proqramlar ictimai mülkiyyətdədir və onları github-da tapmaq olar.

Ətraf mühit parametrlərinin coğrafi paylanması nəzərə alınmaqla mövcud natamam məlumatlardan biokütlənin qlobal paylanmasına dair məlumatların alınmasının sxematik diaqramı

Y. M. Bar-On et al./ Milli Elmlər Akademiyasının Materialları, 2018

Əldə edilən məlumatların təhlili göstərdi ki, Yerdəki bütün canlı orqanizmlərin ümumi biokütləsi təxminən 550 milyard ton karbondur. Eyni zamanda, onun böyük əksəriyyətini bitkilər aləminin nümayəndələri təşkil edir: 450 giqaton karbon ümumi həcmin 80 faizindən çoxunu təşkil edir. İkinci yerdə bakteriyalardır: təxminən 70 milyard ton karbon, heyvanlar (2 milyard ton) isə göbələklərdən (12 milyard ton), arxeyadan (7 milyard ton) və protozoadan (4 milyard ton) aşağıdır. Heyvanlar arasında artropodlar ən böyük biokütlə (1 milyard ton) və məsələn, növlərin ümumi biokütləsinə malikdirlər. Homo sapiens 0,06 milyard ton karbondur - bu, Yerdəki bütün biokütlənin təxminən 0,01 faizini təşkil edir.

Müxtəlif krallıqların nümayəndələri arasında (solda) və heyvanlar aləmində (sağda) biokütlənin paylanması

Y. M. Bar-On et al./ Milli Elmlər Akademiyasının Materialları, 2018

Biokütlənin müxtəlif yaşayış yerləri arasında paylanması: bütün canlı orqanizmlər üçün cəmi (solda) və müxtəlif krallıqların nümayəndələri üçün ayrıca (sağda)

Y. M. Bar-On et al./ Milli Elmlər Akademiyasının Materialları, 2018

Maraqlıdır ki, biokütlə baxımından əsas krallıqların nümayəndələrinin maksimum nisbəti müxtəlif yaşayış yerlərində yaşayır. Deməli, bitkilərin çoxu yerüstü növlərdir. Heyvanların maksimum biokütləsi dənizlərdə və okeanlarda yaşayır və məsələn, əksər bakteriya və arxeya yerin dərinliklərində yerləşir. Eyni zamanda, yerüstü orqanizmlərin ümumi biokütləsi, tədqiqat müəlliflərinin fikrincə, cəmi 6 milyard ton karbon təşkil edən dəniz orqanizmlərininkindən təxminən iki böyüklük dərəcəsidir.

Alimlər qeyd edirlər ki, dəqiq məlumat olmadığından əldə edilən məlumatlar çox böyük qeyri-müəyyənliklə hesablanır. Beləliklə, yalnız Yerdəki bitkilərin biokütləsini kifayət qədər inamla qiymətləndirmək olar, bakteriya və arxeya üçün isə əldə edilən məlumatlar faktiki məlumatlardan 10 dəfə fərqlənə bilər. Bununla belə, Yerdəki bütün canlı orqanizmlərin ümumi biokütləsi ilə bağlı məlumatlarda qeyri-müəyyənlik 70 faizi ötmür.

Əsərin müəlliflərinin fikrincə, əldə etdikləri nəticələr cari elmi tədqiqatların məlumatlarına əsaslanır, buna görə də kifayət qədər böyük səhvə baxmayaraq, müasir ekoloji və bioloji qiymətləndirmələr üçün istifadə edilə bilər. Alimlər həmçinin qeyd edirlər ki, məlumatları təhlil edərkən hazırda çox az məlumatın olduğu və əlavə tədqiqata ehtiyac duyulan coğrafi əraziləri müəyyən edə biliblər. Tədqiqatçılar ümid edirlər ki, gələcəkdə məlumatların dəqiqləşdirilməsi nəinki kifayət qədər coğrafi ayırdetmə ilə belə təhlil aparmağa, həm də zamanla bu cür paylanmalarda dəyişikliklərin dinamikasını izləməyə imkan verəcək.

Bu yaxınlarda elm adamları Yer kürəsində böyük meşələrə baxaraq biokütləni daha kiçik sistemlərdə payladılar. Məlum oldu ki, meşənin bütün biokütləsinin yarısından çoxu ən böyük ağacların yalnız bir faizinin payına düşür, əksəriyyətinin diametri 60 santimetrdən çoxdur. Eyni zamanda, müəyyən coğrafi ərazilərdə bəzi heyvan növləri üçün artıq dinamik analiz aparıla bilər. Məsələn, ötən il avropalı ekoloqlar Almaniyanın milli parklarında uçan həşəratların biokütləsini öyrəniblər və 27 il ərzində onun birdən-birə 76 faiz azaldığını öyrəniblər.

Aleksandr Dubov

Yerin biokütləsi. Yer kürəsində qütblərdən başlayaraq ekvatora qədər biokütlə tədricən artır. Eyni zamanda, bitki növlərinin sayı da artır. Liken və mamırlı tundra öz yerini iynəyarpaqlı və enliyarpaqlı meşələrə, sonra çöllərə və subtropik bitki örtüyünə verir. Bitkilərin ən böyük konsentrasiyası və müxtəlifliyi tropik yağış meşələrində baş verir. Ağacların hündürlüyü 110-120 m-ə çatır. Bitkilər bir neçə pillədə böyüyür, epifitlər ağacları əhatə edir. Heyvan növlərinin sayı və müxtəlifliyi bitki kütləsindən asılıdır və ekvatora doğru da artır. Meşələrdə heyvanlar müxtəlif səviyyələrdə məskunlaşırlar. Həyatın ən yüksək sıxlığı növlərin qida zəncirləri ilə bağlandığı biogeosenozlarda müşahidə olunur. Qarışıq olan qida zəncirləri kimyəvi elementlərin və enerjinin bir halqadan digərinə ötürülməsinin mürəkkəb şəbəkəsini təşkil edir. Orqanizmlər arasında kosmosa, qidaya, işıqa, oksigenə sahib olmaq üçün şiddətli rəqabət gedir. İnsanın torpaq biokütləsinə böyük təsiri var. Onun təsiri altında biokütlə istehsal edən sahələr azalır.

torpaq biokütləsi. Torpaq bitki həyatı və müxtəlif kiçik canlı orqanizmlərlə biogeosenoz üçün zəruri olan mühitdir. Bu, atmosfer və orqanizmlər tərəfindən dəyişdirilmiş və daim üzvi qalıqlarla doldurulan yer qabığının boş səth təbəqəsidir. Canlı üzvi maddələrin əmələ gəlməsi yerin səthində baş verir; üzvi maddələrin parçalanması, onların minerallaşması əsasən torpaqda aparılır. Torpaq orqanizmlərin və fiziki-kimyəvi amillərin təsiri altında əmələ gəlmişdir. Torpağın qalınlığı səth biokütləsi ilə birlikdə və onun təsiri altında qütblərdən ekvatora qədər artır. Şimal enliklərində humus xüsusi əhəmiyyət kəsb edir.

Biokütlənin yer səthində paylanması.

Torpaq canlı orqanizmlərlə sıx məskunlaşıb. Yağışların, əriyən qarın suyu onu oksigenlə zənginləşdirir və mineral duzları həll edir. Məhlulların bir hissəsi torpaqda saxlanılır, bir hissəsi çaylara və okeana aparılır. Torpaq kapilyarlardan yuxarı qalxan yeraltı suları buxarlayır. Müxtəlif torpaq horizontlarında məhlulların hərəkəti və duzların çökməsi müşahidə olunur.

Qaz mübadiləsi də torpaqda baş verir. Gecələr, qazları soyuduqda və sıxarkən, ona müəyyən miqdarda hava daxil olur. Hava oksigeni heyvanlar və bitkilər tərəfindən udulur və kimyəvi birləşmələrin bir hissəsidir. Hava ilə torpağa nüfuz edən azot bəzi bakteriyalar tərəfindən tutulur. Gün ərzində torpaq qızdırıldıqda qazlar buraxılır: karbon qazı, hidrogen sulfid, ammonyak. Torpaqda baş verən bütün proseslər biosferdəki maddələrin dövriyyəsinə daxildir.

İnsan təsərrüfat fəaliyyətinin bəzi növləri (kənd təsərrüfatı istehsalının kimyəviləşdirilməsi, neft məhsullarının emalı və s.) biosferdə mühüm rol oynayan torpaq orqanizmlərinin kütləvi ölümünə səbəb olur.

Okeanların biokütləsi. Yerin hidrosferi və ya Dünya Okeanı planetin səthinin 2/3-dən çoxunu tutur. Su yüksək istilik tutumuna malikdir, okeanların və dənizlərin temperaturunu daha vahid edir, qışda və yayda həddindən artıq temperatur dəyişikliklərini yumşaldır. Okean yalnız qütblərdə donur, lakin buzun altında canlı orqanizmlər var.

Su yaxşı həlledicidir. Okean suyunun tərkibinə 60-a yaxın kimyəvi elementi olan mineral duzlar daxildir, havadan gələn oksigen və karbon qazı orada həll olunur. Su heyvanları da nəfəs alarkən karbon qazı buraxır, yosunlar isə fotosintez zamanı suyu oksigenlə zənginləşdirir.

Okean sularının fiziki xassələri və kimyəvi tərkibi çox sabitdir və həyat üçün əlverişli mühit yaradır. Yosunların fotosintezi əsasən suyun yuxarı qatında - 100m-ə qədər baş verir. Bu qalınlıqda okeanın səthi mikroplankton əmələ gətirən mikroskopik birhüceyrəli yosunlarla doludur.

Plankton okean heyvanlarının qidalanmasında böyük rol oynayır. Kopepodlar yosunlar və protozoalarla qidalanır. Xərçəngkimiləri siyənək və digər balıqlar yeyir. Siyənəkləri yırtıcı balıqlar və qağayılar yeyirlər. Balen balinaları yalnız planktonla qidalanır. Okeanda plankton və sərbəst üzən heyvanlardan başqa, dibinə yapışan və onun boyu sürünən çoxlu orqanizmlər var. Dibin əhalisinə bentos deyilir. Okeanda orqanizmlərin kondensasiyası müşahidə olunur: planktonik, sahilyanı, dibi. Canlı çoxluqlara qayalıqlar və adalar əmələ gətirən mərcan koloniyaları da daxildir. Okeanda, xüsusən də onun dibində üzvi qalıqları qeyri-üzvi maddələrə çevirən bakteriyalar çox yayılmışdır. Ölü orqanizmlər yavaş-yavaş okeanın dibinə yerləşirlər. Onların bir çoxu çaxmaq daşı və ya əhəngli qabıqlarla, həmçinin əhəngli qabıqlarla örtülmüşdür. Okeanın dibində çöküntü süxurları əmələ gətirirlər.

Hazırda bir sıra ölkələr ən qiymətli heyvanları qorumaqla okeandan şirin su və metal çıxarmaq, onun qida ehtiyatlarından daha dolğun istifadə etmək problemini həll edirlər.

Hidrosfer bütün biosferə güclü təsir göstərir. Quru və okean səthlərinin istiləşməsinin gündəlik və mövsümi tərəddüdləri atmosferdə istilik və rütubətin sirkulyasiyasına səbəb olur və bütün biosferdə iqlimə və maddələrin dövriyyəsinə təsir göstərir.

Dənizlərdə neft hasilatı, onun tankerlərdə daşınması və digər insan fəaliyyəti Dünya Okeanının çirklənməsinə və onun biokütləsinin azalmasına səbəb olur.