Хуудас 1
Геологийн их цикл нь тунамал чулуулгийг дэлхийн царцдасын гүн рүү татаж, тэдгээрт агуулагдах элементүүдийг биологийн эргэлтийн системээс бүрмөсөн хасдаг. Геологийн түүхийн явцад дэлхийн гадаргуу дээр дахин хувирсан тунамал чулуулаг нь амьд организмын үйл ажиллагаа, ус, агаарын нөлөөгөөр аажмаар устаж, биосферийн мөчлөгт дахин ордог.
Агуу геологийн мөчлөг нь хэдэн зуун мянга, сая сая жилийн туршид тохиолддог. Энэ нь дараах байдалтай байна: чулуулаг сүйрч, өгөршилд өртөж, эцэст нь усны урсгалаар Дэлхийн далай руу урсдаг. Энд тэд ёроолд хуримтлагдаж, тунадас үүсгэдэг бөгөөд зөвхөн хэсэгчлэн хүмүүс эсвэл бусад амьтдын уснаас зайлуулсан организмтай газар руу буцаж ирдэг.
Геологийн том мөчлөгийн үндэс нь амьд бодисын оролцоогүйгээр ашигт малтмалын нэгдлүүдийг гаригийн хэмжээнд нэг газраас нөгөөд шилжүүлэх үйл явц юм.
Жижиг мөчлөгөөс гадна геологийн том мөчлөг байдаг. Зарим бодисууд дэлхийн гүн давхаргад (далайн ёроолын хурдас эсвэл бусад аргаар) ордог бөгөөд энд янз бүрийн эрдэс, органик нэгдлүүд үүсэх замаар удаан хувирдаг. Геологийн мөчлөгийн үйл явцыг голчлон дэлхийн дотоод энерги, түүний идэвхтэй цөм дэмждэг. Ижил энерги нь дэлхийн гадаргуу дээр бодис ялгаруулахад хувь нэмэр оруулдаг. Тиймээс бодисын том эргэлт хаалттай байна. Үүнд олон сая жил шаардлагатай.
Бодисын геологийн том эргэлтийн хурд, эрчмийн тухайд одоогоор тодорхой мэдээлэл өгөх боломжгүй, зөвхөн ерөнхий мөчлөгийн экзоген бүрэлдэхүүн хэсэг, өөрөөр хэлбэл. мантиас дэлхийн царцдас руу орж ирж буй бодисын урсгалыг тооцохгүйгээр.
Энэ нүүрстөрөгч нь геологийн томоохон мөчлөгт оролцдог. Энэхүү нүүрстөрөгч нь жижиг биотик мөчлөгийн явцад биосфер болон амьдралын хийн тэнцвэрийг хадгалж байдаг.
| Дэлхийн зарим голуудын хатуу урсац. |
Дэлхийн бодисын томоохон геологийн эргэлтэд биосфер ба техносферийн бүрэлдэхүүн хэсгүүдийн оруулсан хувь нэмэр нь маш чухал юм: хүний үйлдвэрлэлийн үйл ажиллагааны цар хүрээ өргөжиж байгаатай холбоотойгоор техносферийн бүрэлдэхүүн хэсгүүдийн тасралтгүй өсөлт ажиглагдаж байна.
Дэлхийн гадарга дээрх үндсэн техно-геохимийн урсгал нь их хэмжээний бодисын геологийн эргэлтийн хүрээнд газрын 70% нь далай руу, 30% нь ус зайлуулах суваггүй битүү хотгор руу чиглэгддэг боловч үргэлж өндрөөс доод өндөрлөг рүү чиглэгддэг. таталцлын хүчний үйл ажиллагааны үр дүнд дэлхийн царцдасын бодисыг өндрөөс нам өндөрлөг, хуурай газраас далай хүртэл ялгадаг. Урвуу урсгал (агаар мандлын тээвэр, хүний үйл ажиллагаа, тектоник хөдөлгөөн, галт уулын хөдөлгөөн, организмын шилжилт хөдөлгөөн) нь материйн ерөнхий доош чиглэсэн хөдөлгөөнийг тодорхой хэмжээгээр хүндрүүлж, орон нутгийн шилжилт хөдөлгөөний мөчлөгийг бий болгодог боловч бүхэлд нь өөрчлөхгүй.
Агаар мандлаар дамжин газар ба далай хоёрын хоорондох усны эргэлт нь геологийн агуу мөчлөгийн нэг хэсэг юм. Ус нь далайн гадаргаас ууршиж, нэг бол хуурай газар руу зөөгдөж, хур тунадас хэлбэрээр орж, гадаргын болон гүний урсац хэлбэрээр далай руу буцах, эсвэл далайн гадаргуу дээр хур тунадас хэлбэрээр унадаг. Дэлхий дээрх усны эргэлтэнд жилд 500 гаруй мянган км3 ус оролцдог. Усны эргэлт бүхэлдээ манай гаригийн байгалийн нөхцөлийг бүрдүүлэхэд чухал үүрэг гүйцэтгэдэг. Ургамлын усны дамжуулалт, биогеохимийн мөчлөгт шингээх чадварыг харгалзан үзэхэд дэлхий дээрх усны нөөц бүхэлдээ эвдэрч, 2 сая жилийн дараа сэргээгддэг.
Түүний томъёолсноор бодисын биологийн эргэлт нь байгаль дахь бодисын томоохон, геологийн мөчлөгийн нэг хэсэг дээр хөгждөг.
Гадаргын болон гүний усаар бодисыг шилжүүлэх нь геохимийн хувьд дэлхийн газрыг ялгах гол хүчин зүйл боловч цорын ганц зүйл биш бөгөөд хэрэв бид дэлхийн гадаргуу дээрх бодисын геологийн томоохон эргэлтийн тухай ярих юм бол урсдаг. үүнд маш чухал үүрэг гүйцэтгэдэг, ялангуяа далай тэнгисийн болон агаар мандлын тээвэр.
Бодисын геологийн том эргэлтийн хурд, эрчмийн тухайд одоогоор зөвхөн ойролцоогоор тооцоолсон мэдээлэл өгөх боломжгүй, дараа нь зөвхөн ерөнхий мөчлөгийн экзоген бүрэлдэхүүн хэсэг, өөрөөр хэлбэл. мантиас дэлхийн царцдас руу орж ирж буй бодисын урсгалыг тооцохгүйгээр. Бодисын геологийн том эргэлтийн экзоген бүрэлдэхүүн хэсэг нь дэлхийн гадаргуугийн денудацийн тасралтгүй үйл явц юм.
Хуудас 1
Геологийн мөчлөг (байгаль дахь бодисын том эргэлт) нь хөдөлгөгч хүч нь экзоген ба эндоген геологийн процессууд болох бодисын эргэлт юм.
Геологийн мөчлөг нь бодисын эргэлт бөгөөд түүний хөдөлгөгч хүч нь экзоген ба эндоген геологийн процесс юм.
Геологийн мөчлөгийн хил хязгаар нь биосферийн хил хязгаараас хамаагүй өргөн байдаг. Хамгийн гол нь амьд организмууд энэ мөчлөгийн үйл явцад хоёрдогч үүрэг гүйцэтгэдэг.
Тиймээс бодисын геологийн эргэлт нь амьд организмын оролцоогүйгээр явагддаг бөгөөд шим мандал болон дэлхийн гүн давхаргын хооронд бодисыг дахин хуваарилдаг.
Геологийн мөчлөгийн том мөчлөгт хамгийн чухал үүрэг бол биосфер ба техносферийн аль алиных нь аль алиных нь жижиг циклүүд бөгөөд энэ үед бодис нь геохимийн том урсгалаас удаан хугацаагаар тасарч, синтезийн төгсгөлгүй мөчлөгт хувирдаг. задрал.
Геологийн мөчлөгийн том мөчлөгт хамгийн чухал үүрэг бол биосфер ба техносферийн аль алиных нь аль алиных нь жижиг циклүүд бөгөөд энэ үед бодис нь геохимийн том урсгалаас удаан хугацаагаар тасарч, синтезийн төгсгөлгүй мөчлөгт хувирдаг. задрал.
Энэ нүүрстөрөгч нь удаан геологийн мөчлөгт оролцдог.
Энэ нүүрстөрөгч нь удаан геологийн мөчлөгт оролцдог. Дэлхий дээрх амьдрал ба агаар мандлын хийн тэнцвэрт байдал нь жижиг (биоген) мөчлөгт оролцдог ургамлын (5 10 тн) болон амьтны (5 109 тн) эдэд агуулагдах харьцангуй бага хэмжээний нүүрстөрөгчөөр хангадаг. Гэсэн хэдий ч одоогийн байдлаар хүн төрөлхтөн бодис, түүний дотор нүүрстөрөгчийн эргэлтийг эрчимтэй хааж байна. Жишээлбэл, бүх гэрийн тэжээвэр амьтдын нийт биомасс нь хуурай газрын бүх зэрлэг амьтдын биомассаас аль хэдийн давсан гэсэн тооцоо байдаг. Таримал ургамлын талбай нь байгалийн биогеоценозын бүс нутагт ойртож байгаа бөгөөд олон соёлын экосистем нь бүтээмжээрээ байгалийнхаас хамаагүй давуу бөгөөд хүний тасралтгүй нэмэгдсээр байна.
Цаг хугацаа, орон зайн хувьд хамгийн өргөн хүрээтэй нь бодисын геологийн эргэлт гэж нэрлэгддэг.
Байгаль дахь бодисын эргэлтийн 2 төрөл байдаг: их хэмжээний буюу геологийн бодисын эргэлт нь газар ба далай; жижиг эсвэл биологийн - хөрс, ургамлын хооронд.
Ургамлын хөрснөөс гаргаж авсан ус нь уурын төлөвт агаар мандалд орж, дараа нь хөргөж, өтгөрч, хур тунадас хэлбэрээр хөрс эсвэл далай руу буцдаг. Геологийн усны эргэлт нь газар болон усан сангийн ёроолд хатуу хурдас механик дахин хуваарилалт, тунадас, хуримтлал, түүнчлэн хөрс, чулуулгийг механик аргаар устгах үйл явцыг хангадаг. Гэсэн хэдий ч усны химийн үйл ажиллагаа нь амьд организм эсвэл тэдгээрийн бодисын солилцооны бүтээгдэхүүний оролцоотойгоор явагддаг. Байгалийн ус нь хөрс шиг нарийн төвөгтэй биоинерт бодис юм.
Хүний геохимийн үйл ажиллагаа нь цар хүрээний хувьд биологи, геологийн үйл явцтай харьцуулах боломжтой болж байна. Геологийн мөчлөгт денудацийн холбоос огцом нэмэгддэг.
Ерөнхий шинж чанар, биологийн үндсэн ул мөр үлдээдэг хүчин зүйл. Үүний зэрэгцээ геологийн усны эргэлт нь эдгээр бүх элементүүдийг сүйрч буй газрын давхаргаас далайн сав газар руу угаахыг тасралтгүй хичээдэг. Тиймээс газрын доторх ургамлын гаралтай хүнсний элементүүдийг хадгалахын тулд тэдгээрийг усанд бүрэн уусдаггүй хэлбэрт шилжүүлэхийг шаарддаг. Энэ шаардлагыг амьд органик бодисоор хангадаг.
Дэлхий дээрх бүх бодисууд эргэлтэнд ордог. Нарны энерги нь дэлхий дээрх бодисын хоёр мөчлөгийг үүсгэдэг. том (геологи, биосфер)Тэгээд жижиг (биологийн).
Биосфер дахь бодисын том эргэлт нь хоёр чухал цэгээр тодорхойлогддог: энэ нь дэлхийн геологийн хөгжлийн туршид явагддаг бөгөөд биосферийн цаашдын хөгжилд тэргүүлэх үүрэг гүйцэтгэдэг орчин үеийн гаригийн үйл явц юм.
Геологийн мөчлөг нь чулуулаг үүсэх, устах, дараа нь устгалын бүтээгдэхүүн болох задрал материал, химийн элементүүдийн хөдөлгөөнтэй холбоотой юм. Газар, усны гадаргуугийн дулааны шинж чанар нь эдгээр үйл явцад чухал үүрэг гүйцэтгэсэн бөгөөд одоо ч тоглож байна: нарны цацрагийг шингээх, тусгах, дулаан дамжуулалт, дулааны багтаамж. Дэлхийн гадаргуугийн тогтворгүй гидротермаль горим нь гаригийн агаар мандлын эргэлтийн системтэй хамт дэлхийн хөгжлийн эхний үе шатанд эндоген процессын хамт тив, далай, орчин үеийн үүсэхтэй холбоотой байсан бодисын геологийн эргэлтийг тодорхойлсон. геосфер. Биосфер бий болсноор организмын хаягдал бүтээгдэхүүн томоохон мөчлөгт орсон. Геологийн мөчлөг нь амьд организмыг шим тэжээлээр хангаж, тэдгээрийн оршин тогтнох нөхцөлийг ихээхэн тодорхойлдог.
Химийн үндсэн элементүүдлитосфер: хүчилтөрөгч, цахиур, хөнгөн цагаан, төмөр, магни, натри, кали болон бусад - дээд мантийн гүн хэсгээс литосферийн гадаргуу руу дамждаг томоохон мөчлөгт оролцдог. Магмын талсжих явцад үүссэн магмын чулуулаг нь дэлхийн гүнээс литосферийн гадаргуу дээр ирж, шим мандлын задрал, өгөршилд ордог. Цаг уурын бүтээгдэхүүн нь хөдөлгөөнт байдалд орж, ус, салхины нөлөөгөөр рельефийн нам дор газар руу зөөгдөж, гол мөрөн, далайд нэвтэрч, тунамал чулуулгийн зузаан давхарга үүсгэдэг бөгөөд энэ нь цаг хугацааны явцад температур, даралт ихэссэн газарт гүн рүү унаж, метаморфозд ордог. , өөрөөр хэлбэл "дахин хайлсан". Энэ хайлах үед дэлхийн царцдасын дээд давхрага руу орж, дахин бодисын эргэлтэнд ордог шинэ метаморф чулуулаг гарч ирдэг. (будаа.).
Хялбар хөдөлгөөнт бодисууд - гаригийн агаар мандал, гидросферийг бүрдүүлдэг хий, байгалийн ус нь хамгийн эрчимтэй, хурдан эргэлтэнд ордог. Литосферийн материал илүү удаан эргэлддэг. Ерөнхийдөө аливаа химийн элементийн эргэлт бүр нь дэлхий дээрх бодисын ерөнхий том эргэлтийн нэг хэсэг бөгөөд тэдгээр нь бүгд хоорондоо нягт холбоотой байдаг. Энэхүү мөчлөгт шим мандлын амьд бодис нь шим мандалд тасралтгүй эргэлддэг химийн элементүүдийг дахин хуваарилах, гадаад орчноос организмд, дахин гадаад орчинд шилжих асар их ажлыг гүйцэтгэдэг.
Бодисын жижиг буюу биологийн эргэлт- Энэ
ургамал, амьтан, мөөгөнцөр, бичил биетэн, хөрсний хоорондох бодисын эргэлт. Биологийн мөчлөгийн мөн чанар нь хоёр эсрэг тэсрэг боловч харилцан уялдаатай үйл явц болох органик бодисыг бий болгох, тэдгээрийг устгахад оршдог. Органик бодис үүсэх эхний үе шат нь ногоон ургамлын фотосинтез, өөрөөр хэлбэл нарны энергийг ашиглан нүүрстөрөгчийн давхар исэл, ус, энгийн эрдэс бодисоос амьд бодис үүсэхтэй холбоотой юм. Ургамал (үйлдвэрлэгчид) хүхэр, фосфор, кальци, кали, магни, марганец, цахиур, хөнгөн цагаан, цайр, зэс болон бусад элементүүдийн молекулуудыг хөрсөөс уусмал хэлбэрээр гаргаж авдаг. Өвс тэжээлт амьтад (эхний эрэмбийн хэрэглэгчид) эдгээр элементүүдийн нэгдлүүдийг ургамлын гаралтай хүнсний хэлбэрээр шингээдэг. Махчин амьтад (II эрэмбийн хэрэглэгчид) өвсөн тэжээлт амьтдаар хооллож, уураг, өөх тос, амин хүчил болон бусад бодисыг багтаасан илүү нарийн бүтэцтэй хоол хүнс хэрэглэдэг. Үхсэн ургамал, амьтны үлдэгдлийг бичил биетээр (задруулагч) устгах явцад энгийн эрдсийн нэгдлүүд хөрс, усны орчинд орж, ургамалд шингээж авах боломжтой болж, биологийн мөчлөгийн дараагийн шат эхэлдэг. (Зураг 33).
Ноосферийн үүсэл хөгжил
Дэлхий дээрх органик ертөнцийн хувьсал хэд хэдэн үе шатыг туулсан. Эхнийх нь биосфер дахь бодисын биологийн мөчлөг үүссэнтэй холбоотой юм. Хоёр дахь нь олон эсийн организм үүсэхтэй хамт байв. Эдгээр хоёр үе шатыг биогенез гэж нэрлэдэг Гурав дахь үе шат нь хүний нийгэм үүсэхтэй холбоотой бөгөөд түүний нөлөөн дор орчин үеийн нөхцөлд биосферийн хувьсал үүсч, шалтгааны хүрээ - ноосфер (грек хэлнээс) болж хувирдаг. - оюун ухаан, - бөмбөг). Ноосфер бол хүний ухаалаг үйл ажиллагаа нь түүний хөгжлийг тодорхойлдог гол хүчин зүйл болох биосферийн шинэ төлөв юм. "Ноосфер" гэсэн нэр томъёог Э.Лерой нэвтрүүлсэн. В.И.Вернадский ноосферийн сургаалыг гүнзгийрүүлэн хөгжүүлсэн. Тэрээр: "Ноосфер бол манай гаригийн геологийн шинэ үзэгдэл бөгөөд үүний дотор хүн геологийн томоохон хүч болдог." В.И.Вернадский ноосферийг бий болгоход шаардлагатай урьдчилсан нөхцөлүүдийг тодорхойлсон: 1. Хүн төрөлхтөн нэг цогц болсон 2. Хүмүүсийн бодит тэгш байдал 5 Шинэ төрлийн эрчим хүчний хэрэглээ. 6. Дайныг нийгмийн амьдралаас хасах. Эдгээр урьдчилсан нөхцөлийг бий болгох нь 20-р зуунд шинжлэх ухааны сэтгэлгээний тэсрэлтийн үр дүнд боломжтой болсон.
Сэдэв – 6. Байгаль – хүн: системчилсэн хандлага.Лекцийн зорилго: Экологийн системийн постулатуудын талаар цогц ойлголтыг бий болгох.
Үндсэн асуултууд: 1. Систем ба нийлмэл биосистемийн тухай ойлголт 2. Биологийн системийн онцлог 3. Системийн постулатууд: Бүх нийтийн холболтын хууль, Б.Коммонерийн экологийн хуулиуд, Их тооны хууль, Ле Шательегийн зарчим. байгаль дахь эргэх холбоо ба амьд материйн тогтмол байдлын хууль 4. “Байгаль-хүн”, “хүн-эдийн засаг-био-орчин” систем дэх харилцан үйлчлэлийн загвар.
Экологийн тогтолцоо нь экологийн гол объект юм. Экологи нь мөн чанарын хувьд системтэй бөгөөд онолын хэлбэрээрээ системийн ерөнхий онолтой ойролцоо байдаг. Системийн ерөнхий онолын дагуу систем нь салшгүй шинж чанар нь системийн хэсгүүдийн (элементүүдийн) харилцан үйлчлэлээр тодорхойлогддог хэсгүүдийн бодит буюу төсөөлж болохуйц цуглуулга юм. Бодит амьдрал дээр систем гэдэг нь өгөгдсөн функцийг гүйцэтгэхийн тулд ямар нэг хэлбэрийн тогтмол харилцан үйлчлэл, харилцан хамаарлаар нэгдсэн объектуудын цуглуулга гэж тодорхойлогддог. Материалд тодорхой шатлалууд байдаг - орон зай-цаг хугацааны захирагдах дараалал, тогтолцооны төвөгтэй байдал. Манай дэлхийн бүх олон янз байдлыг дараалан бий болсон гурван шатлалын хэлбэрээр үзүүл. Энэ бол үндсэн, байгалийн, физик-хими-биологийн (F, X, B) шатлал ба түүний үндсэн дээр үүссэн хоёрдогч шатлал, нийгмийн (S) ба техникийн (T) шатлал юм. Нийт санал хүсэлтийн хамгийн сүүлийнх байх нь үндсэн шатлалд тодорхой хэмжээгээр нөлөөлдөг. Янз бүрийн шатлалын системийг нэгтгэх нь системүүдийн "холимог" ангилалд хүргэдэг. Ийнхүү шатлалын физик-химийн хэсгээс (F, X - "орчин") шаталсан биологийн хэсгийн амьд системүүдтэй (B - "биота") хосолсон системүүд нь холимог ангиллын системд хүргэдэг. байгаль орчин.Шатлалын системүүдийн хослол C
("хүн") ба T ("технологи") нь эдийн засгийн ангилалд хүргэдэг, эсвэл техник, эдийн засгийн,системүүд 
Цагаан будаа. . Материалын системийн шатлал:
F, X - физик, химийн, B - биологийн, S - нийгмийн, T - техникийн
Диаграммд үзүүлсэн технологи, технологийн (техногенез) зуучлагдсан хүний нийгмийн байгальд үзүүлэх нөлөө нь байгалийн тогтолцооны бүх шатлалд хамаарах нь тодорхой байх ёстой: доод салбар - абиотик орчинд, дээд хэсэг - байгаль орчинд. биосферийн биота. Доор бид энэхүү харилцан үйлчлэлийн байгаль орчин, техник эдийн засгийн талуудын хоорондын уялдаа холбоог авч үзэх болно.
Бүх систем нь нийтлэг шинж чанартай байдаг:
1. Систем бүр өөрийн гэсэн онцлогтой бүтэц,системийн элементүүдийн хоорондын орон зайн цаг хугацааны холбоо буюу харилцан үйлчлэлийн хэлбэрээр тодорхойлогддог. Бүтцийн дараалал нь өөрөө системийн зохион байгуулалтыг тодорхойлдоггүй. Системийг дуудаж болно зохион байгуулалттай,хэрэв түүний оршин тогтнох нь зарим функциональ (тодорхой ажил гүйцэтгэх) бүтцийг хадгалахад зайлшгүй шаардлагатай, эсвэл эсрэгээр ийм бүтцийн үйл ажиллагаанаас хамаарна.
2. дагуу шаардлагатай олон талт байдлын зарчимсистем нь бие даасан шинж чанаргүй ижил элементүүдээс бүрдэх боломжгүй. Төрөл бүрийн доод хязгаар нь дор хаяж хоёр элемент (протон ба электрон, уураг ба нуклейн хүчил, "тэр" ба "тэр"), дээд хязгаар нь хязгааргүй юм. Олон талт байдал нь системийн хамгийн чухал мэдээллийн шинж чанар юм. Энэ нь олон төрлийн элементийн тооноос ялгаатай бөгөөд хэмжиж болно 3. Системийн шинж чанарыг зөвхөн түүний хэсгүүдийн шинж чанарт үндэслэн ойлгох боломжгүй. Шийдвэрлэх зүйл бол элементүүдийн хоорондын харилцан үйлчлэл юм. Угсрахаас өмнө машины бие даасан хэсгүүдийг хараад түүний ажиллагааг дүгнэх боломжгүй юм. Мөөгөнцөр, замагны зарим хэлбэрийг тусад нь судалснаар хаг хэлбэрээр тэдний симбиоз байгаа эсэхийг урьдчилан таамаглах боломжгүй юм. Бие махбодид үзүүлэх хоёр ба түүнээс дээш өөр хүчин зүйлийн нийлмэл нөлөө нь тэдгээрийн салангид нөлөөллийн нийлбэрээс бараг үргэлж ялгаатай байдаг. Системийн шинж чанарыг түүний бүрдэх бие даасан элементүүдийн шинж чанаруудын нийлбэрт бууруулахгүй байх зэрэг нь дараахь зүйлийг тодорхойлдог. үүсэхсистемүүд.
4. Системийг тусгаарлах нь түүний ертөнцийг систем өөрөө болон хүрээлэн буй орчин гэсэн хоёр хэсэгт хуваадаг. Байгаль орчинтой бодис, энерги, мэдээлэл солилцох (байхгүй) байдлаас хамааран дараахь зүйлийг хийх боломжтой. тусгаарлагдсансистемүүд (солилцоо хийх боломжгүй); хаалттайсистем (бодисын солилцоо боломжгүй); нээлттэйсистемүүд (бодис ба энерги солилцох боломжтой). Эрчим хүчний солилцоо нь мэдээллийн солилцоог тодорхойлдог. Амьд байгальд зөвхөн нээлттэй байдаг динамикдотоод элементүүд болон хүрээлэн буй орчны элементүүдийн хооронд бодис, энерги, мэдээллийн дамжуулалт явагддаг системүүд. Вирусаас эхлээд шим мандал хүртэлх аливаа амьд систем бол нээлттэй динамик систем юм.
5. Систем дэх дотоод харилцан үйлчлэл нь гадаадаас давамгайлах, системийн гадаад хүчин зүйлээс хамааралгүй байдал.
үйлдлүүд үүнийг тодорхойлдог өөрийгөө хамгаалах чадварзохион байгуулалт, тэсвэр тэвчээр, тогтвортой байдлын чанаруудын ачаар. Системд үзүүлэх гадны нөлөө нь түүний дотоод харилцан үйлчлэлийн хүч чадал, уян хатан чанараас давж, эргэлт буцалтгүй өөрчлөлтөд хүргэдэг.
мөн системийн үхэл. Динамик системийн тогтвортой байдал нь түүний тасралтгүй гүйцэтгэдэг гадаад циклийн ажилаар хадгалагддаг. Энэ нь энергийн урсгал болон хувиргалтыг шаарддаг. сэдэв. Системийн гол зорилго болох өөрийгөө хамгаалах (өөрийгөө нөхөн үржихүйн замаар) хүрэх магадлалыг түүний хувьд тодорхойлдог. боломжит үр ашиг.
6. Системийн цаг хугацааны үйлдлийг түүний гэж нэрлэдэг зан байдал.Гадны хүчин зүйлийн нөлөөгөөр зан үйлийн өөрчлөлтийг гэж нэрлэдэг урвалсистем, бүтцийн өөрчлөлттэй холбоотой системийн урвалын өөрчлөлт нь зан төлөвийг тогтворжуулахад чиглэгддэг. төхөөрөмж,эсвэл дасан зохицох.Системийн бүтэц, холболтын дасан зохицох өөрчлөлтийг цаг хугацааны явцад нэгтгэх нь түүний боломжит үр ашгийг нэмэгдүүлэх явдал юм. хөгжил,эсвэл хувьсал,системүүд. Байгальд бүх материаллаг систем үүсч, оршин тогтнох нь хувьслын үр дүнд бий болсон. Динамик системүүд нь илүү магадлалаас бага магадлалтай зохион байгуулалт руу чиглэсэн чиглэлд хөгждөг, өөрөөр хэлбэл. хөгжил нь зохион байгуулалтын нарийн төвөгтэй байдал нэмэгдэх замыг дагаж ба
системийн бүтцэд дэд системүүд үүсэх. Байгалийн хувьд энгийн урвалаас эхлээд дэлхийн хувьсал хүртэлх системийн зан үйлийн бүх хэлбэрүүд ихээхэн ач холбогдолтой байдаг шугаман бус.Нарийн төвөгтэй системүүдийн хувьслын чухал шинж чанар юм
тэгш бус байдал, нэг хэвийн бус байдал.Бага зэргийн өөрчлөлтүүд аажмаар хуримтлагдах үе нь заримдаа системийн шинж чанарыг эрс өөрчилдөг чанарын огцом үсрэлтээр тасалддаг. Тэдгээр нь ихэвчлэн гэж нэрлэгддэг зүйлтэй холбоотой байдаг салаалсан цэгүүд- хуваагдал, хувьслын өмнөх замыг хуваах. Салах цэг дэх замыг нэг юмуу өөр үргэлжлүүлэх сонголт нь бөөмс, бодис, организм, нийгэмлэгийн шинэ ертөнц үүсч, цэцэглэн хөгжих, эсвэл эсрэгээр системийн үхэл хүртэл маш их зүйлээс хамаарна. Шийдвэрлэх системүүдийн хувьд ч гэсэн сонголтын үр дүн нь ихэвчлэн урьдчилан таамаглах боломжгүй байдаг бөгөөд салаалах цэг дээрх сонголтыг өөрөө санамсаргүй импульсээр тодорхойлж болно. Аливаа бодит системийг ямар нэгэн материаллаг ижил төстэй байдал эсвэл бэлгэдлийн дүрс хэлбэрээр төлөөлж болно, i.e. аналог эсвэл тэмдэг тус тусад нь системийн загвар.Загварчлал нь систем дэх харилцааг тодорхой хэмжээгээр хялбарчлах, албан ёсны болгох замаар зайлшгүй дагалддаг. Энэ албан ёсны байж болно
логик (шалтгаан-үр дагаврын) ба/эсвэл математик (функциональ) харилцааны хэлбэрээр хэрэгждэг бөгөөд системийн нарийн төвөгтэй байдал нэмэгдэхийн хэрээр тэдгээр нь шинээр гарч ирж буй чанарыг олж авдаг. Үүний зэрэгцээ илүү энгийн системийн чанарууд хадгалагдан үлддэг. Иймээс системийн олон төрлийн чанар нь илүү төвөгтэй болох тусам нэмэгддэг (Зураг 2.2).
Цагаан будаа. 2.2. Системийн шаталсан шинж чанаруудын түвшин нэмэгдэхийн хэрээр өөрчлөгдөх загварууд (Флейшман, 1982 дагуу):
1 - олон янз байдал, 2 - тогтвортой байдал, 3 - гарч ирэх, 4 - нарийн төвөгтэй байдал, 5 - өвөрмөц бус, 6 - тархалт
Гадны нөлөөлөлтэй холбоотой үйл ажиллагааг нэмэгдүүлэхийн тулд системийн чанарыг дараах дарааллаар эрэмбэлж болно: 1 - тогтвортой байдал, 2 - хүрээлэн буй орчныг ухамсарласан найдвартай байдал (дуу чимээний дархлаа), 3 - хяналттай байх, 4 - өөрийгөө байгууллага. Энэ цувралд өмнөх чанар байгаа бол дараагийн чанар бүр нь утга учиртай болно.
Хэцүү байдал системийн бүтцийг тоогоор тодорхойлно nтүүний элементүүд ба тоо Т
тэдгээрийн хоорондын холбоо. Хэрэв аль ч системд тодорхой салангид төлөвүүдийн тоог судалж байгаа бол системийн нарийн төвөгтэй байдал ХАМТхолболтын тооны логарифмаар тодорхойлогддог.
C=lgm.(2.1)
Системүүдийг нарийн төвөгтэй байдлаар нь уламжлалт байдлаар дараах байдлаар ангилдаг: 1) мянга хүртэлх төлөвтэй систем (O) <С < 3), относятся к энгийн; 2) сая хүртэлх мужтай системүүд (3< С < 6), являют собой нарийн төвөгтэй системүүд; 3) муж улсын тоо нь саяас дээш (C > 6) системүүд гэж тодорхойлогддог маш нарийн төвөгтэй.
Бүх жинхэнэ байгалийн биосистемүүд маш нарийн төвөгтэй байдаг. Нэг вирусын бүтцэд ч гэсэн биологийн ач холбогдол бүхий молекулын төлөвийн тоо сүүлийн утгаас давсан байдаг.
Ашигт малтмал, усны томоохон геологийн эргэлт нь асар олон тооны абиотик хүчин зүйлийн нөлөөн дор явагддаг.
4.3.1. Геологийн том мөчлөгт бодисын эргэлт.
Литосферийн ялтсуудын онолоор бол дэлхийн гаднах бүрхүүл нь хэд хэдэн маш том блокоос (хавтан) тогтдог. Энэ онол нь 100-150 км зузаантай хүчирхэг литосферийн ялтсуудын хэвтээ хөдөлгөөн байдаг гэж үздэг.
Түүгээр ч барахгүй далайн дундах нурууны дотор рифт бүс гэж нэрлэгддэг. Литосферийн ялтсууд хагарч, залуу далайн царцдас үүсдэг
Энэ үзэгдлийг далайн ёроолын тархалт гэж нэрлэдэг. Ийнхүү мантийн гүнээс эрдэс бодисын урсгал гарч, залуу талст чулуулаг үүсгэдэг.
Энэ үйл явцаас ялгаатай нь далайн гүний шуудууны бүсэд эх газрын царцдасын нэг хэсэг нь нөгөө рүү байнга шахагдаж байдаг бөгөөд энэ нь хавтангийн захын хэсгийг манти руу дүрэх, өөрөөр хэлбэл нэг хэсэг нь дагалддаг. дэлхийн царцдасын хатуу бодис нь дэлхийн мантийн найрлагад ордог. Далайн гүн сувагт явагдах үйл явцыг далайн царцдасын субдукц гэж нэрлэдэг.
Дэлхий дээрх усны эргэлт тасралтгүй, хаа сайгүй ажилладаг. Усны эргэлтийн хөдөлгөгч хүч нь дулааны энерги ба таталцал юм. Дулааны нөлөөн дор ууршилт, усны уурын конденсаци болон бусад процессууд явагддаг бөгөөд энэ нь нарнаас ирж буй эрчим хүчний 50 орчим хувийг зарцуулдаг. Таталцлын нөлөөн дор - борооны дусал уналт, гол мөрний урсац, хөрс, гүний усны хөдөлгөөн. Ихэнхдээ эдгээр шалтгаанууд хамтдаа үйлчилдэг, жишээлбэл, дулааны процесс ба таталцал хоёулаа усны агаар мандлын эргэлтэд нөлөөлдөг.
4.3.2. Амьгүй байгаль дахь элементүүдийн мөчлөг
Энэ нь ус, агаарын шилжилт гэсэн хоёр аргаар явагддаг. Агаарын цагаачдад хүчилтөрөгч, устөрөгч, азот, иод орно.
Усны шилжин суурьшигчид нь хөрс, гадаргын болон гүний усанд голчлон молекул, ион хэлбэрээр нүүдэллэдэг бодисууд орно: натри, магни, хөнгөн цагаан, цахиур, фосфор, хүхэр, хлор, кали, марганец, төмөр, кобальт, никель, стронций, хар тугалга гэх мэт.Агаарт шилжин суурьшигчид мөн усанд нүүдэллэдэг давсны нэг хэсэг юм. Гэсэн хэдий ч агаарын нүүдэл нь тэдний хувьд илүү түгээмэл байдаг.
4.4 Жижиг (биологийн) мөчлөг
Биосфер дахь амьд бодисын масс харьцангуй бага байдаг. Хэрэв энэ нь дэлхийн гадаргуу дээр тархсан бол үр дүн нь зөвхөн 1.5 см-ийн давхарга юм. Манай гарагийн бусад бүрхүүлийн массаас 10-6 дахин бага массыг бүрдүүлдэг шим мандал нь зүйрлэшгүй олон төрөл зүйлтэй бөгөөд найрлага нь сая дахин хурдан шинэчлэгддэг.
Хүснэгт 4.1
Биосферийг дэлхийн бусад геосфертэй харьцуулах
*Амьд бодисыг амьдын жинд үндэслэнэ
4.4.1. Биосферийн функцууд
Биосферийн биотагийн ачаар дэлхий дээрх химийн өөрчлөлтийн зонхилох хэсэг тохиолддог. Тиймээс В.И. Вернадский амьд бодисын асар их хувиргах геологийн үүргийн тухай. Органик хувьслын явцад амьд организмууд өөрсдийн эрхтэн, эд, эс, цусаар дамжин агаар мандал, дэлхийн далайн бүх эзэлхүүн, хөрсний массын ихэнх хэсэг, эрдэс бодисын асар их массаар мянга дахин дамжсан ( өөр өөр мөчлөгийн хувьд 103-аас 105 удаа). Тэд үүнийг орхигдуулаад зогсохгүй дэлхийн байгаль орчныг өөрсдийн хэрэгцээ шаардлагад нийцүүлэн өөрчилсөн.
Нарны энергийг химийн холболтын энерги болгон хувиргах чадварынхаа ачаар ургамал болон бусад организмууд гаригийн хэмжээнд биогеохимийн хэд хэдэн үндсэн функцийг гүйцэтгэдэг.
Хийн функц. Амьд бие нь фотосинтез, амьсгалах үйл явцаар хүчилтөрөгч, нүүрстөрөгчийн давхар ислийг хүрээлэн буй орчинтой байнга солилцдог. Ургамал нь манай гаригийн геохимийн хувьсалд бууруулагч орчноос исэлдүүлэгч орчин болж хувирах, орчин үеийн агаар мандлын хийн найрлагыг бүрдүүлэхэд шийдвэрлэх үүрэг гүйцэтгэсэн. Ургамал нь орчин үеийн бүх амьд организмд хамгийн оновчтой байдаг O2 ба CO2-ийн концентрацийг хатуу хянадаг.
Төвлөрлийн функц. Амьд организмууд их хэмжээний агаар, байгалийн уусмалыг биеэрээ дамжуулснаар биогенийн шилжилт хөдөлгөөн (химийн бодисын шилжилт), химийн элементүүд болон тэдгээрийн нэгдлүүдийн концентрацийг гүйцэтгэдэг. Энэ нь органик бодисын биосинтез, шүрэн арлууд үүсэх, хясаа, араг ясыг барих, тунамал шохойн чулууны давхарга үүсэх, зарим металлын хүдрийн ордууд, далайн ёроолд төмөр-манганы зангилаа хуримтлагдах гэх мэттэй холбоотой. Биологийн хувьслын эхний үе шатууд усан орчинд явагдсан. Организмууд шингэрүүлсэн усан уусмалаас өөрт хэрэгтэй бодисыг гаргаж авч сурснаар бие дэх концентрацийг дахин дахин нэмэгдүүлдэг.
Амьд бодисын исэлдэлтийн үйл ажиллагаа нь элементүүдийн биогенийн шилжилт хөдөлгөөн, бодисын концентрацитай нягт холбоотой байдаг. Байгаль дахь олон бодис тогтвортой бөгөөд хэвийн нөхцөлд исэлдэлтэнд ордоггүй, тухайлбал молекул азот нь биогенийн хамгийн чухал элементүүдийн нэг юм. Гэвч амьд эсүүд ийм хүчирхэг катализатор буюу ферментүүдтэй тул абиотик орчинд явагдахаас хэдэн сая дахин хурдан исэлдүүлэх урвалыг гүйцэтгэх чадвартай.
Биосферийн амьд бодисын мэдээллийн функц. Анхны анхдагч амьд оршнолууд гарч ирснээр манай гариг дээр идэвхтэй (амьд) мэдээлэл гарч ирсэн бөгөөд энэ нь бүтцийн энгийн тусгал болох "үхсэн" мэдээллээс ялгаатай байв. Организмууд энергийн урсгалыг идэвхтэй молекулын бүтэцтэй хослуулан мэдээлэл олж авах чадвартай болж, програмын үүрэг гүйцэтгэдэг. Молекулын мэдээллийг хүлээн авах, хадгалах, боловсруулах чадвар нь байгальд хурдацтай хувьсан өөрчлөгдөж, экологийн тогтолцоог бүрдүүлэгч хамгийн чухал хүчин зүйл болжээ. Биотагийн генетикийн мэдээллийн нийт нийлүүлэлтийг 1015 бит гэж тооцдог. Дэлхийн биотагийн бүх эс дэх метаболизм, энергитэй холбоотой молекулын мэдээллийн урсгалын нийт хүч нь 1036 бит / с хүрдэг (Горшков нар, 1996).
4.4.2. Биологийн мөчлөгийн бүрэлдэхүүн хэсгүүд.
Биологийн мөчлөг нь биосферийн бүх бүрэлдэхүүн хэсгүүдийн хооронд (хөрс, агаар, ус, амьтан, бичил биетэн гэх мэт) явагддаг. Энэ нь амьд организмын зайлшгүй оролцоотойгоор үүсдэг.
Биосферт хүрч буй нарны цацраг нь жилд ойролцоогоор 2.5 * 1024 Ж эрчим хүчийг дамжуулдаг. Үүний зөвхөн 0.3% нь фотосинтезийн явцад шууд органик бодисын химийн бондын энерги болж хувирдаг, өөрөөр хэлбэл. биологийн мөчлөгт оролцдог. Дэлхий дээр унасан нарны энергийн 0.1 - 0.2% нь цэвэр анхдагч үйлдвэрлэлд агуулагддаг. Энэхүү энергийн цаашдын хувь тавилан нь хүнсний органик бодисыг трофик гинжээр дамжихтай холбоотой юм.
Биологийн мөчлөгийг нөхцөлт байдлаар харилцан уялдаатай бүрэлдэхүүн хэсгүүдэд хувааж болно: бодисын эргэлт ба энергийн эргэлт.
4.4.3. Эрчим хүчний эргэлт. Биосфер дахь энергийн өөрчлөлт
Экосистемийг эрчим хүч, бодис, мэдээллийг тасралтгүй солилцдог амьд организмын цуглуулга гэж тодорхойлж болно. Эрчим хүчийг ажил хийх чадвар гэж тодорхойлж болно. Эрчим хүчний шинж чанар, түүний дотор экосистем дэх энергийн хөдөлгөөнийг термодинамикийн хуулиар тодорхойлдог.
Термодинамикийн 1-р хууль буюу энерги хадгалагдах хуулинд энерги алга болдоггүй, шинээр бий болдоггүй, зөвхөн нэг хэлбэрээс нөгөөд шилждэг гэж заасан байдаг.
Термодинамикийн хоёр дахь хууль нь хаалттай системд энтропи зөвхөн өсөх боломжтой гэж заасан байдаг. Экосистем дэх энергийн хувьд дараахь томъёолол тохиромжтой: энерги нь төвлөрсөн хэлбэрээс тархсан хэлбэрт шилжих, өөрөөр хэлбэл доройтсон тохиолдолд эрчим хүчийг хувиргах үйл явц аяндаа явагдах боломжтой. Ашиглах боломжгүй болсон эрчим хүчний хэмжигдэхүүн эсвэл эрчим хүчний доройтлын үед үүсэх дарааллын өөрчлөлтийн хэмжүүр нь энтропи юм. Системийн дараалал өндөр байх тусам энтропи бага байна.
Өөрөөр хэлбэл, амьд бодис нь орон зай, нарны энергийг хүлээн авч, дэлхийн үйл явцын (химийн, механик, дулаан, цахилгаан) энерги болгон хувиргадаг. Энэ энерги болон органик бус бодисыг шим мандал дахь бодисын тасралтгүй эргэлтэнд оролцуулдаг. Биосфер дахь энергийн урсгал нь нэг чиглэлтэй байдаг - нарнаас ургамал (автотрофууд) дамжин амьтдад (гетеротрофууд). Байгаль орчны байнгын чухал үзүүлэлтүүд (гомеостаз) бүхий тогтвортой байдалд байгаа байгалийн хөндөгдөөгүй экосистемүүд нь хамгийн эмх цэгцтэй систем бөгөөд хамгийн бага энтропиээр тодорхойлогддог.
4.4.4. Амьд байгаль дахь бодисын эргэлт
Амьд бодис үүсэх, задрах нь нэг процессын хоёр тал бөгөөд үүнийг химийн элементүүдийн биологийн мөчлөг гэж нэрлэдэг. Амьдрал бол организм ба хүрээлэн буй орчны хоорондох химийн элементүүдийн мөчлөг юм.
Циклийн шалтгаан нь организмын биеийг бий болгодог элементүүдийн хязгаарлагдмал тоо юм. Организм бүр амьдрахад шаардлагатай бодисыг хүрээлэн буй орчноос гаргаж аваад ашиглагдаагүйг нь буцааж өгдөг. Энэ тохиолдолд:
Зарим организм эрдэс бодисыг хүрээлэн буй орчноос шууд хэрэглэдэг;
бусад нь эхлээд боловсруулсан, тусгаарлагдсан бүтээгдэхүүнийг хэрэглэдэг;
гуравдугаарт - хоёрдугаарт гэх мэт бодисууд байгальд анхны төлөвтөө буцаж орох хүртэл.
Биосферт бие биенийхээ хаягдал бүтээгдэхүүнийг ашиглах чадвартай янз бүрийн организмууд зэрэгцэн орших хэрэгцээ нь тодорхой байна. Бид бараг хаягдалгүй биологийн үйлдвэрлэлийг харж байна.
Амьд организм дахь бодисын эргэлтийг дөрвөн процесс болгон бууруулж болно.
1. Фотосинтез. Фотосинтезийн үр дүнд ургамал нарны энергийг шингээж, хуримтлуулж, органик бодис - анхдагч биологийн бүтээгдэхүүн - болон органик бус бодисоос хүчилтөрөгчийг нэгтгэдэг. Биологийн анхдагч бүтээгдэхүүн нь маш олон янз байдаг - тэдгээр нь нүүрс ус (глюкоз), цардуул, эслэг, уураг, өөх тос агуулдаг.
Хамгийн энгийн нүүрс ус (глюкоз) -ын фотосинтезийн схем нь дараахь схемтэй байна.
Энэ үйл явц нь зөвхөн өдрийн цагаар тохиолддог бөгөөд ургамлын массын өсөлт дагалддаг.
Дэлхий дээр жил бүр фотосинтезийн үр дүнд 100 орчим тэрбум тонн органик бодис үүсч, 200 орчим тэрбум тонн нүүрстөрөгчийн давхар исэл шингэж, ойролцоогоор 145 тэрбум тонн хүчилтөрөгч ялгардаг.
Фотосинтез нь дэлхий дээр амьдрал оршин тогтнохыг баталгаажуулахад шийдвэрлэх үүрэг гүйцэтгэдэг. Түүний дэлхий дахины ач холбогдлыг минималист зарчмын дагуу термодинамик үйл явц дахь энерги нь задрахгүй, харин хуримтлуулдаг цорын ганц процесс бол фотосинтез гэж тайлбарладаг.
Уураг үүсгэхэд шаардлагатай амин хүчлийг нэгтгэснээр ургамал бусад амьд организмаас харьцангуй бие даасан оршин тогтнох боломжтой. Энэ нь ургамлын автотрофи (хоол тэжээлийн бие даасан байдал) илэрдэг. Үүний зэрэгцээ ургамлын ногоон масс, фотосинтезийн явцад үүссэн хүчилтөрөгч нь дараагийн бүлгийн амьд организмууд болох амьтан, бичил биетний амьдралыг дэмжих үндэс суурь болдог. Энэ нь энэ бүлгийн организмын гетеротрофийг харуулж байна.
2. Амьсгалах. Энэ үйл явц нь фотосинтезийн урвуу үйл явц юм. Бүх амьд эсүүдэд тохиолддог. Амьсгалын явцад органик бодисууд хүчилтөрөгчөөр исэлдэж, нүүрстөрөгчийн давхар исэл, ус үүсч, энерги ялгардаг.
3. Автотроф ба гетеротроф организмын хоорондох хүнсний (трофик) холбоо. Энэ тохиолдолд энерги ба бодисууд нь хүнсний гинжин хэлхээний холбоосуудын дагуу дамждаг бөгөөд үүнийг бид өмнө нь илүү нарийвчлан авч үзсэн.
4. Транспирацийн үйл явц. Биологийн мөчлөгийн хамгийн чухал үйл явцын нэг.
Үүнийг схемийн дагуу дараах байдлаар дүрсэлж болно. Ургамал хөрсний чийгийг үндсээр нь шингээдэг. Үүний зэрэгцээ тэд усанд ууссан эрдэс бодисыг хүлээн авч, шингээж, чийг нь хүрээлэн буй орчны нөхцөл байдлаас шалтгаалан их бага эрчимтэй ууршдаг.
4.4.5. Биогеохимийн мөчлөг
Геологи ба биологийн мөчлөгүүд хоорондоо холбоотой байдаг - тэдгээр нь биогеохимийн мөчлөг (BGCC) гэж нэрлэгддэг бодисын эргэлтийг бий болгодог нэг процесс хэлбэрээр оршдог. Элементүүдийн энэ мөчлөг нь экосистем дэх органик бодисын нийлэгжилт, задралын улмаас үүсдэг (Зураг 4.1) Биосферийн бүх элементүүд БГК-д оролцдоггүй, зөвхөн биоген байдаг. Амьд организмууд нь тэдгээрээс бүрддэг бөгөөд эдгээр элементүүд нь олон тооны урвалд орж, амьд организмд тохиолддог үйл явцад оролцдог. Биосфер дахь амьд бодисын нийт масс нь дараахь үндсэн биоген элементүүдээс бүрдэнэ: хүчилтөрөгч - 70%, нүүрстөрөгч - 18%, устөрөгч - 10.5%, кальци - 0.5%, кали - 0.3%, азот - 0, 3%, (хүчилтөрөгч, устөрөгч, азот, нүүрстөрөгч нь бүх ландшафтуудад байдаг бөгөөд амьд организмын үндэс суурь болдог - 98%).
Химийн элементүүдийн биоген шилжилтийн мөн чанар.
Тиймээс биосферт бодисын биогенийн мөчлөг (өөрөөр хэлбэл организмын амин чухал үйл ажиллагаанаас үүдэлтэй мөчлөг) ба нэг чиглэлтэй энергийн урсгал байдаг. Химийн элементүүдийн биоген шилжилтийг үндсэндээ хоёр эсрэг үйл явцаар тодорхойлдог.
1. Нарны энергийн нөлөөгөөр хүрээлэн буй орчны элементүүдээс амьд бодис үүсэх.
2. Органик бодисыг устгах, энерги ялгарах дагалддаг. Энэ тохиолдолд эрдэс бодисын элементүүд нь амьд организмд дахин дахин орж, улмаар нарийн төвөгтэй органик нэгдлүүдийн нэг хэсэг болж, улмаар сүүлчийнх нь устах үед дахин эрдэс хэлбэрийг олж авдаг.
Амьд организмын нэг хэсэг боловч биогенийн ангилалд хамаарахгүй элементүүд байдаг. Ийм элементүүдийг организм дахь жингийн хувиар нь ангилдаг.
Макроэлементүүд - массын дор хаяж 10-2% -ийг эзэлдэг;
Микроэлементүүд - массын 9*10-3-аас 1*10-3% хүртэл бүрэлдэхүүн хэсгүүд;
Хэт микроэлементүүд - массын 9 * 10-6% -иас бага;
Биосферийн бусад химийн элементүүдийн дунд шим тэжээлийн байр суурийг тодорхойлохын тулд экологид хүлээн зөвшөөрөгдсөн ангиллыг авч үзье. Биосферт тохиолддог үйл явцын үйл ажиллагааны дагуу бүх химийн элементүүдийг 6 бүлэгт хуваадаг.
Эрхэмсэг хий - гелий, неон, аргон, криптон, ксенон. Инерцийн хий нь амьд организмын нэг хэсэг биш юм.
Эрхэм металлууд - рутени, радий, палладий, осми, иридиум, цагаан алт, алт. Эдгээр металлууд нь дэлхийн царцдасын нэгдэл бараг үүсгэдэггүй.
Цикл буюу биоген элементүүд (тэдгээрийг мөн нүүдлийн гэж нэрлэдэг). Дэлхийн царцдас дахь биогенийн элементүүдийн энэ бүлэг нь нийт массын 99.7%, үлдсэн 5 бүлэг нь 0.3% -ийг эзэлдэг. Тиймээс элементүүдийн дийлэнх хэсэг нь газарзүйн дугтуйнд эргэлддэг шилжин суурьшигчид бөгөөд идэвхгүй элементүүдийн хэсэг нь маш бага байдаг.
Чөлөөт атомуудын давамгайллаар тодорхойлогддог тархсан элементүүд. Тэд химийн урвалд ордог боловч тэдгээрийн нэгдлүүд нь дэлхийн царцдасаас ховор байдаг. Тэд хоёр дэд бүлэгт хуваагдана. Эхнийх нь - рубидий, цезий, ниобий, тантал нь дэлхийн царцдасын гүнд нэгдлүүдийг үүсгэдэг бөгөөд гадаргуу дээр тэдгээрийн эрдэс бодисууд устдаг. Хоёр дахь нь - иод, бром - зөвхөн гадаргуу дээр урвалд ордог.
Цацраг идэвхт элементүүд - полони, радон, радий, уран, нептун, плутони.
Газрын ховор элемент - иттрий, самари, европиум, тулий гэх мэт.
Жилийн туршид биохимийн мөчлөгүүд 480 тэрбум тонн бодисыг хөдөлгөдөг.
V.I. Вернадский химийн элементүүдийн биоген шилжилтийн мөн чанарыг тайлбарласан биогеохимийн гурван зарчмыг томъёолсон.
Биосфер дахь химийн элементүүдийн биоген нүүдэл нь түүний хамгийн их илрэлийг үргэлж хичээдэг.
Геологийн цаг хугацааны туршид зүйлийн хувьсал нь амьдралын тогтвортой хэлбэрийг бий болгоход хүргэдэг бөгөөд атомын биогенийн шилжилт хөдөлгөөнийг нэмэгдүүлэх чиглэлд явагддаг.
Амьд бодис нь хүрээлэн буй орчинтойгоо тасралтгүй химийн солилцоонд ордог бөгөөд энэ нь биосферийг сэргээж, хадгалж байдаг хүчин зүйл юм.
Эдгээр элементүүдийн зарим нь шим мандалд хэрхэн хөдөлж байгааг авч үзье.
Нүүрстөрөгчийн эргэлт. Биотик мөчлөгийн гол оролцогч нь органик бодисын үндэс болох нүүрстөрөгч юм. Нүүрстөрөгчийн эргэлт нь фотосинтезийн процессоор дамжин амьд бодис ба агаар мандлын нүүрстөрөгчийн давхар ислийн хооронд явагддаг. Үүнийг өвсөн тэжээлт амьтдын хоол хүнснээс, махчин амьтдын өвсөн тэжээлт амьтнаас авдаг. Амьсгалах, ялзрах үед нүүрстөрөгчийн давхар исэл нь агаар мандалд хэсэгчлэн буцаж ирдэг;
Агаар мандалд нүүрстөрөгч буцаж ирэхгүй бол 7-8 жилийн дараа ногоон ургамал иднэ. Фотосинтезийн замаар нүүрстөрөгчийн биологийн эргэлтийн хурд 300 жил байна. Агаар мандал дахь CO2-ийн хэмжээг зохицуулахад далай их үүрэг гүйцэтгэдэг. Хэрэв агаар мандалд CO2-ийн агууламж нэмэгдвэл түүний зарим хэсэг нь усанд уусч, кальцийн карбонаттай урвалд ордог.
Хүчилтөрөгчийн мөчлөг.
Хүчилтөрөгч нь химийн өндөр идэвхжилтэй бөгөөд дэлхийн царцдасын бараг бүх элементүүдтэй нэгддэг. Энэ нь голчлон нэгдлүүдийн хэлбэрээр олддог. Амьд бодисын дөрөв дэх атом бүр нь хүчилтөрөгчийн атом юм. Агаар мандалд байгаа бараг бүх молекулын хүчилтөрөгч нь ногоон ургамлын үйл ажиллагааны улмаас үүссэн бөгөөд тогтмол түвшинд хадгалагддаг. Амьсгалын явцад холбогдож, фотосинтезийн үед ялгардаг агаар мандлын хүчилтөрөгч 200 жилийн дотор бүх амьд организмаар дамждаг.
Азотын эргэлт. Азот бол бүх уургийн салшгүй хэсэг юм. Органик бодисыг бүрдүүлдэг элемент болох тогтсон азотын байгаль дээрх азотын ерөнхий харьцаа 1:100000 байна. Азотын молекул дахь химийн бондын энерги маш өндөр байдаг. Тиймээс азотыг бусад элементүүдтэй хослуулах нь хүчилтөрөгч, устөрөгч (азотыг бэхлэх үйл явц) нь маш их энерги шаарддаг. Үйлдвэрийн азотын бэхэлгээ нь -500 ° C температур, -300 атм даралттай катализаторын оролцоотойгоор явагддаг.
Та бүхний мэдэж байгаагаар агаар мандал нь 78% -иас илүү молекул азот агуулдаг боловч энэ төлөвт ногоон ургамлуудад байдаггүй. Хоол тэжээлийн хувьд ургамал нь зөвхөн азотын болон азотын хүчлийн давсыг ашиглаж болно. Эдгээр давсууд ямар замаар үүсдэг вэ? Тэдгээрийн заримыг энд харуулав.
Биосферт биокатализын үр ашиг өндөр байдаг тул азотын бэхжилтийг хэд хэдэн бүлэг агааргүй бактери, цианобактерийн тусламжтайгаар хэвийн температур, даралтаар гүйцэтгэдэг. Бактери нь жилд ойролцоогоор 1 тэрбум тонн азотыг холбосон хэлбэрт хувиргадаг гэж үздэг (дэлхийн үйлдвэрлэлийн хэмжээгээр 90 сая тонн орчим байдаг).
Хөрсний азотыг тогтоогч бактери нь агаараас молекул азотыг шингээх чадвартай. Тэд хөрсийг азотын нэгдлээр баяжуулдаг тул ач холбогдол нь маш их юм.
Ургамал, амьтны гаралтай органик бодисын азот агуулсан нэгдлүүдийн задралын үр дүнд.
Бактерийн нөлөөн дор азот нь нитрат, нитрит, аммонийн нэгдэл болж хувирдаг. Ургамлын хувьд азотын нэгдлүүд нь уургийн нэгдлүүдийн нийлэгжилтэнд оролцдог бөгөөд тэдгээр нь хүнсний гинжин хэлхээнд организмаас бие махбодид дамждаг.
Фосфорын мөчлөг. Уургийн синтез хийх боломжгүй өөр нэг чухал элемент бол фосфор юм. Гол эх үүсвэр нь магмын чулуулаг (апатит) ба тунамал чулуулаг (фосфорит) юм.
Байгалийн уусгах үйл явцын үр дүнд органик бус фосфор нь мөчлөгт оролцдог. Фосфор нь амьд организмд шингэдэг бөгөөд түүний оролцоотойгоор олон тооны органик нэгдлүүдийг нэгтгэж, янз бүрийн трофик түвшинд шилжүүлдэг.
Трофик гинжээр дамжин аялж дууссаны дараа органик фосфатууд нь микробуудаар задарч, ногоон ургамалд байдаг эрдэс фосфатууд болж хувирдаг.
Бодис, энергийн хөдөлгөөнийг баталгаажуулдаг биологийн эргэлтийн явцад хог хаягдал хуримтлагдах газар байдаггүй. Амьдралын хэлбэр бүрийн хаягдал бүтээгдэхүүн (жишээ нь, хаягдал) нь бусад организмын үржлийн хөрсийг бүрдүүлдэг.
Онолын хувьд биомассын үйлдвэрлэл ба түүний задралын хооронд биосферийн тэнцвэрийг үргэлж хадгалах ёстой. Гэсэн хэдий ч геологийн тодорхой үеүүдэд байгалийн тодорхой нөхцөл байдал, гамшгийн улмаас биологийн бүх бүтээгдэхүүнийг шингээж, хувиргаж чадаагүй үед биологийн мөчлөгийн тэнцвэр алдагддаг. Эдгээр тохиолдолд илүүдэл биологийн бүтээгдэхүүн үүсч, тэдгээр нь дэлхийн царцдас, усны зузаан, тунадас дор хадгалагдаж, хуримтлагдаж, мөнх цэвдгийн бүсэд оров. Нүүрс, газрын тос, байгалийн хий, шохойн чулууны ордууд ингэж бий болсон. Тэд шим мандлыг бохирдуулдаггүй гэдгийг тэмдэглэх нь зүйтэй. Органик эрдэс бодисууд нь фотосинтезийн явцад хуримтлагдсан нарны энергийг төвлөрүүлдэг. Одоо органик шатдаг эрдэс бодисыг шатааснаар хүн энэ энергийг ялгаруулдаг.
