વાતાવરણમાં બાયોસ્ફિયરની સીમાઓ શું છે. બાયોસ્ફિયર: બાયોસ્ફિયરની સીમાઓ

અસ્તિત્વમાં છે વિવિધ ધારણાઓઆપણા ગ્રહ પર જીવન કેવી રીતે દેખાયું તે વિશે: સ્વયંસ્ફુરિત પેઢીની પૂર્વધારણાથી અવકાશમાંથી તેના પરિચયની પૂર્વધારણા સુધી. ગ્રહોમાં, ફક્ત પૃથ્વી જ જીવંત સજીવો દ્વારા વસે છે અને તેમાં એક શેલ છે જેમાં જીવન વ્યાપક છે.

બધા જીવંત જીવો છે જીવંત પદાર્થપૃથ્વી. V.I. વર્નાડસ્કી દ્વારા વ્યાખ્યાયિત કરાયેલ "જીવંત પદાર્થોનું સતત સ્તર", તેની રચનામાં જમીનમાં રહેલા છોડ, માયસેલિયમ, સુક્ષ્મસજીવો અને માટીના પ્રાણીઓના મૂળ, તે ભાગ જ્યાં સુક્ષ્મસજીવો જોવા મળે છે અને જમીનનો ભાગ ધરાવે છે. ઉષ્ણકટિબંધીય, જ્યાં તેઓ પવન પરાગ, બીજકણ અને છોડના બીજ દ્વારા વહન કરવામાં આવે છે. આ સ્તર પૃથ્વીનું બાયોસ્ફિયર બનાવે છે, જે હવા, પાણી અને વચ્ચેની ક્રિયાપ્રતિક્રિયાના ક્ષેત્રમાં રચાય છે. ખડકો.

જીવંત સજીવો ફક્ત અમુક પરિસ્થિતિઓમાં જ અસ્તિત્વમાં હોઈ શકે છે. વાતાવરણમાં, આવી પરિસ્થિતિઓ 7-8 કિલોમીટરની ઊંચાઈ સુધી જોવા મળે છે, જ્યાં જીવંત જીવો મુખ્યત્વે કેન્દ્રિત હોય છે. ઉપર, જીવનનું અસ્તિત્વ નીચા તાપમાન અને નીચા દબાણ દ્વારા મર્યાદિત છે. વાતાવરણમાં જીવંત જીવોના વિતરણની ઉપલી મર્યાદા "ઓઝોન સ્ક્રીન" છે. હાઇડ્રોસ્ફિયરમાં, સજીવો જમીનના પાણી અને વિશ્વ મહાસાગરની સમગ્ર જાડાઈમાં વિતરિત થાય છે. લિથોસ્ફિયરમાં, બાયોસ્ફિયરની નીચલી સીમા સેંકડો મીટરથી કેટલાક કિલોમીટરની ઊંડાઈએ દોરવામાં આવે છે. અહીં એવા બેક્ટેરિયા છે જેને જીવવા માટે હવાની જરૂર નથી.

જીવંત જીવો સૌથી અસામાન્ય અને અત્યંત કઠોર પરિસ્થિતિઓમાં જોવા મળે છે: શિખરો પરના બરફમાં સૌથી ઊંચા પર્વતો, શુષ્ક રણમાં, ખારા તળાવોમાં અને ભૂગર્ભ તેલના જળાશયોમાં પણ.

જીવંત વસ્તુઓની વિવિધતા

જીવંત જીવોનું પ્રતિનિધિત્વ છોડ, પ્રાણીઓ, ફૂગ અને બેક્ટેરિયાના સામ્રાજ્ય દ્વારા કરવામાં આવે છે. છોડ અને પ્રાણીઓ આકાર અને કદમાં ખૂબ જ વૈવિધ્યસભર છે. યુનિસેલ્યુલર અને ભેદ પાડવાનો રિવાજ છે બહુકોષીય સજીવો. પ્રાણીઓમાં, સૌથી સામાન્ય જંતુઓ છે, અને છોડમાં, એન્જીયોસ્પર્મ્સ.

દ્વારા પ્રજાતિઓની વિવિધતાપ્રાણીઓ છોડ પર પ્રભુત્વ ધરાવે છે, પરંતુ જીવંત પદાર્થોના સમૂહની દ્રષ્ટિએ, તેનાથી વિપરીત, પ્રાણીઓ કરતાં વધુ છોડ છે. છોડ અને પ્રાણીઓની કેટલીક પ્રજાતિઓ આપણા ગ્રહ પર ટકી રહી છે, વૈશ્વિક રીતે ટકી રહી છે વાતાવરણ મા ફેરફારઅને હિમનદીઓ. આ અવશેષો છે (માંથી લેટિન શબ્દઅવશેષ - અવશેષ) - પ્રાચીન પ્રજાતિઓ કે જે નવી રહેવાની પરિસ્થિતિઓમાં અનુકૂલન કરવામાં વ્યવસ્થાપિત છે.

જીવન ખૂબ જ અસમાન રીતે વહેંચાયેલું છે. મોટાભાગના જીવો જમીન પર કેન્દ્રિત છે. અહીં તેમનું દળ વિશ્વ મહાસાગરમાં તમામ જીવંત પદાર્થોના દળ કરતાં 800 ગણું વધારે છે. તે જ સમયે, જમીન પર જીવંત વનસ્પતિ પદાર્થોનો સમૂહ આશરે 1000 ગણો છે વધુ માસપ્રાણીઓ.

જીવમંડળ- આ પૃથ્વીનું શેલ છે, જેની રચના, માળખું અને ઊર્જા ભૂતકાળ દ્વારા નક્કી કરવામાં આવે છે અને આધુનિક પ્રવૃત્તિઓજીવંત જીવો.

■ શબ્દ "બાયોસ્ફિયર" ઇ. સુસ (ઓસ્ટ્રિયા, 1875) દ્વારા રજૂ કરવામાં આવ્યો હતો, બાયોસ્ફિયરનો સિદ્ધાંત V.I. દ્વારા બનાવવામાં આવ્યો હતો. વર્નાડસ્કી (રશિયા, 1926).

■ બાયોસ્ફિયર એ સૌથી મોટું ઇકોસિસ્ટમ છે જે ગ્રહના તમામ બાયોજીઓસેનોઝને એક કરે છે અને કાર્ય કરે છે વૈશ્વિક ચક્રપદાર્થો

બાયોસ્ફિયર ઘટકો: જીવંત પદાર્થ (નીચે જુઓ), બાયોજેનિક પદાર્થ, બાયોઇનર્ટ પદાર્થ, જડ પદાર્થ, કિરણોત્સર્ગી પદાર્થ, કોસ્મોજેનિક પદાર્થ.

પોષક- સંયોજનો અને ખનિજો જીવંત જીવો દ્વારા તેમના જીવનની પ્રક્રિયામાં બનાવવામાં અને પ્રક્રિયા કરવામાં આવે છે (તેલ, ગેસ, કોલસો, ચૂનાના પત્થર, વગેરે).

બાયોઇનર્ટ પદાર્થ- પરિણામે રચાયેલ પદાર્થ સંયુક્ત પ્રવૃત્તિઓજીવંત જીવો અને અબાયોજેનિક પ્રક્રિયાઓ (માટી, જળાશયોની માટી).

જડ પદાર્થ- જીવંત સજીવો (ખડકો, ખનિજો, વગેરે) ની ભાગીદારી વિના રચાયેલા સંયોજનો.

કિરણોત્સર્ગી પદાર્થ — કિરણોત્સર્ગી અયસ્કઅને તેમના વિઘટનના અંતિમ ઉત્પાદનો.

કોસ્મોજેનિક પદાર્થ- ઉલ્કાઓ, કોસ્મિક ધૂળ.

જીવન વિસ્તારચોક્કસ જીવંત જીવોના અસ્તિત્વ માટે જરૂરી પરિસ્થિતિઓની હાજરી દ્વારા નિર્ધારિત.

પૃથ્વી પરનું જીવન ત્રણ ભાગમાં વહેંચાયેલું છે ભૂસ્તરશાસ્ત્રીય શેલો — વાતાવરણ, હાઇડ્રોસ્ફિયર અને લિથોસ્ફિયર . આ શેલો સિંગલમાં જોડાયેલા છે સમગ્ર સિસ્ટમએકબીજા સાથે દ્રવ્ય અને ઊર્જાના સતત વિનિમય દ્વારા, માત્ર અબાયોજેનિક પ્રક્રિયાઓ દ્વારા જ નહીં, પરંતુ જીવંત જીવોની પ્રવૃત્તિ દ્વારા પણ થાય છે.

વાતાવરણ — હવા પરબિડીયુંપૃથ્વી. હવાની ઘનતા ઊંચાઈ સાથે ઝડપથી ઘટે છે: વાતાવરણીય સમૂહનો 75% 10 કિમીથી નીચેના સ્તરમાં, 90% 15 કિમીથી નીચે, 99% 30 કિમીથી નીચેના સ્તરમાં કેન્દ્રિત છે. સૂકી હવામાં નાઇટ્રોજન (78.08%), ઓક્સિજન (20.95%), આર્ગોન (0.93%), કાર્બન ડાયોક્સાઇડ(0.03%) અને અન્ય વાયુઓની અશુદ્ધિઓ.

ટ્રોપોસ્ફિયર- 8-10 કિમીની ઊંચાઈ સાથે વાતાવરણનું નીચેનું સ્તર ધ્રુવીય અક્ષાંશોવિષુવવૃત્તીય ઝોનમાં 16-18 કિમી સુધી. ટ્રોપોસ્ફિયરની ઉપર ઊર્ધ્વમંડળ છે.

ઓઝોન સ્તર - ઓઝોન O 3 ની ઉચ્ચ સામગ્રી ધરાવતો વિસ્તાર - 15-25 કિમીની ઊંચાઈએ ઊર્ધ્વમંડળમાં સ્થિત છે. તે સૂર્યમાંથી ટૂંકા-તરંગ અલ્ટ્રાવાયોલેટ કિરણોત્સર્ગને શોષી લે છે, જે જીવંત જીવો માટે હાનિકારક છે.

પાણીની વરાળ, વાતાવરણમાં હાજર, કુદરતી જળ ચક્રમાં ભાગ લે છે;

■ ઘનીકરણ, તે વરસાદના સ્વરૂપમાં પડે છે, જે પૃથ્વીના પ્રદેશો માટે ભેજનું શાસન પૂરું પાડે છે;

■ CO 2 સાથે તે મુખ્ય ફાળો આપે છે ગ્રીનહાઉસ અસર: ગ્રહની સપાટી પરથી પ્રતિબિંબિત થતા લાંબા-તરંગ ઉષ્મા કિરણોને જાળવી રાખે છે, જે વાતાવરણના નીચલા સ્તરોને ગરમ બનાવે છે.

હાઇડ્રોસ્ફિયર- આ પૃથ્વીનું પાણીનું શેલ છે, જે તેના મહાસાગરો, સમુદ્રો, તળાવો, નદીઓ, ભૂગર્ભ અને બરફના આવરણના પાણી દ્વારા રચાય છે.

■ સરેરાશ ઊંડાઈવિશ્વ મહાસાગર - 3.8 કિમી, મહત્તમ (મારિયાના ટ્રેન્ચ પ્રશાંત મહાસાગર) — 11.034 કિમી. હાઇડ્રોસ્ફિયરનો 97% સમૂહ ખારી છે સમુદ્રના પાણી, 2.2% - હિમનદી પાણી, 0.8% - ભૂગર્ભ, તળાવ અને નદીના તાજા પાણી.

લિથોસ્ફિયર- બાહ્ય સખત શેલગ્રહનો (પોપડો). તે ત્રણ સ્તરો ધરાવે છે: ટોચ - કાંપના ખડકોનો એક સ્તર, મધ્યમાં - ગ્રેનાઈટ અને નીચે, સૌથી વધુ ગાઢ - બેસાલ્ટ.

બાયોસ્ફિયરની સીમાઓતેઓ જ્યાં પ્રભુત્વ શરૂ કરે છે ત્યાંથી પસાર થાય છે કુદરતી પરિબળો, જીવંત સજીવોનું અસ્તિત્વ અશક્ય બનાવે છે.

બાયોસ્ફિયરની ઉપલી મર્યાદાઉચ્ચ તીવ્રતા અલ્ટ્રાવાયોલેટ દ્વારા નિર્ધારિત સૌર કિરણોત્સર્ગ, નીચું પર્યાવરણીય તાપમાન, ઓક્સિજન અને પાણીની ઉણપ અને વાતાવરણમાં 25-27 કિમીની ઊંચાઈએ (ઓઝોન સ્તરની નીચેની સીમા પર) થાય છે.

■ બેક્ટેરિયા અને ફૂગના વ્યક્તિગત બીજકણ ટ્રોપોસ્ફિયરમાં 40 કિમી સુધીની ઊંચાઈએ જોવા મળે છે.

લિથોસ્ફિયરમાં બાયોસ્ફિયરની નીચલી સીમાજીવનના મોટાભાગના સ્વરૂપો માટે નિર્ધારિત છે ઉચ્ચ ઘનતા, તાકાત અને ઉચ્ચ પર્યાવરણીય પ્રતિકાર, પ્રકાશનો અભાવ, ઓક્સિજનનો અભાવ અને કેટલાક દસ મીટરની ઊંડાઈએ થાય છે.

■ નિષ્ક્રિય જીવન સ્વરૂપો (બીજણ, કોથળીઓ) અને તેલ બેક્ટેરિયા 4 કિમી સુધીની ઊંડાઈએ નોંધવામાં આવ્યા છે. આ મર્યાદા, ઉપર સૂચિબદ્ધ પરિબળો ઉપરાંત, પણ નિર્ધારિત છે ઉચ્ચ દબાણઅને ખડકોનું તાપમાન અને ભૂગર્ભજળ(3 કિમીની ઊંડાઈએ તાપમાન લગભગ +100 °C છે).

હાઇડ્રોસ્ફિયરમાંજીવન વિશ્વ મહાસાગરની સમગ્ર ઊંડાઈ સુધી વિસ્તરે છે. અહીં, મર્યાદિત પરિબળો પાણીના સ્તંભનું દબાણ અને પ્રકાશનો અભાવ છે (સમુદ્રના તટપ્રદેશના તળિયે પાણીનું તાપમાન લગભગ 0 ° સે છે).

■ અનુસાર V.I. વર્નાડસ્કી, બાયોસ્ફિયરની નીચલી સીમા 1-2 કિમી સુધી વિસ્તરે છે તળિયે કરતાં ઊંડાવિશ્વના મહાસાગરો, સમુદ્રમાં કાંપના ખડકોના ધીમે ધીમે સંચિત સ્તરમાં, જેનું મૂળ જીવંત જીવોની પ્રવૃત્તિ સાથે સંકળાયેલું છે.

જીવંત બાબત

જીવંત બાબત- માં અસ્તિત્વમાં છે તે તમામની સંપૂર્ણતા આ ક્ષણપૃથ્વી પરના જીવંત જીવો, મૂળ રાસાયણિક રચના, સમૂહ અથવા ઊર્જામાં સંખ્યાત્મક રીતે વ્યક્ત થાય છે.

■ જથ્થાત્મક પગલાંજીવંત પદાર્થ - બાયોમાસ અને ઉત્પાદનો.

જીવંત પદાર્થોની વિશેષતાઓ. જીવંત પદાર્થ:

■ એ બાયોસ્ફિયરનું મુખ્ય ઘટક છે;

■ સમગ્ર પૃથ્વી પર અસમાન રીતે વિતરિત; તેની સાંદ્રતા મૂળભૂત માધ્યમો વચ્ચેના ઇન્ટરફેસ પર મહત્તમ છે - જમીનમાં, સમુદ્રની સપાટીના સ્તરોમાં, જળાશયોના તળિયે, કહેવાતા "જીવનની ફિલ્મો" માં;

■ તેની પ્રાથમિક રીતે રાસાયણિક રચનારચનાની નજીક પૃથ્વીનો પોપડો;

■ એ બાયોસ્ફિયરનો સૌથી સક્રિય ઘટક છે, જે વૈશ્વિક પરિભ્રમણને સુનિશ્ચિત કરે છે રાસાયણિક તત્વો;

■ એ એક વિશાળ બેટરી છે અને સૌર ઊર્જાનું અનન્ય કન્વર્ટર છે, જે તેને પ્રકાશસંશ્લેષણની પ્રક્રિયા દરમિયાન જટિલ કાર્બનિક અણુઓના રાસાયણિક બોન્ડમાં બાંધે છે.

પૃથ્વી પર બાયોમાસનો કુલ જથ્થો- 2423.2 બિલિયન ટન તેનો મુખ્ય ભાગ ખંડો પર કેન્દ્રિત છે (99.8% થી વધુ) લીલા જમીનના છોડમાં (99.2% થી વધુ). પ્રકાશસંશ્લેષણમાં અસમર્થ સજીવોનો હિસ્સો 1% છે.

સમગ્ર ખંડોમાં બાયોમાસનું વિતરણ અને દરિયાઈ ભાગોબાયોસ્ફિયર(સૂકા કાર્બનિક પદાર્થોમાં ઘટાડો) કોષ્ટકમાં પ્રસ્તુત છે.

ઉત્પાદન અને ઉત્પાદિત ઓક્સિજનની માત્રા દ્વારા વિતરણ:ઓક્સિજનના ઉત્પાદન અને વોલ્યુમનો લગભગ અડધો ભાગ જમીનના છોડ (મુખ્યત્વે ભીના) દ્વારા બનાવવામાં આવે છે વરસાદી જંગલો), બીજો અડધો - હાઇડ્રોસ્ફિયરની માઇક્રોસ્કોપિક શેવાળ - ફાયટોપ્લાંકટોન (ફાઇટોપ્લાંકટોનનું બાયોમાસ જમીનના છોડના બાયોમાસ કરતાં આશરે 10,000 ગણું ઓછું છે). તેનું કારણ પાર્થિવ છોડની તુલનામાં ફાયટોપ્લાંકટોન દ્વારા ઉત્પાદનનો નોંધપાત્ર રીતે ઊંચો દર છે.

બાયોજિયોકેમિકલ ચક્ર- વધુ કે ઓછા બંધ પાથ કે જેની સાથે બાયોસ્ફિયરમાં રાસાયણિક તત્વોનું સતત પરિભ્રમણ થાય છે.

પાણી, કાર્બન અને નાઇટ્રોજન ચક્રની મુખ્ય પ્રક્રિયાઓ કોષ્ટકમાં બતાવવામાં આવી છે; તેઓ નીચે વધુ વિગતવાર ચર્ચા કરવામાં આવી છે.

બાયોસ્ફિયરની અખંડિતતા:તેના દરેક ઘટકો, તેના પોતાના કાયદા અનુસાર વિકાસશીલ, એકલતામાં અસ્તિત્વમાં નથી, પરંતુ તે સતત અન્ય લોકો દ્વારા પ્રભાવિત થાય છે અને પોતે અન્ય ઘટકોને પ્રભાવિત કરે છે. તેથી, કોઈપણ બાયોસ્લેરા ઘટકમાં ફેરફાર અન્યમાં ફેરફારનું કારણ બને છે.

બાયોસ્ફિયરના સંખ્યાબંધ ઘટકો, પરિવર્તન દરના ઘટતા ક્રમમાં ગોઠવાયેલા છે: પ્રાણી વિશ્વ→ વનસ્પતિ → માટી → પાણી → આબોહવા → રાહત → લિથોસ્ફિયર.

પાણી અને ઓક્સિજન ચક્ર

પાણીનું ચક્ર

પાણીના શરીર (મહાસાગરો, સમુદ્રો, વગેરે) અને જમીનની સપાટી પરથી પાણીનું બાષ્પીભવન થાય છે અને હવાના પ્રવાહો દ્વારા વિવિધ અંતર સુધી વહન કરવામાં આવે છે. મોટા ભાગનું બાષ્પીભવન થયેલું પાણી વરસાદ તરીકે સમુદ્રમાં પડે છે અને ઓછું જમીન પર પડે છે. જમીનની સપાટી પર પડતું પાણી ખડકો, ઇરોડ્સના વિનાશમાં ફાળો આપે છે ઉપલા સ્તરનદીઓ, સમુદ્રો અને મહાસાગરોમાં ઓગળેલા અને નિલંબિત પદાર્થો સહિત માટી અને વળતર.

છોડ જમીનમાંથી પાણી કાઢીને વાતાવરણમાં બાષ્પીભવન કરે છે. આ કિસ્સામાં બાષ્પીભવન થયેલ પાણીનો સમૂહ ખૂબ નોંધપાત્ર હોઈ શકે છે (જંગલના એક હેક્ટરમાં દરરોજ 20-50 ટન પાણીનું બાષ્પીભવન થાય છે), અને મોટા વન ઝોનમાં કુલ બાષ્પીભવનને કારણે વાતાવરણમાં પ્રવેશતા પાણીની વરાળથી વરસાદનું મુખ્ય પ્રમાણ રચાય છે. આ જ ઝોનમાંથી.

વનસ્પતિ આવરણ પણ તેના પ્રવાહને ધીમો કરીને, સતત ભૂગર્ભજળનું સ્તર જાળવી રાખીને પાણી જાળવી રાખે છે.

પ્રકાશસંશ્લેષણ દરમિયાન, પાણીનો ભાગ હાઇડ્રોજન અને ઓક્સિજનમાં વિભાજિત થાય છે. હાઇડ્રોજનનો ઉપયોગ સંશ્લેષણ માટે થાય છે કાર્બનિક સંયોજનો, અને ઓક્સિજન વાતાવરણમાં છોડવામાં આવે છે.

પ્રાણીઓ જાળવણી માટે પાણી વાપરે છે ઓસ્મોટિક દબાણઅને તેને વિસર્જન ઉત્પાદનો સાથે વિસર્જન કરો.

પાણી સંપૂર્ણપણે વિઘટિત થાય છે અને પુનઃસ્થાપિત થાય છે બાયોટિક ચક્રલગભગ 2 મિલિયન વર્ષોમાં.

ઓક્સિજન ચક્ર

લગભગ તમામ વાતાવરણીય ઓક્સિજન બાયોજેનિક મૂળના છે. મુક્ત ઓક્સિજનનો ઉપયોગ એરોબિક સજીવો દ્વારા શ્વસન દરમિયાન કાર્બનિક સંયોજનોને ઓક્સિડાઇઝ કરવા માટે કરવામાં આવે છે. ઓક્સિડેશનના અંતિમ ઉત્પાદનોમાંનું એક કાર્બન ડાયોક્સાઇડ છે જે વાતાવરણમાં પ્રવેશે છે. જ્યારે પ્રકાશસંશ્લેષણ દરમિયાન પાણીનું વિઘટન થાય છે ત્યારે વાતાવરણમાં ઓક્સિજનની ફરી ભરપાઈ થાય છે. વાતાવરણમાંનો તમામ ઓક્સિજન લગભગ 2000 વર્ષમાં સજીવોમાંથી પસાર થાય છે.

કાર્બન અને નાઇટ્રોજન ચક્ર

કાર્બન ચક્રબાયોસ્ફિયરમાં (જુઓ. આકૃતિ 5.3) મુખ્યત્વે પ્રકાશસંશ્લેષણ અને શ્વસનની પ્રક્રિયાઓ દ્વારા નક્કી કરવામાં આવે છે. વાતાવરણમાં કાર્બન મુખ્યત્વે કાર્બન ડાયોક્સાઇડ CO 2 ની રચનામાં સમાયેલ છે. CO 2 નો પ્રાથમિક સ્ત્રોત જ્વાળામુખીની પ્રવૃત્તિ છે.

બાયોસ્ફિયર કાર્બન ચક્રની શરૂઆત પાર્થિવ અને જળચર છોડઅને પ્રકાશસંશ્લેષણ દરમિયાન સાયનોબેક્ટેરિયા. આ કિસ્સામાં, કાર્બોહાઇડ્રેટ્સ રચાય છે, જેમાંથી કેટલાકનો ઉપયોગ છોડ પોતે ઊર્જા મેળવવા માટે કરે છે, અને તેમાંથી કેટલાક પ્રાણીઓ દ્વારા લેવામાં આવે છે. વધુમાં, કાર્બન સંયોજનોનો ઉપયોગ દરિયાઈ જીવો દ્વારા શેલ અને હાડપિંજરના બંધારણો બનાવવા માટે થાય છે.

પ્રાણીઓ અને છોડના શ્વસન દરમિયાન છોડવામાં આવતા ડાયોક્સાઇડના રૂપમાં કાર્બન પર્યાવરણમાં પરત આવે છે. બીજો વળતર માર્ગ વિઘટન છે મૃત છોડઅને પ્રાણીઓ, જેમાં તેમના પેશીઓમાં કાર્બન ઓક્સિડાઇઝ થાય છે અને CO 2 ના સ્વરૂપમાં વાતાવરણમાં પ્રવેશ કરે છે.

કાર્બન ચક્ર સંપૂર્ણપણે બંધ નથી. કાર્બનનો ભાગ લાંબા સમય સુધી ચક્રમાંથી દૂર કરવામાં આવે છે, પીટ થાપણોમાં ધ્યાન કેન્દ્રિત કરે છે, કોલસો, તેલ અને ઓઇલ શેલ, ઓક્સિજનની ઍક્સેસ વિના મૃત જીવોના વિઘટન દરમિયાન, તેમજ સમુદ્ર અને મહાસાગરોના તળિયે જાડા ચૂનાના થાપણોમાં રચાય છે, જે મૃત દરિયાઇ જીવોના શેલ અને હાડપિંજરના અવશેષોમાંથી રચાય છે.

જો કે, માનવીઓ દ્વારા ઊર્જા માટે ઉપયોગમાં લેવાતા અશ્મિભૂત ઇંધણને બાળવાથી કાર્બન ડાયોક્સાઇડ ઉત્પન્ન થાય છે, જે વાતાવરણમાં પાછું છોડવામાં આવે છે. આને કારણે, છેલ્લા સો વર્ષોમાં, વાતાવરણમાં CO 2 નું પ્રમાણ 25% વધ્યું છે, જે નિયંત્રિત કાર્બન ચક્રને વિક્ષેપિત કરે છે અને તેમાં વધારો થઈ શકે છે. ગ્રીનહાઉસ અસર. એક કાર્બન ડાયોક્સાઇડ ચક્ર 300 વર્ષ લે છે.

નાઇટ્રોજન ચક્ર

નાઈટ્રોજન- માનૂ એક આવશ્યક ઘટકોપ્રોટીન, ન્યુક્લિક એસિડ, એટીપી અને અન્ય કાર્બનિક પદાર્થો. તેના મુખ્ય ભંડાર વાતાવરણમાં મોલેક્યુલર નાઇટ્રોજન N2 ના સ્વરૂપમાં સમાયેલ છે, જે છોડ માટે અગમ્ય છે. IN ઓછી માત્રામાંવાતાવરણમાં વીજળીના વિસર્જન દરમિયાન વાતાવરણીય નાઇટ્રોજન ઓક્સિજન સાથે જોડાય છે, અને પછી વરસાદ સાથે પૃથ્વીની સપાટી પર પહોંચે છે.

વાતાવરણીય નાઇટ્રોજનનું ફિક્સેશન સાયનોબેક્ટેરિયા, તેમજ નોડ્યુલ નાઇટ્રોજન-ફિક્સિંગ બેક્ટેરિયા દ્વારા કરવામાં આવે છે જે લીગ્યુમિનસ છોડના મૂળના કોષોમાં સ્થાયી થાય છે. તેઓ નાઈટ્રેટ્સ અને નાઈટ્રેટ્સનું સંશ્લેષણ કરે છે, જે છોડ દ્વારા શોષાય છે. છોડ ન્યુક્લિક એસિડ અને પ્રોટીન બનાવવા માટે નાઇટ્રોજનનો ઉપયોગ કરે છે, જે પછી પ્રાણીઓ અને મનુષ્યો દ્વારા ખોરાક તરીકે ઉપયોગમાં લેવાય છે.

જીવનની પ્રક્રિયામાં પ્રોટીન પરમાણુઓઅંતિમ ઉત્પાદનો - પાણી, કાર્બન ડાયોક્સાઇડ, એમોનિયા, યુરિયા અને યુરિક એસિડમાં વિભાજિત થાય છે. બાહ્ય વાતાવરણ. જ્યારે મૃત પ્રાણીઓ અને છોડ સડી જાય છે, ત્યારે એમોનિયા પણ ઉત્પન્ન થાય છે.

ઉત્પાદિત મોટા ભાગના એમોનિયા રૂપાંતરિત થાય છે નાઇટ્રિફાઇંગ બેક્ટેરિયા નાઈટ્રેટ્સ અને નાઈટ્રેટ્સમાં, છોડ દ્વારા શોષાય છે. એમોનિયાનો એક નાનો ભાગ વાતાવરણમાં જાય છે અને CO 2, પાણીની વરાળ અને અન્ય સાથે વાયુયુક્ત પદાર્થોગ્રહની ગરમી જાળવી રાખવાનું કાર્ય કરે છે.

કેટલાક પ્રકારના બેક્ટેરિયા ડેનિટ્રિફિકેશન નાઈટ્રેટ્સ અને નાઈટ્રેટ્સને ઘટાડી શકે છે નાઇટ્રોજન ગેસજે વાતાવરણમાં પ્રવેશ કરે છે. પરિણામે, માટી અને પાણીમાં નાઇટ્રોજન સંયોજનોનો ઘટાડો થાય છે અને વાતાવરણ પરમાણુ નાઇટ્રોજનથી સંતૃપ્ત થાય છે.

નાઇટ્રોજનનો સઘન માનવ ઉપયોગ ખનિજ ખાતરોકૃષિ છોડની મોટી ઉપજ મેળવવા માટે નાઇટ્રિફિકેશન અને ડિનાઇટ્રિફિકેશનની પ્રક્રિયાઓમાં અસંતુલન તરફ દોરી જાય છે.

ઊર્જાનું રૂપાંતર

પદાર્થોનું જૈવિક ચક્ર સતત પ્રવાહ અને પરિવર્તન સાથે જ શક્ય છે સૌર ઊર્જા , કારણ કે સૂર્યમાંથી પ્રાપ્ત ઊર્જા કાર્બનિક પદાર્થોમાં બંધાયેલ છે અને જ્યારે પગથિયાં સાથે આગળ વધે છે ખોરાકની સાંકળઘટે છે (તેનો મોટાભાગનો ભાગ સજીવોની મહત્વપૂર્ણ પ્રક્રિયાઓ પર ખર્ચવામાં આવે છે અને ગરમીના સ્વરૂપમાં વિખેરાઈ જાય છે).

જીવમંડળ - ઓપન સિસ્ટમ, સતત સૌર ઊર્જા મેળવે છે. પ્રકાશસંશ્લેષણની પ્રક્રિયા દરમિયાન, આ ઊર્જા ઊર્જામાં રૂપાંતરિત થાય છે રાસાયણિક બોન્ડકાર્બનિક પદાર્થો. પૃથ્વીનો જીવંત પદાર્થ વાર્ષિક 4.2 * 10 17 J ઊર્જા બનાવે છે.

સંચિત ઊર્જા આંશિક રીતે છોડ દ્વારા મહત્વપૂર્ણ પ્રક્રિયાઓમાં વપરાય છે, અને આંશિક રીતે શાકાહારી જીવોમાં સ્થાનાંતરિત થાય છે. આ સજીવો પણ મહત્વપૂર્ણ પ્રક્રિયાઓમાં ઊર્જાનો એક ભાગ વાપરે છે, અને બાકીનો ભાગ માંસાહારી વગેરેને જાય છે. આમ, ઉર્જા વનસ્પતિ અને પ્રાણીઓના પેશીઓમાં કાર્બનિક સંયોજનોના સ્વરૂપમાં સંગ્રહિત થાય છે. પૃથ્વીના બાયોસ્ફિયરમાં ઊર્જા અનામતનો અંદાજ 4.2 * 10 18 J છે. ઊર્જાનો ભાગ તેલ, કોલસો, શેલ અને પીટમાં સાચવવામાં આવે છે.

શ્વસન, આથો અને સડોની પ્રક્રિયાઓમાં કાર્બનિક પદાર્થોના વિનાશ દરમિયાન ઊર્જા મુક્ત થાય છે. હાલમાં, પૃથ્વીના જીવંત પદાર્થ વાર્ષિક 4.2 10 17 J ઉર્જા છોડે છે - જેટલો જ જથ્થો તે બનાવવામાં આવે છે, એટલે કે. બાયોસ્ફિયરમાં ઊર્જા સંતુલન જાળવવામાં આવે છે.

બાયોસ્ફિયરની ઉત્ક્રાંતિ

જીવમંડળ- એક જટિલ, પ્રમાણમાં સ્થિર, પરંતુ સ્થિર નથી, પરંતુ વિકાસશીલ, વિકસતી ઇકોલોજીકલ સિસ્ટમ.

બાયોસ્ફિયરના વિકાસ વિશે પુરાવા અને જ્ઞાનનો સ્ત્રોતપ્રાચીન જીવોના અવશેષો તરીકે સેવા આપે છે.

■ એવું માનવામાં આવે છે કે બાયોસ્ફિયરના અસ્તિત્વ દરમિયાન, તેમાં સજીવોની લગભગ 500 મિલિયન પ્રજાતિઓ વસતી હતી.

♦ બાયોસ્ફિયરની સંબંધિત સ્થિરતા માટેનાં કારણો:
■ ફોટોટ્રોફિક સજીવો દ્વારા ઉપયોગમાં લેવાતી સૌર ઊર્જાનો સતત પુરવઠો;
■ જીવંત જીવોની વિવિધતા;
■ ચાર વાતાવરણની વિવિધ પરિસ્થિતિઓમાં જીવન માટે સજીવોનું અનુકૂલન;
■ સતત પોષક ચક્ર જાળવવું;
■ સજીવોની સમગ્ર વિવિધતા - ઉત્પાદકો, ઉપભોક્તા અને વિઘટનકર્તા -ની મહત્વપૂર્ણ પ્રવૃત્તિનું સંતુલન ધીમે ધીમે કરોડોથી વધુ વિકસિત થયું.

❖ જીવમંડળના ઉત્ક્રાંતિનું મુખ્ય કારણ- પ્રાથમિક રાસાયણિક ઉત્ક્રાંતિ (જે કાર્બનિક મેક્રોમોલેક્યુલ્સ અને પ્રથમ જીવંત સજીવોના દેખાવ તરફ દોરી જાય છે - પ્રોકેરીયોટ્સ) અને ભૂસ્તરશાસ્ત્રીય અને આબોહવાની પ્રક્રિયાઓ કે જેણે પૃથ્વી પરની વસવાટ કરો છો પરિસ્થિતિઓમાં ફેરફાર કર્યો (જેના કારણે વાતાવરણમાં ઓક્સિજનની સામગ્રીમાં ફેરફાર થયો, ઓક્સિજનની રચના. ઓઝોન સ્તર, ગ્રહ પર પાણીની સામગ્રીમાં ફેરફાર અને વાતાવરણીય ભેજ અને જીડી).

❖ બે મુખ્ય ઐતિહાસિક તબક્કાઓબાયોસ્ફિયરની ઉત્ક્રાંતિ:
■ બાયોજેનેસિસ;
■ નોજેનેસિસ.

બાયોજેનેસિસ- પ્રથમ અને સૌથી વધુ લાંબો તબક્કોપ્રોકેરીયોટ્સના દેખાવથી રચના સુધી બાયોસ્ફિયરની ઉત્ક્રાંતિ માનવ સમાજ.

નૂજેનેસિસ- બાયોસ્ફિયરના વિકાસનો બીજો તબક્કો, જે માનવ સમાજની રચના સાથે શરૂ થયો હતો અને વર્તમાન સમયે ચાલુ રહે છે; બાયોસ્ફિયર પર માનવ પ્રવૃત્તિના નોંધપાત્ર અને વધતા પ્રભાવ દ્વારા વર્ગીકૃત થયેલ છે.

નોસ્ફિયર- "મનનું શેલ, ગોળા બુદ્ધિશાળી જીવન"(V.I. Vernadsky), માનવ સમાજ અને પ્રકૃતિની ક્રિયાપ્રતિક્રિયા દ્વારા આવરી લેવામાં આવેલ એક ક્ષેત્ર.

નોસ્ફિયર એ બાયોસ્ફિયરની નવી સ્થિતિ છે, જેમાં બુદ્ધિશાળી પ્રવૃત્તિવ્યક્તિ તેના વિકાસમાં મુખ્ય, નિર્ણાયક પરિબળ બને છે

જીવંત સજીવો દ્વારા વસવાટ કરે છે, જે તેમની જીવન પ્રવૃત્તિની પ્રક્રિયામાં તેને સક્રિયપણે રૂપાંતરિત કરે છે.

અભ્યાસનો ઇતિહાસ

જીન બાપ્ટિસ્ટ ડી લેમાર્ક દ્વારા 19મી સદીના પહેલા ભાગમાં જીવનના ક્ષેત્ર તરીકે બાયોસ્ફિયરનો ખ્યાલ વિજ્ઞાનમાં દાખલ કરવામાં આવ્યો હતો. તે જ તેણીને સમજવા માટે સૌથી નજીક આવ્યો હતો. પરંતુ આ શબ્દ પોતે ઑસ્ટ્રિયન વૈજ્ઞાનિક એડવર્ડ સુસ દ્વારા પ્રસ્તાવિત કરવામાં આવ્યો હતો. તેમણે ભૂસ્તરશાસ્ત્રના ક્ષેત્રમાં કામ કર્યું અને બાયોસ્ફિયરને તમામ જીવોની સંપૂર્ણતા તરીકે સમજ્યા. હવે આ "બાયોટા" શબ્દ સાથે જોડાયેલો અર્થ છે. સુસે તેની પૂર્વધારણાઓ અને સંશોધન પરિણામોની રૂપરેખા પ્રખ્યાતમાં આપી વૈજ્ઞાનિક કાર્ય"પૃથ્વીનો ચહેરો," જેમાં તેણે આલ્પ્સના ભૂસ્તરશાસ્ત્રનું વર્ણન કર્યું.

બાયોસ્ફિયરનો આધુનિક ખ્યાલ રશિયન વૈજ્ઞાનિક જીઓકેમિસ્ટ દ્વારા ઘડવામાં આવ્યો હતો, જેઓ વિજ્ઞાનની ઘણી શાખાઓમાં જ્ઞાનકોશીય જ્ઞાન ધરાવે છે - વ્લાદિમીર ઇવાનોવિચ વર્નાડસ્કી. મોસ્કો યુનિવર્સિટીમાં ખનિજશાસ્ત્રના પ્રોફેસર તરીકે, તેઓ 1926 માં પ્રકાશિત મહાન કાર્ય "બાયોસ્ફિયર" ના લેખક બન્યા. આ કાર્યમાં જ તેમણે સૌપ્રથમ આ શબ્દની વિગતવાર વ્યાખ્યા આપી હતી.

વી.એમ. વર્નાડસ્કી યોગ્ય રીતે માનતા હતા કે બાયોસ્ફિયર એ પૃથ્વીનો એક વિશાળ કેન્દ્રિત ક્ષેત્ર છે, જે મુખ્ય ભૂ-રાસાયણિક બળની ભૂમિકા ભજવે છે. આમ, તે એક એવી જગ્યા છે કે જેમાં જીવન વર્તમાનમાં અસ્તિત્વમાં છે અથવા ક્યારેય અસ્તિત્વમાં છે, એટલે કે, બાયોસ્ફિયર જીવંત સજીવોની હાજરી અથવા તેમની મહત્વપૂર્ણ પ્રવૃત્તિના ઉત્પાદનો દ્વારા વર્ગીકૃત થયેલ છે.

બાયોસ્ફિયરમાં પદાર્થોના પ્રકાર

V.I. વર્નાડસ્કીએ બાયોસ્ફિયરનો આધાર બનાવતા અનેક પ્રકારના પદાર્થોની ઓળખ કરી.

1. વાસ્તવમાં જીવંત પદાર્થ, જે સજીવોના સંગ્રહ દ્વારા રચાય છે.
2. એક બાયોજેનિક પદાર્થ જે સજીવોના જીવન દરમિયાન રચાય છે અને પછી રહે છે. તે વિશેવાતાવરણીય વાયુઓ, કોલસો, તેલ વગેરે વિશે.
3. જે સજીવોના હસ્તક્ષેપ વિના રચાય છે.
4. - આ એવા સંયોજનો છે જે એબિયોજેનિક પ્રક્રિયાઓ સાથે જોડાણમાં જીવતંત્રની મહત્વપૂર્ણ પ્રવૃત્તિનું પરિણામ છે.

બાયોસ્ફિયરની સીમાઓ પૃથ્વીના શેલમાં ઉપરોક્ત પદાર્થોની સંપૂર્ણતાની હાજરી અનુસાર નક્કી કરવામાં આવે છે.

બાયોસ્ફિયરમાં જીવંત પદાર્થ

તે સ્પષ્ટ છે કે મુખ્ય ભૌગોલિક રાસાયણિક અને ઊર્જા પ્રક્રિયાઓ V.I. ની ફરજિયાત ભાગીદારી સાથે થાય છે. જીવંત પદાર્થ - આ ક્ષણે અસ્તિત્વમાં છે તે તમામ, એક સંપૂર્ણતા બનાવે છે, જે પ્રાથમિક રાસાયણિક રચના, વજન, ઊર્જામાં વ્યક્ત થાય છે.

જીવંત પદાર્થની મુખ્ય મિલકત તેની પ્રવૃત્તિ છે, તેના જોડાણને કારણે પર્યાવરણસતત બાયોજેનિક પ્રવાહ. પ્રવાહ શ્વાસ, પોષણ અને પ્રજનન દરમિયાન રચાય છે. આ સંદર્ભમાં, સજીવોની મહત્વપૂર્ણ પ્રવૃત્તિને શક્તિશાળી ગણી શકાય ભૂસ્તરશાસ્ત્રીય પ્રક્રિયાપ્રકૃતિમાં ગ્રહો.

શરીર અને પર્યાવરણ વચ્ચે બંને દિશામાં રાસાયણિક તત્વોનું સતત સ્થળાંતર સતત થતું રહે છે. પૃથ્વીના પોપડાની રાસાયણિક રચનામાં સજીવોની પ્રાથમિક રાસાયણિક રચનાની નિકટતાને કારણે આ પ્રક્રિયા શક્ય છે.

છોડ, પ્રકાશસંશ્લેષણ કરે છે, જટિલ બનાવે છે કાર્બનિક અણુઓકર્યા મોટો સ્ટોકઊર્જા આમ, જીવંત પદાર્થ સૂર્યની સંલગ્ન તેજસ્વી ઉર્જાનું સંચય અને પરિવર્તન કરે છે. શરીરની સતત વૃદ્ધિ અને વિકાસને કારણે ઊર્જાની હિલચાલ શક્ય બને છે. પ્રજનન દર, જેમ કે V.I. વર્નાડસ્કી યોગ્ય રીતે માને છે, તે દર છે કે જેના પર જૈવસ્ફિયરમાં ભૌગોલિક રાસાયણિક ઉર્જા સ્થાનાંતરિત થાય છે.

બોર્ડર્સ

બાયોસ્ફિયરનો જે ભાગ હાલમાં જીવંત સજીવો ધરાવે છે તેને સામાન્ય રીતે નિયોબાયોસ્ફિયર કહેવામાં આવે છે. બીજા શબ્દોમાં કહીએ તો, આધુનિક. અને જગ્યા જે પ્રાચીન સજીવોનું નિવાસસ્થાન હતું તે પેલેઓબાયોસ્ફિયર છે.

ગ્રહના જીઓસ્ફિયર્સનો કુલ સમૂહ આશરે 2420 અબજ ટન છે. આ મૂલ્ય વાતાવરણના દળના 200 ગણું છે. આમ, આપણે નિષ્કર્ષ પર આવી શકીએ છીએ કે જીવંત પદાર્થનું સ્તર કુલ માસભૂગોળ નજીવું નાનું છે.

સંભવિત ક્ષમતાઓની શ્રેણી અને સજીવોની અનુકૂલનક્ષમતાનું પ્રમાણ "જીવનની દરેક જગ્યાએ" નક્કી કરે છે. જીવંત જીવો ધીમે ધીમે સમુદ્ર અને મહાસાગરોમાં સ્થાયી થયા, પછી જમીન પર સ્થાયી થયા. વર્નાડસ્કી અનુસાર, બાયોસ્ફિયરની રચના અને સીમાઓ હવે પણ બદલાઈ રહી છે.

એ નોંધવું જોઇએ કે, અન્યથી વિપરીત પૃથ્વીના શેલો, માત્ર બાયોસ્ફિયરને જટિલ ગણી શકાય. તે જીવંત સારનાં "કવર" નું કાર્ય પણ કરે છે અને મનુષ્યો સહિત ઘણા સજીવોનું નિવાસસ્થાન છે.

બાયોસ્ફિયરની સીમાઓ નીચે પ્રમાણે વ્યાખ્યાયિત કરવામાં આવી છે. તેમાં વાતાવરણનો નીચલો ઝોન, લિથોસ્ફિયરનો ઉપલા ઝોન અને સમગ્ર હાઇડ્રોસ્ફિયરનો સમાવેશ થાય છે. અને વાતાવરણની ઊંચાઈઓ, ઠંડા, નીચા દબાણ અને સમુદ્રની ઊંડાઈ દ્વારા વર્ગીકૃત થયેલ છે, દબાણ કે જેમાં 12,000 વાતાવરણ સુધી પહોંચી શકે છે - આ બધું જ બાયોસ્ફિયર છે. સજીવોની તાપમાન સહિષ્ણુતાની અત્યંત વિશાળ મર્યાદાને કારણે જૈવમંડળની સીમાઓ એટલી વિશાળ છે.

એ નોંધવું જોઇએ કે એવા બેક્ટેરિયા પણ છે જે શૂન્યાવકાશમાં અસ્તિત્વ ધરાવે છે. રાસાયણિક પરિસ્થિતિઓમાં અનુકૂલનની મર્યાદાઓ પણ ખૂબ વિશાળ છે. સજીવોનું અસ્તિત્વ, ઉદાહરણ તરીકે, સતત પ્રભાવ હેઠળ આયોનાઇઝિંગ રેડિએશન. સંશોધન દર્શાવે છે કે કેટલાક જીવંત પ્રાણીઓ એટલા સખત હોય છે કે, ચોક્કસ માપદંડો અનુસાર, તેમની ક્ષમતાઓ બાયોસ્ફિયરની બહાર પણ હોય છે.

સૂચિબદ્ધ મૂળભૂત શરતો ઉપરાંત, સજીવોનું જીવન અણુઓના બાયોજેનિક પ્રવાહની સ્થિરતા દ્વારા નક્કી કરવામાં આવે છે.

બાયોસ્ફિયરની ઉપલી મર્યાદા

IN વિવિધ ભાગોપૃથ્વી પર, વાતાવરણમાં જીવન વિવિધ ઊંચાઈએ અસ્તિત્વ ધરાવે છે. દક્ષિણમાં અને ઉત્તર ધ્રુવોઆ મૂલ્ય 8-10 કિમી છે, વિષુવવૃત્તની નજીક - 17-18 કિમી, અન્ય તમામ પ્રદેશો ઉપર - 20-25 કિમી. આમ, માત્ર ટ્રોપોસ્ફિયર - વાતાવરણનો નીચેનો ભાગ - જીવનથી ભરેલો છે.

વાતાવરણમાં જીવનના પ્રસાર માટેની ભૌતિક મર્યાદા નીચી મર્યાદા પર છે

હાઇડ્રોસ્ફિયર

હાઇડ્રોસ્ફિયર મહાસાગરો, સમુદ્રો, તળાવો, નદીઓ અને બરફની ચાદર દ્વારા રચાય છે. દરેક ઊંડાણમાં જીવન છે. મોટાભાગના જીવંત જીવોએ સપાટીના સ્તરો અને દરિયાકાંઠાના વિસ્તારો પર કબજો કર્યો હતો. પરંતુ 11,022 મીટરની ઊંડાઈએ પણ, વિશ્વ મહાસાગર (મરિન્સકાયા) ની સૌથી ઊંડી ડિપ્રેશનમાં, ત્યાં રહેવાસીઓ છે. નિયોબાયોસ્ફિયરનો પણ સમાવેશ થાય છે તળિયે કાંપ, જે એક સમયે પ્રાચીન જીવોનું નિવાસસ્થાન હતું.

બાયોસ્ફિયરની નીચલી મર્યાદા

જો આપણે લિથોસ્ફિયર વિશે વાત કરીએ, તો માટી, અલબત્ત, તેની સૌથી ગીચ વસ્તી ધરાવતું સ્તર છે, પરંતુ જીવનનું અસ્તિત્વ ખૂબ ઊંડે નોંધાયું છે - લગભગ 6-7 કિલોમીટર ભૂગર્ભમાં. આ મુખ્યત્વે ઊંડા તિરાડો અને ગુફાઓને લાગુ પડે છે.

બાયોસ્ફિયરમાં વસતા સજીવો

જીવન માટે જરૂરી ઊર્જા મેળવવાની પદ્ધતિના આધારે જીવંત જીવોને બે જૂથોમાં વહેંચવામાં આવે છે: ઓટોટ્રોફિક અને હેટરોટ્રોફિક. બંને જૂથોના પ્રતિનિધિઓનું નિવાસસ્થાન બાયોસ્ફિયર છે. બાયોસ્ફિયરની સીમાઓ તેમના વિતરણ દ્વારા નક્કી કરવામાં આવે છે.

તેમના આહારમાં પ્રતિનિધિઓ અન્ય કોઈપણ જીવંત પ્રાણીઓ સાથે સંકળાયેલા નથી. આ માટે તેમને જરૂર છે સૂર્યપ્રકાશઅથવા સંયોજનોના રાસાયણિક બોન્ડની ઊર્જા અકાર્બનિક મૂળ. બંનેનો ઉપયોગ ઊર્જાના સ્ત્રોત તરીકે થઈ શકે છે, જ્યારે તેઓ ખનિજોમાંથી પોષણ મેળવે છે.

ઓટોટ્રોફને બે પેટાજૂથોમાં વિભાજિત કરવામાં આવે છે. આ ફોટોટ્રોફ્સ (લીલો) અને કીમોટ્રોફ્સ (બેક્ટેરિયા) છે. ભૂતપૂર્વ ફક્ત ઘૂંસપેંઠના ક્ષેત્રમાં અસ્તિત્વમાં રહેવા માટે સક્ષમ છે સૂર્ય કિરણો. પરંતુ બીજું, ઉપયોગને કારણે રાસાયણિક સંયોજનો કાર્બનિક પ્રકૃતિઊર્જાના સ્ત્રોત તરીકે, વધુ વ્યાપક છે.

હેટરોટ્રોફ્સ, તેનાથી વિપરીત, જરૂરી છે કાર્બનિક પદાર્થઅન્ય જીવો દ્વારા ઉત્પાદિત. એટલે કે, વિના પ્રારંભિક કાર્યઓટોટ્રોફ્સ, તેમનું અસ્તિત્વ અશક્ય હશે. પ્રાણીઓ અને મનુષ્યો, બાયોસ્ફિયરના રહેવાસીઓ તરીકે, હેટરોટ્રોફિક સજીવોના છે.

"જીવનની ટેપ"

જીવનનું અસમાન વિતરણ તેમાંથી એક છે મહત્વપૂર્ણ સંકેતો, જે બાયોસ્ફિયરની લાક્ષણિકતા ધરાવે છે. બાયોસ્ફિયરની સીમાઓ છે સૌથી ઓછી ઘનતાજીવન સૌથી મહાન નિવાસસ્થાનના જંકશન પર જોવા મળે છે. સામાન્ય રીતે, બાયોસ્ફિયરમાં જીવનનું વિતરણ તીવ્ર અસમાન છે. V.I. વર્નાડસ્કીએ "ફિલ્મ્સ ઑફ લાઇફ" શબ્દ રજૂ કર્યો, તેનો ઉપયોગ ખૂબ નજીકથી વર્ણન કરવા માટે કર્યો વસ્તીવાળા વિસ્તારોબાયોસ્ફિયર માટી-હવા સંપર્ક સીમા એ આ ફિલ્મોમાંની પ્રથમ છે, તેની જાડાઈ 2 થી 3 સે.મી. સુધીની હોય છે. બીજી હવા-માટીના સંપર્ક ઝોન દ્વારા દર્શાવવામાં આવે છે - દરિયાકાંઠાની પટ્ટીઅને અપવેલિંગ ઝોન. ત્રીજો સમુદ્રના યુફોટિક ઝોન (200 મીટર સુધી) દ્વારા રજૂ થાય છે, એટલે કે, સૂર્યના કિરણના મુક્ત પ્રવેશનો વિસ્તાર.

આમ, જીવન, "પૃથ્વીના ચહેરા" ને રૂપાંતરિત કરે છે, તે "બાયોસ્ફિયર" ની વિભાવના સાથે અસ્પષ્ટ રીતે જોડાયેલું છે. બાયોસ્ફિયરની સીમાઓ એ જીવનની સીમાઓ છે.

અવકાશી-કાર્યકારી સંસ્થા એ એક મિકેનિઝમ છે જે "તમામ જીવંત વસ્તુઓની ભૌગોલિક શાશ્વતતા" સુનિશ્ચિત કરે છે. માણસ, અન્ય હેટરોટ્રોફિક સજીવો સાથે બાયોસ્ફિયરના રહેવાસી તરીકે, સીધા સહભાગીઊર્જા ચક્ર જે પૃથ્વી પર જીવનની ખાતરી આપે છે.

બાયોસ્ફિયર અને તેની સીમાઓ

બાયોસ્ફિયરની સીમાઓ નક્કી કરતી મૂળભૂત ભૌતિક અને રાસાયણિક પરિસ્થિતિઓને નામ આપો.

લિથોસ્ફિયર, વાતાવરણ, હાઇડ્રોસ્ફિયરમાં જીવંત સજીવો (બાયોસ્ફિયર) ના અસ્તિત્વની સીમાઓ શું છે?

*1926માં, V.I. વર્નાડસ્કીએ સૌપ્રથમ બાયોસ્ફિયરની સીમાઓનો પ્રશ્ન ઉઠાવ્યો; તે 1937 માં "બાયોસ્ફિયરની મર્યાદાઓ પર" એક વિશેષ લેખમાં તેના પર પાછો ફર્યો. જો કે, તે સમયે અને હવે બંને પ્રશ્નનો સ્પષ્ટ જવાબ નથી. જીવનના અસ્તિત્વ માટે કઈ ભૌતિક અને રાસાયણિક પરિસ્થિતિઓ સૌથી વધુ અનુકૂળ છે?

પૂરતો જથ્થોકાર્બન ડાયોક્સાઇડ અને ઓક્સિજન.

પાણીનો પૂરતો જથ્થો (અને આવશ્યકપણે પ્રવાહી સ્થિતિમાં).

તાપમાન, પણ સિવાય ઉચ્ચ તાપમાન(પ્રોટીન કોગ્યુલેશનનું કારણ બને છે) અને ખૂબ ઓછું (ઉત્સેચકોને કામ કરતા અટકાવે છે).

ઉપલબ્ધતા " વસવાટ કરો છો વેતન"ખનિજ પોષણના તત્વો.

જળચર વાતાવરણની ચોક્કસ ખારાશ.

**આધુનિક જીવન પૃથ્વીના પોપડાના ઉપરના ભાગમાં (લિથોસ્ફિયર), પૃથ્વીના વાતાવરણના નીચેના સ્તરો (ટ્રોપોસ્ફિયર) અને પાણીનો શેલપૃથ્વી (હાઈડ્રોસ્ફિયર).

લિથોસ્ફિયરમાં, જીવન મુખ્યત્વે ખડકો અને ભૂગર્ભજળના તાપમાન દ્વારા મર્યાદિત છે, જે ધીમે ધીમે વધે છે.
ઊંડાઈ સાથે અને 1.5-15 કિમીના સ્તરે +100 ° સે કરતાં વધી જાય છે. પૃથ્વીના પોપડાના ખડકોમાં બેક્ટેરિયાની સૌથી વધુ ઊંડાઈ 4 કિમી છે. IN તેલ ક્ષેત્રો 2-2.5 કિમીની ઊંડાઈએ, બેક્ટેરિયા નોંધવામાં આવે છે નોંધપાત્ર રકમ. મહાસાગરમાં, જીવન વધુ ઊંડાણો સુધી ફેલાયેલું છે અને તે 10-11 કિમી ઊંડે સમુદ્રી ડિપ્રેશનના તળિયે પણ જોવા મળે છે. વાતાવરણમાં જીવનની ઉપલી મર્યાદા ઊંચાઈ સાથે અલ્ટ્રાવાયોલેટ કિરણોત્સર્ગના વધારા દ્વારા નક્કી કરવામાં આવે છે. ઓઝોન સ્તર શોષી લે છે સૌથી વધુઅલ્ટ્રાવાયોલેટ કિરણોત્સર્ગ

સૂર્ય 22-25 કિમીની ઊંચાઈએ છે. ઓઝોનના રક્ષણાત્મક સ્તરની ઉપર ઉછળતી તમામ જીવંત વસ્તુઓ મૃત્યુ પામે છે. બેક્ટેરિયા અને ફૂગના બીજકણ 20-22 કિમીની ઊંચાઈ સુધી જોવા મળે છે, પરંતુ એરોપ્લાંકટોનનો મોટો ભાગ 1-1.5 કિમી સુધીના સ્તરમાં કેન્દ્રિત છે. પર્વતોમાં, પાર્થિવ જીવનના વિતરણની સીમા દરિયાની સપાટીથી લગભગ 6 કિમીની ઊંચાઈએ પસાર થાય છે.બાયોસ્ફિયરમાં જીવનનું વિતરણ અત્યંત અસમાન છે. જીવંત પદાર્થોની સૌથી વધુ સાંદ્રતા મુખ્ય માધ્યમો વચ્ચેના ઇન્ટરફેસ પર છે - જમીનમાં, એટલે કે. સીમા સ્તરલિથોસ્ફિયર અને વાતાવરણ વચ્ચે, સમુદ્રની સપાટીના સ્તરોમાં, જળાશયોના તળિયે અને ખાસ કરીને દરિયાકાંઠાના ક્ષેત્રમાં (lat થી. લિટોરાલિસ- દરિયાકાંઠાનો) - સમુદ્રતળનો એક ક્ષેત્ર, જે ઊંચી ભરતી વખતે પૂરથી ભરાઈ જાય છે અને નીચી ભરતી વખતે પાણીમાં વહી જાય છે, નદીમુખોમાં (ગ્રીકમાંથી. લિમેનાસ- બંદર, ખાડી) અને નદીમુખ (lat થી.

એસ્ટ્યુરિયમ - ભરતીનો કિનારો) - પૂરથી ભરાયેલ નદીમુખો, જ્યાં ત્રણેય વાતાવરણ - માટી, પાણી અને હવા - એકબીજા સાથે નજીકથી સંપર્ક કરે છે. V. I. વર્નાડસ્કીએ જીવમંડળમાં જીવોના સૌથી વધુ એકાગ્રતાના સ્થાનોને "જીવનની ફિલ્મો" કહ્યા.વર્નાડસ્કીએ બાયોસ્ફિયરમાં જીવનની "સર્વત્રતા" તરફ ધ્યાન દોર્યું. જીવન પાણીના શરીરમાં સ્થાનિક રીતે દેખાયું, અને પછી તે બધા ખંડોને કબજે કરીને વ્યાપક અને વ્યાપક ફેલાયું. તાપમાનની ચરમસીમા કે જે કેટલાક જીવન સ્વરૂપો વર્ચ્યુઅલ રીતે સહન કરી શકે છે નિર્ણાયક મુદ્દાઓદબાણો 12,000 એટીએમના ક્ષેત્રમાં છે. બીજી તરફ, છોડના બીજ અને બીજકણ, સસ્પેન્ડેડ એનિમેશનમાં નાના પ્રાણીઓ (ગ્રીક એનાબાયોસિસમાંથી - પુનરુત્થાન - શરીરની એવી સ્થિતિ જેમાં જીવન પ્રક્રિયાઓઝડપથી ધીમું થાય છે, જે તાપમાન, ભેજ, વગેરેની પ્રતિકૂળ પરિસ્થિતિઓમાં તેના અસ્તિત્વમાં ફાળો આપે છે) સંપૂર્ણ શૂન્યાવકાશમાં કાર્યક્ષમ રહે છે.

બાયોસ્ફિયરની સીમાઓ (જી.વી. વોઇટકેવિચ અને વી.એ. વ્રોન્સકી અનુસાર)

જીવંત જીવો વિશાળ શ્રેણીમાં અસ્તિત્વમાં હોઈ શકે છે રાસાયણિક પરિસ્થિતિઓપર્યાવરણ પૃથ્વી પરના પ્રથમ જીવંત જીવો ઓક્સિજન મુક્ત વાતાવરણમાં રહેતા હતા. એનારોબિક ચયાપચય એ મલ્ટિસેલ્યુલર સહિત ઘણા આધુનિક સજીવોની લાક્ષણિકતા છે. વિનેગર ઇલ (નેમાટોડ્સ) આથો આપતા સરકોના વાટમાં રહે છે. અસંખ્ય સુક્ષ્મસજીવો સંકેન્દ્રિત મીઠાના દ્રાવણમાં રહે છે, જેમાં સમાવેશ થાય છે કોપર સલ્ફેટ, સોડિયમ ફ્લોરાઈડ, સંતૃપ્ત દ્રાવણમાં ટેબલ મીઠું. સલ્ફર બેક્ટેરિયા 0.1 M સલ્ફ્યુરિક એસિડ સોલ્યુશનનો સામનો કરી શકે છે.

આયનાઇઝિંગ રેડિયેશનના પ્રભાવ હેઠળ પણ કેટલાક ખાસ કરીને સ્થિર સ્વરૂપો અસ્તિત્વમાં હોઈ શકે છે. ઉદાહરણ તરીકે, સંખ્યાબંધ સિલિએટ્સ પૃથ્વીની સપાટી પરના કુદરતી પૃષ્ઠભૂમિ કિરણોત્સર્ગ કરતાં 3 મિલિયન ગણા વધુ રેડિયેશન ડોઝનો સામનો કરી શકે છે, અને કેટલાક બેક્ટેરિયા અણુ રિએક્ટર બોઈલરમાં પણ મળી આવ્યા છે.

બાયોસ્ફિયરની સીમાઓ એ જીવનના અસ્તિત્વની સીમાઓ છે. ઉપરની સીમા લગભગ 20 કિમીની ઉંચાઈએ પસાર થાય છે. તે સૌ પ્રથમ, ઓઝોન સ્તરના અસ્તિત્વને કારણે થાય છે, જે સૂર્યમાંથી જીવન-વિનાશક અલ્ટ્રાવાયોલેટ કિરણોત્સર્ગને શોષી લે છે. લિથોસ્ફિયરમાં નીચલી મર્યાદા ભેજના ઘૂંસપેંઠ દ્વારા નક્કી કરવામાં આવે છે અને 3 કિમી સુધી પહોંચે છે (3 કિમી સુધીની ઊંડાઈએ તેલના ક્ષેત્રોમાં બેક્ટેરિયા મળી આવ્યા છે).

હાઇડ્રોસ્ફિયરમાં, વિશ્વ મહાસાગરની તમામ ઊંડાણો પર જીવન અસ્તિત્વ ધરાવે છે, અને તેથી તે 10 - 11 કિમી સુધી વિસ્તરે છે. આમ, પૃથ્વીના બાયોસ્ફિયરમાં હાઇડ્રોસ્ફિયર, વાતાવરણનો નીચેનો ભાગ અને લિથોસ્ફિયરના ઉપરના સ્તરોનો સમાવેશ થાય છે.

હાલમાં, આપણા ગ્રહને એક સ્વ-વ્યવસ્થાપન પ્રણાલી તરીકે ગણવામાં આવે છે, જેમાં આંતરિક અને બાહ્ય ક્ષેત્રોનો સમાવેશ થાય છે: કોર, મેન્ટલ, ક્રસ્ટ, હાઇડ્રોસ્ફિયર, વાતાવરણ, બાયોસ્ફિયર.

જીવન પૃથ્વીની સપાટી પર અત્યંત અસમાન રીતે વિતરિત થાય છે અને વિવિધ કુદરતી પરિસ્થિતિઓમાં પ્રમાણમાં સ્વતંત્ર સંકુલ - બાયોજીઓસેનોસિસ અથવા ઇકોસિસ્ટમ્સનું સ્વરૂપ લે છે. બાયોજીઓસેનોસિસના જીવંત ભાગને બાયોસેનોસિસ કહેવામાં આવે છે. વિવિધ પ્રક્રિયાઓઅને બાયોસ્ફિયરમાં બનતી ઘટનાઓ વિવિધ વિજ્ઞાનમાં સંશોધનનો વિષય છે. ઇકોલોજીને વિશેષ સ્થાન આપવામાં આવ્યું છે (ગ્રીક. ઓઇકોસ- ઘર, રહેઠાણ, લોગો- વિજ્ઞાન). આ શબ્દનો સૌપ્રથમ ઉપયોગ અર્ન્સ્ટ હેકેલે કર્યો હતો. ઇકોલોજી એ એક વિજ્ઞાન છે જે પ્રકૃતિમાં જટિલ સંબંધોનો અભ્યાસ કરે છે. માનવ સમાજ, તેના ઉત્પાદન અને કૃત્રિમ વાતાવરણ સાથે તે બનાવે છે - ટેક્નોસ્ફિયર - પણ બાયોસ્ફિયરનો એક ભાગ છે.

બાયોસ્ફિયરના ઘટકો

બાયોસ્ફિયરને કેટલાક ઘટકોમાં વિભાજિત કરી શકાય છે.

1. જીવંત પદાર્થ, જેના દ્વારા વર્નાડસ્કીનો અર્થ ગ્રહ પરના સજીવોની સંપૂર્ણતા (છોડ, પ્રાણીઓ, સુક્ષ્મસજીવો) થાય છે. કેટલાક અંદાજો અનુસાર, બાયોસ્ફિયરમાં જીવંત સજીવોનો કુલ બાયોમાસ લગભગ 2.2 10 12 ટન છે.

2. એક બાયોજેનિક પદાર્થ, જે પોતે સજીવો નથી, પરંતુ તેમની મહત્વપૂર્ણ પ્રવૃત્તિના ઉત્પાદનો, ખાસ કરીને, તેલ, ચૂનાના પત્થર, વગેરે.

3. જડ પદાર્થ, જેની રચના સજીવોની મહત્વપૂર્ણ પ્રવૃત્તિ સાથે સંકળાયેલ નથી (ગ્રહ, ઉલ્કાઓના આંતરડામાં થતી પ્રક્રિયાઓનું પરિણામ). જીવમંડળમાં નિષ્ક્રિય દ્રવ્ય સજીવ પદાર્થ કરતાં દસ હજાર ગણું વધારે છે.

4. બાયોઇનર્ટ પદાર્થ, જે જીવંત પ્રક્રિયાઓનું સંયુક્ત પરિણામ છે નિર્જીવ પ્રકૃતિ(માટી).

વર્નાડસ્કીની ઉપદેશો અનુસાર, જીવંત પદાર્થ એ બાયોસ્ફિયરનો સૌથી મહત્વપૂર્ણ ઘટક છે, કારણ કે તેમની મહત્વપૂર્ણ પ્રવૃત્તિના પરિણામે, જીવંત જીવો પર્યાવરણને સક્રિયપણે રૂપાંતરિત કરે છે.

જીવંત પદાર્થની વંશવેલો

જીવંત પદાર્થોના વંશવેલામાં સંસ્થાના અનેક સ્તરોનો સમાવેશ થાય છે.

1. મોલેક્યુલર સ્તર. તે જૈવિક અણુઓ દ્વારા રજૂ થાય છે, જેમાંથી સૌથી મહત્વપૂર્ણ પ્રોટીન, ન્યુક્લિક એસિડ, લિપિડ્સ અને કાર્બોહાઇડ્રેટ્સ છે. આ સ્તરે, સજીવોની આનુવંશિકતા અને પરિવર્તનશીલતા, પદાર્થો અને ઊર્જાનું વિનિમય અને જીવંત સજીવોના અન્ય મહત્વપૂર્ણ ગુણધર્મોનો અનુભવ થાય છે.

2. સેલ્યુલર સ્તર. તે જ સમયે, વ્યક્તિગત કાર્બનિક અણુઓ હજી જીવંત નથી. જીવન આગલા સ્તરથી શરૂ થાય છે - સેલ્યુલર સ્તર. કોષ એ જીવંત જીવોનું માળખાકીય અને કાર્યાત્મક એકમ છે કારણ કે તે વૃદ્ધિ અને પ્રજનન માટે સક્ષમ છે. તે જીવંત બહુકોષીય સજીવનો ભાગ હોઈ શકે છે અથવા સ્વતંત્ર યુનિસેલ્યુલર સજીવ હોઈ શકે છે.

3. પેશી સ્તર. સમાન રચનાના કોષો જે સમાન કાર્ય કરે છે તે પેશીઓમાં જોડાય છે. ઉદાહરણ તરીકે, ચેતા પેશી રચાય છે ચેતા કોષો- ન્યુરોન્સ.

4. અંગ સ્તર. બદલામાં, વિવિધ પ્રકારના પેશીઓનું કાર્યાત્મક સંયોજન અંગો બનાવે છે, અને અનુરૂપ સ્તરને અંગ કહેવામાં આવે છે. તે પ્રાણી સજીવોની લાક્ષણિકતા છે. ખાસ કરીને, પ્રાણીઓના અંગો ત્વચા, હૃદય, ફેફસા વગેરે છે. અંગોને અંગ પ્રણાલીઓમાં જોડી શકાય છે, જેમ કે રુધિરાભિસરણ તંત્ર.

5. સજીવ સ્તર. તેમાં સમગ્ર સજીવોનો સમાવેશ થાય છે, બંને એકકોષીય અને બહુકોષીય.

6. વસ્તી-પ્રજાતિ સ્તર. સમાન વસવાટ સાથે સંબંધિત સમાન પ્રજાતિના સજીવો વસ્તીમાં એકીકૃત છે. આ સ્તરથી શરૂ કરીને, પ્રારંભિક ઉત્ક્રાંતિ પ્રક્રિયાઓ થઈ શકે છે.

7. બાયોજીઓસેનોટિક સ્તર. તેમાં તેમના નિવાસસ્થાન સાથે વિવિધ પ્રજાતિઓના સજીવોનો સમાવેશ થાય છે.

8. બાયોસ્ફિયર સ્તર. તે સમગ્ર બાયોસ્ફિયર દ્વારા સમગ્ર રીતે રજૂ થાય છે.