Biosfera haqida

Biosfera (qadimgi yunoncha βιος — hayot va σφαῖρα — sfera, shar so‘zlaridan) — Yerning tirik organizmlar yashaydigan, ularning taʼsiri ostida bo‘lgan va hayot faoliyati mahsulotlari bilan qamrab olingan qobig‘i, shuningdek, biologik tizimlarning rivojlanishi uchun sharoit yaratiladigan sayyora sifatidagi xususiyatlari majmui; Yerning global ekotizimi.

Tavsif

Yashash muhiti — tabiatda tirik mavjudotni o‘rab turgan barcha narsalardir. Yer yuzida organizmlar egallagan va yashaydigan to‘rtta asosiy yashash muhiti mavjud. Bular quruqlik-havo muhiti, suv muhiti, tuproq muhiti va organizm muhiti, yaʼni bir tirik organizm tanasidan boshqa organizm yashash joyi sifatida foydalanadigan muhitdir. Bu muhitlarning har biri o‘ziga xos yashash sharoitlariga ega. Biosfera bundan kamida 3,8 milliard yil avval, sayyoramizda dastlabki organizmlar paydo bo‘la boshlagan davrda shakllana boshlagan. U butun gidrosferani, litosferaning yuqori qismini va atmosferaning quyi qismini qamrab oladi, yaʼni ekosferani egallaydi. Biosfera barcha tirik organizmlar majmuidir. Unda o‘simliklar, hayvonlar, zamburug‘lar va bakteriyalarning 3 000 000 dan ortiq turi yashaydi. Inson ham biosferaning bir qismidir. Uning faoliyati ko‘plab tabiiy jarayonlardan kuchliroq taʼsir ko‘rsatadi. V. I. Vernadskiy taʼbiri bilan aytganda: «Inson qudratli geologik kuchga aylanmoqda».^{[manba 468 kundan beri ko‘rsatilmagan]}

Fransuz tabiatshunos olimi Jan Batist Lamark XIX asr boshlarida, bu atamani hali muomalaga kiritmasdan turib, biosfera tushunchasini birinchi bo‘lib taklif qilgan. «Biosfera» atamasini esa avstriyalik geolog va paleontolog Eduard Zyuss 1875 yilda taklif qilgan.

Biosfera haqidagi yaxlit taʼlimotni sovet biogeokimyogari va faylasufi V. I. Vernadskiy yaratgan. U tirik organizmlarni birinchi bo‘lib Yer sayyorasini o‘zgartiruvchi eng asosiy kuch sifatida baholab, ularning nafaqat hozirgi, balki o‘tmishdagi faoliyatini ham hisobga olgan.^{[manba 468 kundan beri ko‘rsatilmagan]}

Bu tushunchaning yana bir, kengroq taʼrifi ham mavjud^{[manba 468 kundan beri ko‘rsatilmagan]}: biosfera — kosmik jismda hayot tarqalgan hududdir. Yer sayyorasidan tashqari boshqa kosmik jismlarda hayot mavjudligi hozircha nomaʼlum bo‘lsa-da, ularning litosfera bo‘shliqlari yoki muz osti okeanlari kabi yashirin hududlarida biosfera bo‘lishi mumkin, deb hisoblanadi. Masalan, okeanida hayot mavjudligi ehtimoli o‘rganilayotgan Yevropa — Yupiterning yo‘ldoshi.^{[manba 468 kundan beri ko‘rsatilmagan]}

Biosfera tarkibiga organizmlar yashaydigan litosferaning yuqori qatlamlari, gidrosfera va atmosferaning quyi qatlamlari kiradi.

Biosferaning chegaralari

Ichki qatlamlar:
Geosferalar

• Yer po‘sti
- Materik
- Okean
• Mantiya
- Astenosfera
- Yuqori
- Quyi
• Yadro
- Tashqi
- Ichki
Tashqi qatlamlar:
• Litosfera
- Stratisfera
• Gidrosfera
• Atmosfera
- Troposfera
- Stratosfera
- Mezosfera
- Termosfera
• Ionosfera
• Magnitosfera
= Ekzosfera
Majmuaviy qatlamlar:
• Geografik
• Biosfera
- Biogeosfera
- Ekosfera
- Pedosfera
• Kriosfera
- Glyatsiosfera
- Xionosfera
= Barisfera
= Tektonosfera
Antropogen qatlamlar:
Noosfera
Antroposfera
Texnosfera
Kakosfera
Yerning tuzilishi

Yuqori chegara atmosferada: 15—20 km. Bu chegara ozon qatlami bilan belgilanadi. U tirik organizmlar uchun halokatli bo‘lgan qisqa to‘lqinli ultrabinafsha nurlanishni tutib qoladi.
Quyi chegara litosferada: 3,5—7,5 km. Bu chegara suv bug‘ga aylanadigan va denaturatsiya jarayonida oqsillar tuzilishi buziladigan haroratlar bilan belgilanadi. Biroq tirik organizmlarning yer qaʼriga tarqalishi asosan tuproqda bir necha metr, yerosti g‘orlarida esa yuzlab metr bilan cheklanadi.
Atmosfera va litosfera o‘rtasidagi chegara gidrosferada: 10—11 km. Bu chegara Dunyo okeanining tubi, shu jumladan, tub cho‘kindilari bilan belgilanadi.

Biosferaning tarkibi

Biosferaning tuzilishi:

Tirik modda — Yerda yashaydigan barcha tirik organizmlar jismlarining majmui bo‘lib, ular sistematik jihatdan qaysi guruhga mansubligidan qatʼi nazar, fizik-kimyoviy jihatdan yaxlitdir. Tirik moddaning massasi nisbatan kichik bo‘lib, 2,4…3,6⋅10¹² t (quruq massa hisobida) deb baholanadi va butun biosfera massasining (taxminan 3⋅10¹⁸ t) milliondan bir qismidan ham kamini tashkil etadi; biosferaning o‘zi esa Yer massasining mingdan bir qismidan ham kam. Shunga qaramay, tirik modda «sayyoramizdagi eng qudratli geokimyoviy kuchlardan biri» hisoblanadi, chunki tirik organizmlar faqat Yer po‘stida yashabgina qolmay, Yerning qiyofasini ham o‘zgartiradi. Tirik organizmlar Yer yuzasida juda notekis tarqalgan. Ularning tarqalishi geografik kenglikka bog‘liq.
Biogen modda — tirik organizmlar tomonidan yaratiladigan va qayta ishlanadigan modda. Organik evolyutsiya davomida tirik organizmlar o‘z aʼzolari, to‘qimalari, hujayralari va qoni orqali atmosferaning katta qismini, Dunyo okeanining butun suv hajmini hamda ulkan miqdordagi mineral moddalarni minglab marta o‘tkazgan. Tirik moddaning bunday geologik rolini ko‘mir, neft, karbonat tog‘ jinslari va hokazo konlari orqali tasavvur qilish mumkin.
Notirik modda — tirik organizmlar ishtirokisiz hosil bo‘ladigan mahsulotlar.
Biokos modda — tirik organizmlar va notirik tabiat jarayonlari birgalikda hosil qiladigan, ularning dinamik muvozanatdagi tizimlarini tashkil etuvchi modda. Bularga tuproq, balchiq, nurash po‘sti va boshqalar kiradi. Ularda organizmlar yetakchi rol o‘ynaydi.
Radioaktiv parchalanish jarayonidagi modda.
Kosmik nurlar taʼsirida har xil yer moddalaridan uzluksiz hosil bo‘ladigan tarqoq atomlar.
Kosmik kelib chiqishga ega modda.

Biosfera qatlamlari

Hayotning notirik tabiatga taʼsir ko‘rsatadigan butun qatlami megabiosfera deb ataladi. U artebiosfera, yaʼni insonning Yerga yaqin kosmik makonni o‘zlashtirish hududi bilan birgalikda panbiosferani tashkil etadi.

Atmosferada

Atmosferadagi mikroorganizmlar (aerobiontlar) uchun hayot substrati bo‘lib suv tomchilari — atmosfera namligi xizmat qiladi. Energiya manbai esa quyosh energiyasi va aerozollardir. Daraxtlar uchidan to to‘p-to‘p bulutlar eng ko‘p uchraydigan balandlikkacha bo‘lgan hududda tropobiosfera (tropobiontlar yashaydigan qatlam) joylashadi. Bu hudud troposferadan ham yupqaroq qatlamdir. Undan yuqorida mikrobiotasi nihoyatda siyrak bo‘lgan altobiosfera (altobiontlar yashaydigan qatlam) joylashgan. Keyin organizmlar tasodifan va kamdan-kam kirib boradigan, ammo ko‘paymaydigan parabiosfera keladi. Undan ham yuqorida apobiosfera joylashgan.^{[manba 468 kundan beri ko‘rsatilmagan]}

Litosfera va geosferada

Geobiosferada geobiontlar yashaydi. Ular uchun qattiq yer qatlami substrat va qisman yashash muhiti vazifasini bajaradi. Geobiosfera quruqlik yuzasidagi hayot hududi — terrabiosferadan (terrabiontlar yashaydigan qism) iborat bo‘lib, u fitosfera (yer yuzasidan daraxtlarning uchigacha bo‘lgan hudud) hamda pedosferaga (tuproq va tuproqosti qatlamlari; baʼzan bunga butun nurash po‘sti ham kiritiladi) bo‘linadi. Bundan tashqari, u Yer qaʼridagi hayot hududi — litobiosferani (tog‘ jinslari g‘ovaklarida, asosan yerosti suvlarida yashaydigan litobiontlar hududini) ham qamrab oladi. Baland tog‘larda yuksak o‘simliklar yashay olmaydigan balandliklarda terrabiosferaning yuqori qismi — eol zonasi (eolobiontlar yashaydigan hudud) joylashadi. Litobiosfera aeroblar yashashi mumkin bo‘lgan qatlam — gipoterrabiosfera va faqat anaeroblar yashay oladigan qatlam — tellurobiosferaga bo‘linadi. Hayotning nofaol shakllari bundan ham chuqurroqqa — gipobiosferaga kirib borishi mumkin. Metabiosfera barcha biogen va biokos tog‘ jinslarini qamrab oladi. Undan chuqurroqda abiosfera joylashgan.^{[manba 468 kundan beri ko‘rsatilmagan]}

Gidrosferada

Gidrosfera — Yerning yerosti suvlarini ham o‘z ichiga oladigan, gidrobiontlar yashaydigan butun suv qobig‘idir. U materik suvlarining akvabiosferasi (akvabiontlar yashaydigan hudud) va dengiz hamda okeanlarning marinobiosferasiga (marinobiontlar yashaydigan hudud) ajraladi. Bu yerda 3 qatlam farqlanadi: nisbatan yaxshi yoritiladigan fotosfera, doimo juda xira yoritiladigan disfotosfera (quyosh energiyasining 1 % gacha bo‘lgan miqdori yetib boradigan insolyatsiya sharoitidagi qatlam) va mutlaq qorong‘i qatlam — afotosfera.^{[manba 468 kundan beri ko‘rsatilmagan]}

Biosferaning rivojlanish tarixi

Rivojlanish faqat tirik modda va u bilan bog‘liq biokos moddada kuzatiladi. Sayyoramizning notirik moddasida esa evolyutsion jarayon namoyon bo‘lmaydi.

Hayotning paydo bo‘lishi

Yerda hayot hali arxey davrida — taxminan 3,5 milliard yil avval gidrosferada paydo bo‘lgan. Paleontologlar topgan eng qadimgi organik qoldiqlar ham shuncha yoshga ega. Quyosh tizimining mustaqil sayyorasi sifatida Yerning yoshi 4,5 milliard yil deb baholanadi. Demak, hayot sayyora hali yosh bo‘lgan davrda vujudga kelgan, deb hisoblash mumkin. Arxey davrida dastlabki eukariotlar — bir hujayrali suvo‘tlar va sodda organizmlar paydo bo‘lgan. Quruqlikda tuproq hosil bo‘lishi jarayoni boshlangan. Arxey oxirida hayvon organizmlarida jinsiy ko‘payish jarayoni va ko‘p hujayralilik paydo bo‘lgan.

Biosferaning kelajagi

Tirik moddaning notirik moddadan tub farqi uning elementlari va ular birikmalarining makon va zamondagi barqarorligini imkon qadar oshirish funksiyasini bajarishidadir. Bu qonuniyat muvozanat bo‘lmagan sharoitda turg‘un holatni saqlab turish zaruratiga asoslanadi. Populyatsiyaning yashash davomiyligi uning parametrlariga bog‘liqligini ifodalovchi asosiy munosabat quyidagi kongruensiya (congruence) bilan ifodalanadi: $\tau \cong \exp({\frac {rK^{2}}{2\varepsilon ^{2}}}),$ bunda $r$ — ko‘payish koeffitsiyenti, $K$ — yashash hududining sig‘imi, $\tau$ — yashash hududidagi o‘zgarishlarning o‘rtacha kvadratik qiymati. Bu tenglik shuni anglatadiki, populyatsiya energiya sarfini sezilarli oshirmasdan ham alohida individning o‘rtacha umrini uzaytirishi mumkin (buning uchun muhit sig‘imini oshirishi yoki raqobat tufayli yuzaga keladigan yo‘qotishlarni kamaytirishi (o‘zaro bog‘liqlikni kuchaytirish), yoxud o‘zgaruvchan sharoitlarga moslashishi ( $\varepsilon ,$ o‘z tuzilishining murakkabligini oshirish) kerak). Ko‘p yillik kuzatuvlar tajribasi shuni taʼkidlash imkonini beradiki, yuqori darajali taksonlarga mansub organizmlarning asosiy moddalar almashinuvi ( $a,$ mVt) ularning paydo bo‘lgan davriga ( $T,$ million yil) nisbatan eksponensial funksiyadir: $a=0,378\exp(0,0073T).$ Shulardan kelib chiqib, organizm evolyutsion jihatdan qanchalik yosh bo‘lsa, uning tinch holatdagi issiqlik oqimi shunchalik katta bo‘ladi.

Sayyoraning makoni uzluksiz anizotrop bo‘lib, tirik modda o‘ziga xos tiriklik xususiyati bilan Riman fazosi sifatida tasavvur qilinadi. Biosfera makoni esa Yevklid fazosi bo‘lib, uning ichida ko‘plab Riman kichik fazolari joylashgan. V. I. Vernadskiyning xulosasiga ko‘ra, biosfera — uch o‘lchamli Yevklid geometriyasiga ega jismlar fazosida tirik moddaning sanab o‘tilgan kichik Riman fazolari tarqoq holda joylashgan Yer qobig‘idir. Ular o‘rtasidagi aloqa atomlarning uzluksiz biogen oqimi orqali saqlanadi.

Biosfera tadqiqotlari tarixi

Biosfera haqidagi taʼlimotning rivojlanishiga V. I. Vernadskiy katta hissa qo‘shgan. «Biosfera» atamasini birinchi bo‘lib Eduard Zyuss 1875 yilda fanga kiritgan.

N. A. Solntsev esa landshaftshunoslikda fitosfera va zoosferani farqlagan.

Sunʼiy biosfera

Biosfera — ochiq tizim. Inson biosferadan tashqarida yashay olmaydi, biroq kosmik makonni tadqiq etishga intiladi. Hali K. E. Siolkovskiy kosmosni o‘zlashtirishni sunʼiy biosfera yaratish bilan bog‘lagan edi.

Hozirgi paytda Oy va Marsni o‘zlashtirish rejalari tufayli sunʼiy biosfera yaratish g‘oyasi yana dolzarb bo‘lib bormoqda. Biroq hozircha butunlay avtonom sunʼiy biosfera yaratishga urinish muvaffaqiyatli yakunlanmagan.

Boshqa sayyoralarda yerdan tashqari biosfera yaratish imkoniyati (hozircha uzoq kelajak uchun) quyidagi usul yordamida ko‘rib chiqilmoqda: terraformatsiya (terraforming).

Adabiyotlar

Moiseyev N. N. Insoniyat ekologiyasi matematik nigohida. — M.: Molodaya gvardiya, 1988. — 254 b. — ISBN 5-235-00061-7.
Umumiy biologiya: umumtaʼlim maktablarining 10—11-sinflari uchun darslik (rus.) / SSSR Fanlar akademiyasining muxbir aʼzosi Yu. I. Polyanskiy tahriri ostida. — 22-nashr. — Moskva: Prosveshcheniye, 1992. — B. 110. — 287 b. — ISBN 5-09-004182-2.
Quyosh faolligi va biosfera / B. M. Vladimirskiy, L. D. Kislovskiy. — Moskva: Znaniye, 1982. — 64 b.; — («Hayot, fan va texnikadagi yangiliklar»).
Kosmik taʼsirlar va biosfera evolyutsiyasi / B. M. Vladimirskiy, L. D. Kislovskiy. — Moskva: Znaniye, 1986. — 64 b.; — («Hayot, fan va texnikadagi yangiliklar». Kosmonavtika, astronomiya; 1/1986).

ifazo.uz