11-mavzu. Biosferadagi ekokimyoviy jarayonlar

11-mavzu. Biosferadagi ekokimyoviy jarayonlar

Reja:

1. 
   Biosferada suv va kimyoviy moddalarning aylanish xususiyatlari.
   
2. 
   Biosferadagi azot,uglerod aylanishi va antropogen ta'sir etuvchi omillar.
   

Tayanch so’z va iboralar: biosfera, ekokimyoviy jarayonlar, azot, uglerod, antropogen omillar.
Biosfera tirik organizmlar tarqalgan Yer sayyorasi qobig’idir. Uning tarkibi, tuzilishi va energetikasi tirik organizmlar faoliyati majmuasi bilan belgilanadi. Biosfera o’zida tirik va notirik komponentlarni hamda bir butunlikni tashkil etadi.
U litosferaning yuqori qismini, butun gidrosferani, troposfera va strotosferaning quyi qismini o’zida qamrab olgan. Biosfera to’g’risidagi ta’limotni akademik V.I.Vernadskiy yanada rivojlantirgan. Ekologiya uchun biosfera ta’limotining ahamiyati juda kattadir. Chunki biosfera tirik va notirik tabiatning oliy darajadagi o’zaro ta’siri va ekotizimlar majmuidan iboratdir. Umuman, biosfera tushunchasi ikki xil ma’noda ta’riflangan.
Birida biosfera Yerdagi barcha tirik organizmlarning majmuasi tarzida tushunilgan. V.I.Vernadskiy esa, tirik va notirik tizimlarning o’zaro ta’sirini o’rganib, biosfera tushunchasini yangi ma’noda anglaydi. U biosferani tirik va notirik tabiatning birligi sohasi tarzida tushunadi. Olimning biosfera tushunchasini bunday talqin qilishi Yerda hayotning paydo bo’lishi muammosiga bo’lgan qarashlarini ifodalaydi. U bir necha variantlardan iborat:

• 
  Hayot Yer paydo bo’lgunga qadar yuzaga kelgan va uni butunlay qamrab olgan;
  
• 
  Hayot Yer paydo bo’lgandan keyin yuzaga kelgan;
  
• 
  Hayot Yerning shakllanishi jarayonida yuzaga kelgan;
  

5. 
   ernadskiy uchinchi variantni ma’qullagan va bizning sayyoramizda qachonlardir hayot izlari yoki tiriklik namunasi bo’lmagani haqida ishonchli ilmiy dalil yo’qligini e’tirof etgan. Boshqacha aytganda, uning nazarida biosfera Yerda hamisha bo’lgan. Shunday qilib, olim biosfera deganda Yerning nozik qobig’ini tushungan. Undagi barcha jarayonlar tirik organizmlarning bevosita ta’sirida kechadi. Biosfera uzoq tarixiy davrlardan boshlab doimo rivojlanishdadir. U ona sayyoramizdagi hayot qobig’ini, tirik organizmlarning o’zaro chambarchas aloqa va munosabatlaridan iborat murakkab ekologik tizimlar majmuini tashkil etadi.
   

Atmosferada hayotning eng yuqori chegarasi 16-20 km balandlikdagi yupqa ozon qatlami bilan belgilanadi. Okeanlarning ham deyarli barcha qismida hayot mavjuddir. Yerning qattiq qismida hayot 3 km va hatto undan ham chuqurroqqa kirib borgan (neft konlaridagi bakteriyalar).
Yer sirtida kimyoviy elementlarning tarqalishini o’rganish natijalari shuni ko’rsatadiki, tirik moddalarda mujassamlashmagan birorta element yo’q. Akademik V.I.Vernadskiy ta’riflagan biogeokimyoviy tamoyillar quyidagicha:

• 
  Biosferada kimyoviy elementlarning biogen migratsiyasi mavjud bo’lib, u o’zini maksimal darajada namoyon etishga intiladi. Afsuski, bugunki kunda bu tamoyil inson faoliyati doirasi kengayishi tufayli buzilgan.
  
• 
  Turlarning evolyutsiyasi atomlarning biogen migratsiyasini tobora kuchaytiradi.
  
• 
  Tirik modda o’zini o’rab turgan atrof-muhit bilan uzluksiz ravishda kimyoviy almashinuvda bo’ladi.
  

Bu tamoyillar buzilgan holda biosfera faoliyatini ta’minlab turgan kosmik ta’sirlar uni yemiruvchi omilga aylanishi mumkin. Tabiatdagi har qanday organizmlar notirik tabiat bilan doimiy uzviy bog’liq sharoitdagina mavjud bo’la oladi, hayot o’zining butun namoyon bo’lishi jarayonida sayyoramizda katta o’zgarishlar keltirib chiqargan. Evolyutsiya jarayonida takomillashib brogan tirik organizmlar butun sayyora bo’ylab kengroq tarqalgan hamda energiya va moddaning qayta taqsimlanishida muhim omil bo’lib xizmat qiladi.
Tirik organizm tabiatda hamisha hayvon va o’simlik organizmlariga, shuningdek, o’z atrofidagi fizik-kimyoviy sharoitga aloqador bo’ladi. Har qanday biosenozda bu o’zaro munosabatlar juda murakkab va ziddiyatlidir.
Tabiatda to’xtovsiz davom etadigan va tirik organizmlar faoliyati tufayli tartibga solinib turadigan moddalarning doimiy aylanishi Yerning alohida qobig’i bo’lgan biosferaning spesifik belgisidir. Garchi biomassa, ya’ni ayni bir vaqtda yashab turgan organizmlar tarkibidagi jamiki tirik moddalar vazn jihatidan biosferadagi barcha moddalarning 0,01% idan oshmasada, u mazkur qobiq ichida boradigan murakkab biogeokimyoviy jarayonlarni keltirib chiqaradigan va yo’naltirib turadigan markaziy bo’g’inni tashkil qiladi.
Biosferada doimiy ravishda harakat jarayoni va moddalarning qayta taqsimlanishi davom etadi. Bundan qattiq, suyuq va gazsimon tana moddalarning har xil haroratida va bosimda yalpi holda ko’chishi sodir bo’lib turadi.
Litosferaning asosiy kimyoviy elementlari kislorod, alyuminiy, temir, magniy, natriy qatnashib har xil rivojlanish bosqichlarini o’tadilar, ya’ni eng chuqur qismlardan litosferaning yuqori qatlamlarigacha yetib boradilar. V.I.Vernadskiy ta’limotiga muvofiq Yerda yashovchi tirik organizmlar, quyosh nurlari energiyasini potensial energiyaga, so’ng geokimyoviy jarayonlarning kinetic energiyasiga aylantiruvchi murakkab mexanizmlar sistemasidir. Biosferaning bu yupqa qatlamida quyosh nuri tarqaladi, o’zgartiriladi, to’planadi, murakkab organik moddalar hosil bo’ladi va parchalanadi, xilma-xil organizmlar vujudga keladi va hokazo.
O’simliklar yiliga 7,310¹⁷ kkal energiya yig’adi, 1,7310¹¹ t organik moddalar hosil bo’ladi, 2,610⁹ t azot va 7,710⁹ t moddalar iste’mol qiladi, tirik organizmlar yiliga 210⁹ t kislorod yutadi, 2,710¹¹ t karbonat angidrid chiqaradi, 7,310¹⁷ kkal energiya tarqatadi va organik birikmalardan 2,610⁹ t azor hosil qiladi.
Bu jihatdan tabiatdagi yashil o’simliklar dunyosining roli nihoyatda kattadir. Yerga har yili juda katta miqdordagi (1,2610²⁴ kkal) quyosh energiyasi tushadi va bu energiyaning 42% i olam bo’shlig’iga qaytariladi.
Yashil o’simliklar quyosh energiyasining bu qismidan foydalanib organik moddalarni sintez qilish jarayonida havodagi karbonat angidriddan uglerod manbai sifatida foydalaniladi,ammo yashil o’simlik anorganik tabiatdan o’zi uchun ozuqa olish bilangina chegaralanib qolmay balki asmon bilan Yer o’rtasida vositachi hamdir.
Quyosh nuridan olingan energiya o’simlik organizmida to’planadi va shu taxlitda tanasida to’plangan organik modda bilan birgalikda o’simlik ozuqasi bilan ovqatlanuvchi boshqa o’simliklar yoki hayvonlar organizmiga tushadi, bu organizmlar esa o’z navbatida boshqa geterotrof organizmlar uchun oziq hisoblanadi.
Olimlarning taxminiy hisoblariga ko’ra Yer sharining o’simliklar qatlami har yili karbonat angidriddan 140 milliard tonnadan ziyod uglerodni assimilyatsiyalaydi, bu esa o’z navbatida har gektar yerga taxminan uch tonnadan to’g’ri kelishi mumkin. Atmosferada hammasi bo’lib ikki milliard kilogrammga yaqin karbonat angidrid mavjuddir. Agarda organizmlarning hayotiy faoliyati jarayonida atmosfera va gidrosferaga muttasil karbonat angidrid qo’shilib turmaganida , bu miqdor 100 yilga ham yetmay tugab qolgan bo’lar edi.
Vaholanki, Yerda fotosintezni amalgam oshiruvchi o’simliklar jamoasining yashab kelayotgan davr mobaynida ular juda ko’p miqdorda (10000 milliard tonna chamasida) uglerod zahiralarini to’plagan va zahiralar naft, ko’mir konlari, torf va boshqa yonuvchi qazilmalar shaklida saqlanib qolgan. V.I.Vernadskiyning ko’rsatishicha tirik organizmlar biosferada kimyoviy elementlarning ko’chib yurishining asosiy omillaridir.
Shunday qilib, biosfera Yerda hayot vujudga kelgandan keyin va uning bir necha milliard yillar davomidagi rivojlanishi hamda evolyutsiyasi natijasida hosil bo’lgan juda murakkab va bir- biri bilan uzviy bog’liq strukturadan tashkil topgan sistemasi bo’lib, yer sharining noyob qobig’idir.
Bu sistemaning har bir struktura elementi biror sabab bilan o’z funksiyasini bajara olmay qolsa, u vaqtda butun sistema biosferaning normal hayotiy jarayonlari buzilib, biogeokimyoviy muhit buzilishi, organizmlar kasallanishi va hatto ba’zi bir biologik turlarning mutlaqo yo’q bo’lib ketishiga sabab bo’ladi. Shuni alohida uqtirish kerakki, hozirgi fan va texnikaning eng taraqqiy etgan davrida inson ta’siri birinchi navbatda biosferaning mahsuldorligiga, uning energiya balansiga qaratilgan. Biosfera biomahsuldorligining kamayishi asosan quyidagilarga bog’liq:

• 
  Muhandislik, ya’ni qurilish, gidromelioratsiya ishlari amalgam oshirilishi;
  
• 
  Tashqi oqava va sizot suvlari, shuningdek tuproqlarning turli mineral o’g’itlar, kimyoviy moddalar, har xil moddalar bilan ifloslanishi;
  
• 
  Zavod, fabrika va boshqa sanoat korxonalari chiqindilari bilan muhit sharoitlarining ifloslanishi. Bu omillar biosferaning mahsuldorligiga va energiya balansiga katta ta’sir ko’rsatadi;