4-MA'RUZA. GEOGRAFIK MUHIT FIZIKAL XUSUSIYATLARI.
Geografik konvertning umumiy xususiyatlari.Geografik konvert - Bu litosfera, atmosfera va gidrosferaning organizmlar bilan to'yingan o'zaro ta'siri va o'zaro ta'siri natijasida er yuzasida paydo bo'lgan moddiy tizimdir. Geografik qobiqning tabiiy jismlari (tog' jinslari, suv, havo, o'simlik, tirik materiya) turli xil yig'ilish holatlariga (qattiq, suyuq, gazsimon) va materiyaning turli darajadagi tashkil etilishiga (jonsiz, tirik va bioinert - natija) ega. tirik va jonsiz moddalarning o'zaro ta'siri).
Geografik konvert ikki xil turdagi materiyadan hosil bo'ladi:atom-molekulyar "jonsiz" materiya vaatom-organizm "tirik" modda. Birinchisi faqat fizik-kimyoviy jarayonlarda ishtirok etishi mumkin, buning natijasida yangi moddalar paydo bo'lishi mumkin, ammo bir xil kimyoviy elementlardan. Ikkinchisi o'z turini ko'paytirish qobiliyatiga ega, ammo tarkibi va ko'rinishi boshqacha. Birinchisining o'zaro ta'siri tashqi energiya sarfini talab qiladi, ikkinchisi esa o'z energiyasiga ega va uni turli o'zaro ta'sirlar paytida chiqarishi mumkin. Ikkala turdagi materiya bir vaqtning o'zida paydo bo'lgan va er sharlari paydo bo'lishining boshidan beri faoliyat ko'rsatmoqda. Geografik qobiqning qismlari o'rtasida atmosfera va okean aylanishi, er usti va er osti suvlarining harakati, muzliklar, organizmlar va tirik moddalar harakati va boshqalar shaklida namoyon bo'ladigan doimiy materiya va energiya almashinuvi mavjud. materiya va energiya, geografik qobiqning barcha qismlari bir-biriga bog'langan va yaxlit tizimni tashkil qiladi.
Uzoq evolyutsiya jarayonida materiyaning xilma-xil tarkibi va holatlari, energiya shakllari va tabiiy jismlarning geografik konvertdagi o'zaro ta'siri uning murakkab fazoviy farqlanishiga olib keldi. Geografik konvertning heterojen qismlari - tabiiy-hududiy va suv komplekslari yoki turli darajadagi landshaftlar paydo bo'ldi: geografik mamlakatlar va zonalardan tortib traktlar va fatsiyalargacha. Demak, geografik qobiq yaxlit bir butun bo'lgan holda, ayni paytda nisbatan mustaqil, lekin doimo o'zaro bog'langan va o'zaro bog'liq qismlardan iborat. Geografik konvert hayotning beshigi bo'lib, u turli shakl va ko'rinishlarda paydo bo'lishining dastlabki bosqichlaridanoq unga hamroh bo'ladi. Tirik organizmlar geografik konvertning tarkibiy qismlarining shakllanishiga doimo ta'sir ko'rsatgan. Vaqt o'tishi bilan hayot shakllarining takomillashishi, uning tarqalishi va ko'pligi bilan tirik materiyaning roli ortib bordi va geografik konvertning ko'rinishi tobora o'zgarib, yaxshilandi.
Koʻpchilik tadqiqotchilar S.V.Kalesnikdan keyin Yer sayyorasini hamma joyda oʻrab turgan oʻzaro bogʻlangan va oʻzaro bogʻliq boʻlgan moddiy jismni geografik qobiq deb atashadi. Boshqa ismlar ham bor - erning tashqi qobig'i (P.I. Brounov),epigeosfera (A. G. Isachenko),epigenema (R.I. Abolin),fiziografik qobiq (A. A. Grigoryev),biogenosfera (I.M. Zabelin),landshaft sohasi (Yu. K. Efremov, F. N. Milkov), lekin ular keng qo'llanilmadi.
Geografik konvertning tarkibiy qismlari.Geografik konvert yokiglobal geosfera, qisman geosferalarning ajralmas majmuasidan iborat bo'lib, asosan ma'lum bir holatning bir komponentini egallaydi va biota ishtirokida birgalikda ishlaydi. Litosfera, atmosfera Vagidrosfera deyarli uzluksiz qobiqlarni hosil qiladi.Biosfera ma'lum bir yashash muhitidagi tirik organizmlar to'plami sifatida mustaqil makonni egallamaydi, balki yuqorida qayd etilgan sferalarni to'liq (gidrosfera) yoki qisman (atmosfera va litosfera) o'zlashtiradi. Geologiya fanida "geografik konvert" tushunchasi barcha tirik organizmlarni o'z ichiga oladi (har bir alohida sferaning o'ziga xos biotasi bor, bu uning ajralmas tarkibiy qismi), shuning uchun biosferani mustaqil ravishda aniqlash juda qiyin. Biologiyada esa aksincha, biosferaning farqlanishi qonuniydir. Muayyan pozitsiyani egallang kriosfera (sovuq sferasi) vapedosfera (tuproq qoplami).
Geografik konvert zonal-viloyat bo'linmalarini aniqlash bilan tavsiflanadi, ular deyiladi.manzaralar, yokigeotizimlar. Bu komplekslar geokomponentlarning ma'lum o'zaro ta'siri va integratsiyasidan kelib chiqadi. Eng oddiy geotizimlar tashkilotning inert darajasidagi moddalarning o'zaro ta'siri orqali hosil bo'ladi. Masalan, muzliklar oʻz tubi va qoʻshni havo qatlamlari bilan birga, daryo havzasi suv tizimi sifatida yer yuzasi va yer osti suvlarining bir qismi bilan birga oqadi va hokazo. Tabiiy hududiy yoki landshaft majmualari kabi geotizimlarda murakkabroq munosabatlar mavjud. Ular geografik konvertning bloklariga, shu jumladan er qobig'ining tuproq bilan bir qismiga, biotsenozga va ma'lum bir qalinlikdagi troposferaning bir qismiga to'g'ri keladi. Okeanlarda suv osti landshaftlari va suv komplekslari ajralib turadi.
Geografik qobiqning moddasi. Geosferalarning har biri oʻziga xos, oʻziga xos xususiyatlarga ega va strukturaviy xususiyatlari bilan farqlanadi. Yer moddasining gravitatsion tabaqalanishi yadroda eng og'ir elementlarning muhim qismining kontsentratsiyasiga olib keldi, yer qobig'ida kislorod (taxminan 50%) va kremniy (26%) hukmronlik qiladi. Asosiy kimyoviy elementlarning geosferalar bo'yicha taqsimlanishi Jadvalda keltirilgan. 4.1.
Geografik qobiqda kimyoviy elementlar mavjuderkin davlat (havoda), ichidaionlar shakli (suvda) vamurakkab birikmalar (tirik organizmlar, minerallar va boshqalar).
Geografik qobiqdagi eng keng tarqalgan moddalar tog 'jinslari va minerallar, tabiiy suvlar, muz, havo, tirik moddalar, tuproq va nurash qobig'idir.
Geografik konvertning chegaralari.Aksariyat olimlar bunga ishonishadiyuqori chegara Geografik konvert 25-28 km balandlikda joylashgan ozon qatlamining eng yuqori kontsentratsiyasi darajasiga to'g'ri keladi. Geografik konvertni landshaft bilan aniqlaydigan boshqa tadqiqotchilar troposferaning er yuzasi bilan faol ta'sir qilishini hisobga olib, uning tashqi chegarasini troposferaning yuqori chegarasi bo'ylab chizadilar.
4.1-jadval. Yer qobig'ining holati va tarkibi (V.A.Vronskiy va G.V.Voitkevich bo'yicha, 1997, o'zgartirishlar bilan)
|
Shell |
Kimyoviy tarkibi |
Jismoniy holat |
|
Atmosfera |
N 2, O 2, CO 2, (H 2 O), inert gazlar | |
|
Gidrosfera |
Tuz va chuchuk suv, qor va muz (erigan Na, Mg, Ca, Cl, SO 4, HCO 3) |
Suyuq, qisman qattiq |
|
Tirik materiya |
Uglevodlar, yog'lar, oqsillar, nuklein kislotalar, skelet moddasi (H 2 O, N, H, C, O) |
Qattiq, suyuq qisman kolloid |
|
Litosfera |
Magmatik, choʻkindi va metamorfik jinslar (O, Si, Al, Fe, Ca, Mg, Na, K) |
Qattiq, qisman eritilgan |
|
Olivin-piroksen tarkibidagi minerallar va ularning yuqori bosimli ekvivalentlari (O, Si, Mg, Fe) | ||
|
Temir-nikel qotishmasi (Fe, FeS, Ni) |
Yuqori qismi suyuq, pastki qismi, ehtimol, qattiq |
Pastki chegara ko'pincha Mohorovichic bo'limiga muvofiq amalga oshiriladi, ya'ni. er qobig'ining asosi bo'ylab. Ba'zi tadqiqotchilar geografik konvertga faqat er qobig'ining boshqa komponentlar - suv, havo, tirik organizmlar bilan bevosita ta'sir qiluvchi qismini o'z ichiga olishi kerak, deb hisoblashadi. Er yuzasining termodinamik muhitida mineral moddalarning faol o'zgarishi zonasi quruqlikda bir necha yuz metrgacha va okean ostida o'nlab metrgacha qalinlikka ega. Umumiy nuqtai nazarning yo'qligining sababi shundaki, geografik qobiqda, masalan, kristallarning qirralari kabi aniq belgilangan chegaralarni tashkil etuvchi kuchlar mavjud emas.
Bunga ishoniladioptimal chegaralar Geografik konvert - ozon qatlamining yuqori chegarasi va er qobig'ining asosi bo'lib, uning ichida atmosferaning asosiy qismi, butun gidrosfera va litosferaning yuqori qatlami ularda yashovchi yoki yashaydigan organizmlar va odamlarning izlari mavjud. faoliyat.
Geografiya atrofdagi dunyoda amal qiladigan umumiy fizik qonunlarga asoslanadi. Ular orasida I.Nyutonning butun dunyo tortishish qonunlari, massa va energiyaning saqlanish qonunlari, Stefan-Boltzman, Arximed, Guk, Om va boshqalar.
Asosiy tushuncha"tizim" - muayyan munosabatda bo'lgan elementlar to'plami. Ushbu tizim o'zaro ta'sir qiladigan hamma narsa deyiladi muhit. Geografik tizimlar bir-biri bilan hududiy va funksional jihatdan oʻzaro taʼsir qiladi. Har bir tizim cheklangan miqdordagi elementlardan iborat. Muayyan darajada konventsiya bilan geografik qobiq (geotizim) va uning tashqi muhiti tizimlarini mexanik, termodinamik, bioinert, biologik, etnik va ijtimoiy tizimlarga bo'lish mumkin.
Mexanik tizimlar ularni tashkil etuvchi va massaga ega bo'lgan jismlarning o'zaro kuch ta'siri bilan tavsiflanadi. Bularga kosmik jismlar, havo va dengiz oqimlari va boshqalar kiradi.Mexanik tizim kuchlar muvozanati tizimi sifatida qaraladi. Uning yo'qligida tizim yo'nalishini o'zgartiradi va tez orada qulab tushadi.
Termodinamik tizimlar energiyaning o'zgarishi yoki uzatilishi tufayli materiyaning harakati bilan bog'liq. Klassik termodinamika tomonidan o'rganiladigan izolyatsiyalangan tizimlardan farqli o'laroq, geotizimlar ochiq, ya'ni tashqi muhit bilan modda va energiya almashadi. Bu juda muhim holat, chunki ochiq tizimlar aylantirilgan energiyani to'plash, ularning tuzilishini saqlash va yaxshilashga qodir. Bunday xususiyatlar to'plami o'z-o'zini tashkil qilish deb ataladi. O'z-o'zini tashkil qilish tufayli geografik tizimlar dunyosi vaqt o'tishi bilan murakkablashadi, yaxshilanadi (tashqi ta'sirlarga yaxshiroq bardosh bera oladi) yoki yo'nalishli tarzda rivojlanadi.
4.1-rasm. Tizim holati: a - barqaror; b- metastabil; V- beqaror
Termodinamik tizimlar, agar ular bilan o'tishlar yoki energiya oqimlari bog'liq bo'lsa, moddaning turli xil issiqlik aylanishlari. Masalan, tabiatdagi suv aylanishi. Termodinamik tizimlarni o'rganishda muvozanatlar usuli (radiatsiya va issiqlik balansi) keng qo'llaniladi. Ba'zi hollarda biz termodinamik tizimni izolyatsiya qilingan deb hisoblash bilan cheklanishimiz mumkin, ya'ni. tizimning atrof-muhit bilan energiya almashinuvini e'tiborsiz qoldiring (atmosferadagi adiabatik jarayon).
Bioinert tirik va jonsiz moddalar bir-biri bilan chambarchas bog'langan va o'zaro ta'sir qiladigan tizimlardir. Mineral moddalar (tosh, suv, havo), tirik organizmlar va o'lik bioorganik moddalar (chirindi va boshqalar) birligidan iborat bo'lgan tuproq bioinert tizimga misol bo'ladi. Agar ushbu komponentlardan biri tuproqdan olib tashlansa, u o'zining xarakterli xususiyatlarini (birinchi navbatda unumdorligini) yo'qotadi, ya'ni. boshqa tizimga aylanadi.
Tizim boraloqa, qaysilarga bo'linadiStreyt (sabab-oqibat, moddiy-energiya) vateskari (ma'lumot va tartibga solish). Teskari aloqaga ega tizim o'z-o'zini tartibga soluvchi deb ataladi. Teskari aloqa salbiy yoki ijobiy bo'lishi mumkin. Salbiy aloqa "chiqish" ni oshirish bilan birga tizimdagi jarayonning intensivligini pasaytiradi. Bu normal ishlaydigan tizimlarga xos bo'lib, ularning dinamik muvozanatini, barqarorligini va o'zgarmasligini saqlashga qaratilgan. Ijobiy ulanish tizimning "chiqishi" ortib borishi bilan jarayonni kuchaytiradi, ya'ni jarayonning ko'chkiga o'xshash o'sishiga olib keladi, buning natijasida tizim yangi holatga o'tadi yoki yo'q qilinadi. Ko'pincha bunday o'zgarishlar tashqi sabablarga ko'ra yuzaga keladi, ammo o'z-o'zini rivojlantirish mexanizmi tizimning tabiatiga xosdir.
Tizimning holati intensiv va keng ko'lamli parametrlar bilan tavsiflanadi.Intensiv parametrlar (harorat, mutlaq va nisbiy namlik, biomahsuldorlik) tizim hajmiga bog'liq emas, keng qamrovli (issiqlik zahirasi, havo massasidagi namlik miqdori, organik moddalar zahirasi va boshqalar) tizimning kattaligi bilan belgilanadi (arktikada ham, ekvatorda ham harorat bor, lekin Arktikada u past va yuqori. ekvator). Binobarin, tizim qismlarga bo'linganda birinchisi o'zgarmaydi, ikkinchisi esa kamayadi.
Agar tizimning intensiv parametrlari bir hil bo'lsa, ya'ni. uning qismlarida farq qilmaydi, keyin bunday tizim bu parametrlarga ko'ra barqaror muvozanat holatida bo'ladi. Barqaror muvozanat deb ataladi, agar tizim undan chiqarilsa, o'z-o'zidan tiklanadi. Barqaror holatdagi tizimni teshikdagi to'pga o'xshatish mumkin (4.1-rasm, A). Meta chidamli barqaror variantlardan biri bo'lgan holat deb ataladi (4.1-rasm,b): to'p uchta slayddan birini olishi mumkin (1 , 2, 3), ammo bulardan faqat pozitsiyasi mutlaqo barqarordir2. Barqaror Ta'sirning kichik impulsi tizimni muvozanatdan chiqarib yuboradigan va u qaytib kela olmaydigan holat deb ataladi (4.1-rasm). V). Rivojlanayotgan tizimlar uchun beqarorlik xarakterlidir. U tabiatning xilma-xilligini oshiradi (yangi tizimlar yaratiladi), lekin atrof-muhitga salbiy ta'sir ko'rsatishi mumkin. Beqaror holatda bo'lgan tizimlar sezgir tebranishlar - parametrlarning xaotik tebranishlari, ularning ta'sirini oldindan aytib bo'lmaydi.
Ko'pgina hollarda, geografik konvert tizimlariochiq. Ochiq tizimlar minimal potentsial energiyaga va maksimal entropiyaga (energiya tarqalish o'lchovi) intilmaydi. Geografik tizimlar tashqi muhit ta'sirida entropiyani kamaytirish (yoki konsentratsiyalash) orqali takomillashtirishga qodir. Bu jarayon tartibsizlikdan tartibni shakllantirish sifatida ifodalanishi mumkin. Geografik konvertda evolyutsion tarzda kuzatiladi.
Geografik qobiqda ikki yoki undan ortiq barqaror holatga ega bo'lgan tizimlar mavjud bo'lib, ular deyiladi tetik(almashtirish). Masalan, yer yuzasining muzlik va muzsiz holati, geyzerning ishlashi (dam olish - emissiya). Tetiklash kontseptsiyasi yuzaga kelishi mumkin bo'lgan ekologik oqibatlarni baholash uchun muhimdir: agar o'tish jarayoni boshlangan bo'lsa, hodisani avvalgi holatiga qaytarishdan ko'ra, uni ma'lum bir holatda ushlab turish energiya jihatidan osonroqdir.
Moddiy asosga ega bo'lgan sayyoraviy fizik-geografik jarayonlardagi mexanik o'zaro ta'sirlar universal tortishish qonuniga bo'ysunadi, unga ko'ra har qanday ikkita massali moddiy zarralar M 1 Va M 2 kuch bilan bir-biriga tortiladi R, massalar mahsulotiga proportsional va masofa kvadratiga teskari proportsional R ular orasida:
Qayerda G - mutanosiblik koeffitsienti (tortishish doimiysi) 6,672510 -11 Nm 2 /kg 2 ga teng. Ushbu qonunga ko'ra, tortishish kuchi faqat ma'lum bir vaqtda zarrachalarning holatiga bog'liq, ya'ni. gravitatsiyaviy o'zaro ta'sir bir zumda tarqaladi. Demak, tortishishning ifodasi:
Qayerda g
- 9,7805 x ga teng erkin tushuvchi nuqtaning tezlanishi 
T
-
moddiy nuqtaning massasi; ph - geografik kenglik; h
- nuqtaning dengiz sathidan balandligi.
Osmon jismlari bo'lgan makrojismlar olamida ularning o'zaro ta'siri va evolyutsiyasini belgilab beruvchi universal tortishish qonuni asosiy rol o'ynaydi. Yerda ushbu qonunning namoyon bo'lishi:
Yerning tortishish maydoni (tortishish maydoni);
er usti materiyasining gravitatsion tabaqalanishi, bu geosferalarning shakllanishiga olib keladi, litosferaning izostatik muvozanati, yadro va mantiya, okean va atmosferada issiqlik konvektsiyasi;
er massalarining harakati va ularning sayyora ichidagi va uning yuzasida harakati;
to'lqinlarning shakllanishi.
Yerning tortishish maydoni tortishish maydonini ifodalaydi - tortishishning natijaviy kuchi va Yerning aylanishining markazdan qochma kuchi (4.2-rasm). Og'irlik kuchi qutblarda eng kichik bo'lgan Yerning radiusiga bog'liq bo'lganligi sababli, u qutblarda eng katta. Orbita radiusiga (bir xil aylanish tezligida) bog'liq bo'lgan markazdan qochma kuchi ekvatorda eng katta. Bu kuchlarning natijasi ekvatordan qutbga qarab mos ravishda 978 dan 983 galgacha ortadi. Og'irlik kuchi er yuzasidan yuqoriga qarab kamayadi va litosferada yerning chuqurligiga bir oz kuchayadi.
Gravitatsion maydon potentsialdir. Bir xil tortishish potentsiali bo'lgan nuqtalar izopotensial (yoki ekvipotensial) sirtlarni hosil qiladi. Har bir bunday sirtda massaning o'z-o'zidan harakatlanishi mumkin emas, chunki tortishishning gorizontal komponenti nolga teng. Yerning eng muhim izopotensial yuzasi geoid yuzasi hisoblanadi. Izopotensial relyef yuzalarining kesimlari hosil bo'ladi gorizontal(quruqlik izogipsilari yoki dengiz tubining izobatlari).
Guruch. 4.2. Gravitatsiya (R O ) - tortishish kuchlarining natijasidir (P N ) va markazdan qochma (R δ )
Massasi bo'lgan jismlarning harakatlari tortishish sohasida ushbu maydonning gradienti yo'nalishiga muvofiq sodir bo'ladi, ya'ni. normaldan izopotensial sirtlarga. To'siqlar (masalan, er) mavjud bo'lganda, harakat potentsial energiya pasayadigan tarzda sodir bo'ladi. Masalan, aloqa kemalari qonuniga ko'ra, ulangan tanklardagi suv sathi bitta potentsial yuzaga mos keladi.
Yerning tortishish maydoni qiymatlari ko'rsatiladi izogonlar(gravitatsiya qiymatlari teng bo'lgan chiziqlar).
Gravitatsion farqlanish. Mavjud g'oyalarga ko'ra, tortishish Yerning protoplanetar bulutdan paydo bo'lishida asosiy kuchlardan biri bo'lgan. Turli gipotezalarga koʻra, Yer geterogen jism (Yerning yadrosi oldingi bosqichda, mantiya keyingi bosqichda shakllangan) yoki bir jinsli massa sifatida paydo boʻlgan. Ikkinchi holda, geofizik nuqtai nazardan sayyora tarixidagi asosiy narsa, deb ishoniladi. materiyaning gravitatsion differentsiatsiyasi jarayoni - tortishish maydonidagi materiyaning zichligiga muvofiq tabaqalanish. Bunday tabaqalanish natijasida geosferalar paydo bo'lib, ularning har biri bitta agregat holatidagi va shunga o'xshash zichlikdagi moddalardan tashkil topgan. Hisob-kitoblar shuni ko'rsatadiki, Yerning yadro va mantiyaga tortishish kuchi bilan ajralishi paytida ajralib chiqadigan issiqlik miqdori sayyoramizning dastlabki qattiq moddasini eritish uchun etarli bo'ladi.
Ko'pgina jarayonlar gravitatsiyaviy differentsiatsiya, shu jumladan litosfera bloklarining vertikal tektonik harakatlari bilan bog'liq. Atmosferada gravitatsiyaviy farqlanish turli harorat va namlik tufayli havo ustunining beqarorligiga olib keladi. Troposferada havo er yuzasi tomonidan isitiladi va yuqoriga ko'tarilgan impulsni boshdan kechiradi ("suzadi"). Atmosferaning gravitatsion beqarorligi keng tarqalgan, shuning uchun meteorologiyada er yuzasidan yuqoriga qarab haroratning pasayishi normal hisoblanadi, haroratning oshishi esa deyiladi. inversiya. Gidrosferada gravitatsion differentsiatsiya suv massalarining haroratiga ham, sho'rlanishiga ham bog'liq bo'lib, bu ularning harakati va zichligiga muvofiq joylashishiga olib keladi (suvlarning ko'tarilish jarayoni deyiladi). ko'tarilish, tushirish - pastga tushish).
Izostaziya. Zichlikning farqlanish jarayonlari litosferaning izostatik muvozanatlashuvi shaklida ham namoyon bo'ladi. Buni suv yuzasida suzuvchi jismlarning izostatik muvozanatlash modellari yaxshi ko'rsatilgan (4.3-rasm). Shaklda. 4.3, b turli zichlikdagi kublar bir xil o'lchamda ko'rsatilgan, buning natijasida ular suvning o'z zichligi nisbatiga mutanosib ravishda suvga botiriladi. Shaklda. 4.3, A bir xil zichlikdagi kublar, lekin har xil o'lchamdagi kublar ko'rsatilgan, shuning uchun har bir kub kubning kesimiga ko'paytiriladigan massa nisbatiga (oldingi holatda bo'lgani kabi) teng miqdorda suvga botiriladi. O'qlar tortishish va Arximed kuchlarining juftlarini ko'rsatadi. Har bir kub bir holatda izostatik muvozanat moddaning zichligi va tananing qalinligi (quvvati) ga muvofiq.
Odatda litosferaga nisbatan izostatik muvozanat tushunchasi qo'llaniladi, ammo ta'sir har qanday muhitda o'zini namoyon qiladi. Shunday qilib, litosfera bloklarini izostatik muvozanatlashning printsipial diagrammasidan (4.4-rasm) ma'lum bo'lishicha, materik qobig'i yuqori mantiyaning bir qismi bilan birga yuqoriga suzadi, chunki u okeanikidan kamroq zichroq moddadan iborat va kattaroq qalinlikka ega. Okean qobig'i materik qobig'iga nisbatan xuddi shu sabablarga ko'ra cho'kadi, chunki uning zichligi yuqori va qalinligi kamroq. Izostaziya tufayli quruqlik balandligi va okean chuqurligi o'rtasidagi muntazam munosabat saqlanib qoladi, bu gipsografik egri chiziqda aks etadi.
Guruch. 4.3. Izostaziya modellari (F. Steysi bo'yicha): A- litosferaning qalinligi bo'yicha substratdagi bloklarni muvozanatlash; b - moddaning zichligiga ko'ra substratdagi muvozanat bloklari (raqamlar an'anaviy zichlik birliklarida berilgan)
Guruch. 4.4. Litosferaning izostatik muvozanati
Litosferaning izostatik muvozanatlashuvi geografik konvertning muhim tizim hosil qiluvchi xususiyatidir. U materiklar va okeanlarning konfiguratsiyasini, balandliklar va chuqurliklarning taqsimlanishini va ular orqali issiqlik oqimi va qayta taqsimlanishini, suv va havo massalarining aylanishini va geografik qobiqning fazoviy farqlanishining boshqa qonuniyatlarini belgilaydi.
Yer massalarining harakati. Sayyora ichidagi tortishish va boshqa kuchlarning o'zaro ta'siri va kosmik muhitning ta'siri kosmosda eng barqaror pozitsiyani egallashga harakat qilib, er massalarining harakatiga olib keladi. Bu siljishlarning bevosita ifodasi vulqon jarayonlari - materiyaning chuqur massalarining geografik konvertiga emissiyasi;seysmik hodisalar - er ichidagi massalarning keskin siljishi, odatda er qobig'ining uzluksizligidagi silkinishlar va uzilishlar bilan birga keladi; tektonik harakatlar - Yer massalarining sayyora ichidagi yoki er yuzasida namoyon bo'ladigan harakati (neotektonik). Ularning barchasi geografik konvertning ishlashiga faol ta'sir qiladi. Ularning namoyon bo'lishining asosiy sababi - Yer ichidagi va uning yuzasida o'zaro ta'sir natijalarini muvozanatlash zarurati. Yer massalarining harakati sayyoraning muhim xususiyatidir, chunki ular uning ichki qismining faolligini va rivojlanish va takomillashtirish qobiliyatini ko'rsatadi.
To'lqinlar. Okean to'lqinlari asosan Yer, Oy va Quyoshning o'zaro ta'siriga bog'liq. Bunda etakchi rolni yaqin atrofdagi Oy o'ynaydi, uning tortishish kuchi quyoshnikidan 2,17 marta katta. To'lqinlarning butun tsikli davomiylik bo'yicha oy kuniga (24 soat 51 minut) to'g'ri keladi, ular quyosh kunlariga to'g'ri kelmaydi, buning natijasida gelgit tengsizliklari hosil bo'ladi. Biroq, haqiqatda kunlik, yarim kunlik va aralash suv oqimi kuzatiladi.
Oy o'rtacha radiusi 384 ming km bo'lgan elliptik orbita bo'ylab Yer atrofida aylanadi. Yer-Oy tizimi umumiy massa markaziga ega bo'lib, Yer tanasida uning markazidan 2/3 masofada joylashgan, chunki o'zaro ta'sir qiluvchi kuchlarning massalari juda farq qiladi (Yerning massasi Oynikidan 81 marta katta). Ikkala samoviy jism ham shunday harakat qiladiki, ulardan birining istalgan nuqtasi bir xil orbitani tasvirlaydi. Har bir bunday nuqtada, joyning kengligidan qat'i nazar, bir xil markazdan qochma kuch paydo bo'ladi.
Markazdan qochma kuchdan tashqari, Yerning har bir nuqtasiga Oy tomon yo'naltirilgan tortishish kuchi ta'sir qiladi, bu bezovta qiluvchi massagacha bo'lgan masofaga bog'liq (4.5-rasm). Agar Oyning massa markazidan Yerning massa markazigacha bo'lgan masofa 60 Yer radiusiga teng bo'lsa. (R), keyin Oyga eng yaqin Z nuqtaga (zenit) u faqat 59 ga teng R, va eng uzoq nuqtaga N (nodir) - 61R. Umumjahon tortishish qonuniga ko'ra, tortishish kuchining kattaligi massa markazlari orasidagi masofaning kvadratiga teskari proportsionaldir. Binobarin, Z nuqtada tortishish kuchi O 3 nuqtasidan kattaroq, N nuqtada esa Yer tanasining istalgan nuqtasidan kamroq. Shunday qilib, Yerning massa markazida tortishish va markazdan qochma kuchlarning tengligi mavjud, ammo Z va N nuqtalarda tenglik yo'q: Z nuqtada tortishish kuchi markazdan qochma kuchdan kattaroq, N nuqtada markazdan qochma kuch. kattaroqdir. Bu to'lqinli deformatsiyalarning shakllanishiga olib keladi - burmalar yoki tik turgan to'lqinlar.
Hisob-kitoblar shuni ko'rsatadiki, Yerning massa markazida Oy ta'sirida tortishish kuchining mutlaq qiymati 1 kg massa uchun 3,38 mg ni tashkil qiladi, Z nuqtada tortishish kuchi allaqachon 3,49 mg / kg ni tashkil qiladi. N nuqtasi - faqat 3,27 mg / kg. Ushbu qiymatlarni er yuzasining har bir nuqtasida markazdan qochma kuchning vektor qiymatlari bilan jamlab, biz Z nuqtasiga Oyga va N nuqtasiga Oyga yo'naltirilgan natijani olamiz. Bu kuch deyiladi suv toshqini Ikkala holatda ham uning qiymati 0,11 mg / kg massani tashkil qiladi, ammo ishorasi qarama-qarshidir. Yer - Oy tizimining o'qi ustida yotmaydigan boshqa nuqtalarda kuchlar noto'g'ri joylashadi va parallelogrammalarni hosil qiladi, bunda natija parallelogramma diagonali bo'ylab yo'naltiriladi.
Guruch. 4.5. Yer yuzasining turli nuqtalarida Oy ta'sirida to'lqin kuchini shakllantirish
4.6-rasm. Yerning Oy (L) va Quyosh (S) bilan o'zaro ta'sirida hosil bo'lgan to'lqinlar: A - bahor; b - kvadratura
Yerning aylanishi tufayli to'lqin cho'qqilari har bir keyingi daqiqada er yuzasining yangi joylarida hosil bo'ladi, shuning uchun Oyning ketma-ket ikkita yuqori yoki quyi kulminasi o'rtasidagi vaqt oralig'ida to'lqin cho'qqilari butun dunyo bo'ylab aylanadi va bu vaqt ichida har bir joyda ikkitadan yuqori to'lqinlar va ikkita past suv toshqini sodir bo'ladi.
Shunga o'xshash o'zaro ta'sir Yer va Quyosh (shuningdek, boshqa samoviy jismlar) o'rtasida sodir bo'ladi, lekin u ahamiyatsiz. Quyoshning massasi Oyning massasiga nisbatan beqiyos katta va Yerdan Quyoshgacha bo'lgan masofa ham Oyga qaraganda ancha katta, shuning uchun quyosh to'lqinining kattaligi Oy oqimidan taxminan 2,2 baravar kam. Yer, Oy va Quyoshning nisbiy pozitsiyalari doimo o'zgarib turganligi sababli, quyosh va oy to'lqinlarining kattaligi ham o'zgaradi. Quyosh to'lqinlari oy to'lqinlarining kattaligini o'zgartiradi. Agar oy va quyoshdan kelib chiqadigan to'lqinlar jamlangan bo'lsa va uchta yorug'lik bitta to'g'ri chiziqda joylashgan bo'lsa, u holda to'lqin deyiladi. bahor, agar ular ayirilsa va Quyosh va Oy Yerga nisbatan to'g'ri burchak hosil qilsa - kvadrat(4.6-rasm). Okeandagi bahorgi to'lqinning balandligi oyning to'lqinidan taxminan 1,5 baravar yuqori, kvadratura to'lqini esa ikki baravar yuqori.
Biosferadagi tirik materiyaning ishi juda xilma-xildir. Vernadskiyning fikricha, biosferadagi tirik materiyaning ishi ikki asosiy shaklda namoyon bo'lishi mumkin:
a) kimyoviy (biokimyoviy) - geologik faoliyatning I turi; b) mexanik – transport faoliyatining II turi.
Birinchi turdagi atomlarning biogen migratsiyasi organizmlar tanasini qurish va oziq-ovqat hazm qilish jarayonida organizmlar va atrof-muhit o'rtasidagi doimiy moddalar almashinuvida namoyon bo'ladi. Ikkinchi turdagi atomlarning biogen migratsiyasi bu organizmlarning hayotiy faoliyati davomida materiyaning harakatlanishidan (qo'niklar, uyalar qurish paytida, organizmlar erga ko'milganda), tirik materiyaning o'zi harakatidan, shuningdek noorganik moddalarning erni iste'mol qiluvchilar, loy yeyuvchilar va filtrli oziqlantiruvchilarning oshqozon yo'llari orqali o'tishi.
Tirik materiyaning biosferadagi ishini tushunish uchun V.I.Vernadskiy biogeokimyoviy tamoyillar deb atagan uchta asosiy tamoyil juda muhimdir:
- Biosferadagi kimyoviy elementlar atomlarining biogen migratsiyasi doimo uning maksimal namoyon bo'lishiga intiladi.
- Turlarning geologik vaqt davomida evolyutsiyasi biosferada barqaror hayot shakllarini yaratishga olib keladi, atomlarning biogen migratsiyasini kuchaytiradigan yo'nalishda boradi.
- Tirik materiya o'zini o'rab turgan kosmik muhit bilan uzluksiz kimyoviy almashinuvda bo'lib, sayyoramizda Quyoshning nurlanish energiyasi bilan yaratiladi va saqlanadi.
Tirik materiyaning funktsiyalari:
1. Energiya funktsiyasi
Fotosintez jarayonida quyosh energiyasini va energiya bilan to'yingan moddalarning parchalanishi paytida kimyoviy energiyaning yutilishi, oziq-ovqat zanjirlari orqali energiyaning uzatilishi.
Natijada biosfera-sayyora hodisalari bilan kosmik radiatsiya, asosan quyosh nurlanishi o'rtasida bog'liqlik mavjud. To'plangan quyosh energiyasi tufayli Yerdagi barcha hayot hodisalari sodir bo'ladi. Vernadskiy bejiz yashil xlorofill organizmlarini biosferaning asosiy mexanizmi deb atamagan.
So'rilgan energiya ekotizim ichida tirik organizmlar o'rtasida oziq-ovqat shaklida taqsimlanadi. Energiyaning bir qismi issiqlik shaklida tarqaladi va uning bir qismi o'lik organik moddalarda to'planib, qazilma holatiga aylanadi. Torf, ko'mir, neft va boshqa yonuvchi foydali qazilmalar konlari shunday shakllangan.
Kislorod litosfera jinslarida sodir bo'ladigan geokimyoviy jarayonlarda ajralib chiqadi. U 2,8·1014 tonnani o'z ichiga oladi.Oxirgi 200 million yil davomida o'simliklar fotosintezi tufayli havodagi kislorod miqdori doimiy bo'lib qoldi. Kislorodning paydo bo'lishi Yerning ko'plab xususiyatlarini o'zgartirdi. Ozon qatlami tirik organizmlar uchun zararli bo'lgan ultrabinafsha nurlarini to'sib qo'yishni boshladi. Kislorod kuchli oksidlovchi modda bo'lganligi sababli tog' jinslarining parchalanish jarayonlari kuchaydi. Atmosferada bo'lmaganida, Yerdagi litosferaning tarkibi butunlay boshqacha edi. Shunday qilib, KMA ning ferruginli kvartsitlari, shuningdek, Sibirning temir rudasi konlari Kembriygacha bo'lgan davrda shakllangan. Bu oz miqdordagi kislorod bilan hosil bo'lgan temirning temir shakllari. Keyingi geologik davrlarda Yerda temir rudalarining bunday to'planishi yo'q edi. Atmosferada kislorod paydo bo'ldi va temirning oksidli shakllari shakllana boshladi, ular ko'proq harakatchan va katta konlarni hosil qila olmaydi9.
Atmosferadagi azot o'simliklar tomonidan so'riladi va hayvonlar uni o'simlik ovqatlaridan oladi. Ammo azotni biriktirishda asosiy rol tuproq bakteriyalariga tegishli. Uning atmosferadagi miqdori 3,8·1015 t.ni tashkil etadi.Azot boshqa bakteriyalar - denitrifikatorlarning faolligi tufayli atmosferaga qaytariladi. Ularsiz atmosfera azotining katta qismi okean va cho'kindi jinslarda bog'lanib qoladi.
Uglerod. Yerda fotosintetik organizmlar mavjud bo'lgan davrda ularning atmosferasi er qobig'iga ko'p miqdorda uglerod o'tkazdi. Hozirgi zamon atmosferasida uning 7·1011 tonnasi bor.Uglerod balansi organizm faoliyati, karbonat angidridni singdirish va chiqarish bilan bog'liq. Biroq, bu muvozanat ba'zan tananing iqtisodiy faoliyati va atrof-muhitga katta hajmdagi uglerodning chiqishi bilan buziladi.
Shunday qilib, zamonaviy atmosfera uning tarkibini belgilaydigan, tartibga soluvchi va o'zgartiradigan organizmlarning, shu jumladan odamlarning hayotiy faoliyati mahsulidir.
2. Destruktiv funktsiya
Bu funktsiya parchalanish, o'lik organik moddalarning minerallashuvi, tog' jinslarining kimyoviy parchalanishi, hosil bo'lgan minerallarning biotik aylanishda ishtirok etishi, ya'ni. tirik materiyaning inert materiyaga aylanishiga sabab bo'ladi. Natijada biosferaning biogen va bioinert moddalari ham hosil bo'ladi.
Tog' jinslarining kimyoviy parchalanishini alohida ta'kidlash kerak. "Bizning Yerda tirik materiyadan kuchliroq materiya maydalagichi yo'q", deb yozgan Vernadskiy.
Tog' jinslarida hayotning kashshoflari - bakteriyalar, ko'k-yashil suv o'tlari, zamburug'lar va likenlar - kislotalarning butun majmuasi - karbon, azot, oltingugurt va turli xil organiklarning eritmalari bilan jinslarga kuchli kimyoviy ta'sir ko'rsatadi. Ularning yordami bilan ma'lum minerallarni parchalab, organizmlar tanlab ajratib oladi va biotik tsiklga eng muhim ozuqaviy elementlarni - kaltsiy, kaliy, natriy, fosfor, kremniy va mikroelementlarni kiritadi.
3. Konsentratsiya funksiyasi
Bu organizm tanasini qurish uchun ma'lum turdagi moddalarning hayoti davomida tanlab to'planishi yoki metabolizm paytida undan chiqarilganlarning nomi. Konsentratsiya funktsiyasi natijasida tirik organizmlar atrof-muhitning biogen elementlarini ajratib oladi va to'playdi. Tirik materiyaning tarkibida engil elementlarning atomlari ustunlik qiladi: vodorod, uglerod, azot, kislorod, natriy, magniy, kremniy, oltingugurt, xlor, kaliy, kaltsiy. Bu elementlarning tirik organizmlar tanasida konsentratsiyasi tashqi muhitga qaraganda yuzlab va minglab marta yuqori. Bu biosferaning kimyoviy tarkibining heterojenligini va uning sayyoramizning jonsiz moddalari tarkibidan sezilarli farqini tushuntiradi. Moddaning tirik organizmining kontsentratsiya funksiyasi bilan bir qatorda natijalar bo'yicha unga qarama-qarshilik - sochilish ajralib turadi. U organizmlarning trofik va transport faoliyati orqali o'zini namoyon qiladi. Masalan, organizmlar najasni chiqarganda materiyaning tarqalishi, kosmosda har xil turdagi harakatlar paytida organizmlarning nobud bo'lishi yoki qobiqning o'zgarishi. Qon gemoglobinidagi temir, masalan, qon so'ruvchi hasharotlar orqali tarqaladi.
4. Atrof muhitni hosil qiluvchi funktsiya
Atrof-muhitning fizik-kimyoviy parametrlarining (litosfera, gidrosfera, atmosfera) organizmlar mavjudligi uchun qulay sharoitlarda hayotiy jarayonlar natijasida o'zgarishi. Bu funktsiya yuqorida muhokama qilingan tirik materiya funktsiyalarining birgalikdagi natijasidir: energiya funktsiyasi biologik aylanishning barcha bo'g'inlarini energiya bilan ta'minlaydi; halokatli va kontsentratsiyasi tabiiy muhitdan ajratib olish va tarqoq, lekin tirik organizmlar uchun hayotiy muhim elementlarning to'planishiga yordam beradi. Shuni ta'kidlash kerakki, atrof-muhitni shakllantirish funktsiyasi natijasida geografik qobiqda quyidagi muhim voqealar sodir bo'ldi: birlamchi atmosferaning gaz tarkibi o'zgardi, birlamchi okean suvlarining kimyoviy tarkibi o'zgardi, a. litosferada choʻkindi jinslar qatlami hosil boʻlgan, quruqlik yuzasida unumdor tuproq qoplami paydo boʻlgan. "Organizm nafaqat o'zi moslashgan, balki unga moslashgan muhit bilan shug'ullanadi", - Vernadskiy tirik materiyaning atrof-muhitni shakllantirish funktsiyasini tavsiflagan.
Ko'rib chiqilayotgan tirik materiyaning to'rtta funktsiyasi asosiy, belgilovchi funktsiyalardir. Tirik materiyaning ba'zi boshqa funktsiyalarini ajratib ko'rsatish mumkin, masalan10:
Gaz funktsiyasi gazlarning migratsiyasini va ularning o'zgarishini aniqlaydi va biosferaning gaz tarkibini ta'minlaydi. Erdagi gazlarning asosiy massasi biogen kelib chiqadi. Tirik materiyaning faoliyat ko'rsatish jarayonida asosiy gazlar: azot, kislorod, karbonat angidrid, vodorod sulfidi, metan va boshqalar hosil bo'ladi. Ko'rinib turibdiki, gaz funktsiyasi ikkita asosiy funktsiya - buzg'unchi va atrof-muhitni hosil qiluvchi funktsiyaning birikmasidan iborat. ;
Oksidlanish-qaytarilish funktsiyasi asosan o'zgaruvchan oksidlanish darajasiga ega bo'lgan atomlarni (temir, marganets, azot va boshqalar birikmalari) o'z ichiga olgan moddalarning kimyoviy o'zgarishidan iborat. Shu bilan birga, Yer yuzasida oksidlanish va qaytarilishning biogen jarayonlari ustunlik qiladi. Odatda biosferadagi tirik moddaning oksidlanish funktsiyasi bakteriyalar va ba'zi zamburug'lar tomonidan tuproqdagi kislorodga nisbatan kambag'al birikmalarning parchalanishi, qobiq va gidrosferaning ko'proq kislorodga boy birikmalarga aylanishida namoyon bo'ladi. Qaytaruvchi funktsiya to'g'ridan-to'g'ri sulfatlarning hosil bo'lishi yoki turli bakteriyalar tomonidan ishlab chiqarilgan biogen vodorod sulfidi orqali amalga oshiriladi. Va bu erda biz bu funktsiya tirik materiyaning muhit hosil qiluvchi funktsiyasining ko'rinishlaridan biri ekanligini ko'ramiz;
Transport funktsiyasi - materiyaning tortishish kuchiga qarshi va gorizontal yo'nalishda o'tkazilishi. Nyuton davridan beri ma'lumki, sayyoramizdagi materiya oqimining harakati tortishish kuchi bilan belgilanadi. Jonsiz materiyaning o'zi faqat yuqoridan pastgacha qiya tekislik bo'ylab harakatlanadi. Faqat shu yo'nalishda daryolar, muzliklar, qor ko'chkilari va qirg'oqlar harakatlanadi.
Yerda hayot paydo bo'lishidan oldin uning tashqi, yagona qobig'i bir-biriga bog'langan uchta qobiqdan iborat edi: litosfera, atmosfera va gidrosfera. Tirik organizmlar - biosferaning paydo bo'lishi bilan bu tashqi qobiq sezilarli darajada o'zgardi. Uning barcha tarkibiy qismlari - komponentlar ham o'zgargan. Atmosferaning quyi qatlamlari, litosferaning yuqori qismlari, butun gidrosfera va biosfera o'zaro bir-biriga kirib, o'zaro ta'sir qiladigan Yer qobig'i geografik (er) qobiq deb ataladi. Geografik qobiqning barcha tarkibiy qismlari alohida holda mavjud emas, ular bir-biri bilan o'zaro ta'sir qiladi. Shunday qilib, suv va havo yoriqlar va g'ovaklardan tog' jinslariga chuqur kirib, nurash jarayonlarida qatnashadi, ularni o'zgartiradi va shu bilan birga o'zini o'zgartiradi. Daryolar va yer osti suvlari, harakatlanuvchi minerallar relefning o'zgarishida ishtirok etadi. Tog' jinslari zarralari vulqon otilishi va kuchli shamol paytida atmosferaga baland ko'tariladi. Gidrosferada ko'plab tuzlar mavjud. Suv va minerallar barcha tirik organizmlarning bir qismidir. O'layotgan tirik organizmlar tog' jinslarining ulkan qatlamlarini hosil qiladi. Turli olimlar geografik konvertning yuqori va pastki chegaralarini turli usullar bilan chizishadi. Uning keskin chegaralari yo'q. Ko'pgina olimlarning fikricha, uning qalinligi o'rtacha 55 km. Yerning kattaligi bilan solishtirganda, u nozik bir plyonkadir.
Komponentlarning o'zaro ta'siri natijasida geografik qobiq faqat o'ziga xos xususiyatlarga ega.
Faqat bu erda moddalar qattiq, suyuq va gazsimon holatda bo'lib, geografik qobiqda sodir bo'ladigan barcha jarayonlar uchun va birinchi navbatda hayotning paydo bo'lishi uchun katta ahamiyatga ega. Faqat shu yerda, Yerning qattiq yuzasi yaqinida dastlab hayot paydo bo'ldi, keyin esa inson va insoniyat jamiyati paydo bo'ldi, uning mavjudligi va rivojlanishi uchun barcha sharoitlar mavjud: havo, suv, tosh va minerallar, quyosh issiqligi va nuri, tuproq. , o'simliklar, bakterial va hayvonlar hayoti.
Geografik konvertdagi barcha jarayonlar quyosh energiyasi va kamroq darajada ichki yer energiya manbalari ta'sirida sodir bo'ladi. Quyosh faolligining o'zgarishi geografik konvertning barcha jarayonlariga ta'sir qiladi. Masalan, quyosh faolligining kuchayishi davrida magnit bo'ronlari kuchayadi, o'simliklarning o'sishi, ko'payishi va hasharotlarning ko'chishi o'zgaradi, odamlarning, ayniqsa bolalar va qariyalarning sog'lig'i yomonlashadi. Quyosh faolligi ritmlari va tirik organizmlar o'rtasidagi bog'liqlikni 20-30-yillarda rus biofiziki Aleksandr Leonidovich Chizhevskiy ko'rsatgan. XX asr
Geografik konvert ba'zan tabiiy muhit yoki oddiygina tabiat deb ataladi, bu asosan geografik konvert chegaralaridagi tabiatni anglatadi.
Geografik qobiqning barcha tarkibiy qismlari moddalar va energiya aylanishi orqali bir butunga bog'langan, buning natijasida qobiqlar o'rtasida moddalar almashinuvi sodir bo'ladi. Modda va energiyaning aylanishi geografik qobiqning tabiiy jarayonlarining eng muhim mexanizmidir. Moddalar va energiyaning turli xil aylanishlari mavjud: atmosferadagi havo aylanishlari, er qobig'i, suv aylanishlari va boshqalar Geografik konvert uchun havo massalarining harakati tufayli amalga oshiriladigan suv aylanishi katta ahamiyatga ega. Suv ajoyib harakatchanlik bilan ajralib turadigan tabiatning eng ajoyib moddalaridan biridir. Haroratning ozgina o'zgarishi bilan suyuqlikdan qattiq yoki gaz holatiga o'tish qobiliyati suvning turli xil tabiiy jarayonlarni tezlashtirishga imkon beradi. Suvsiz hayot bo'lishi mumkin emas. Suv aylanishda bo'lib, boshqa komponentlar bilan yaqin aloqada bo'lib, ularni bir-biri bilan bog'laydi va geografik konvertning shakllanishida muhim omil hisoblanadi.
Biologik tsikl geografik konvertning hayotida katta rol o'ynaydi. Yashil o'simliklarda, ma'lumki, organik moddalar yorug'likdagi karbonat angidrid va suvdan hosil bo'lib, hayvonlar uchun oziq-ovqat bo'lib xizmat qiladi. Hayvonlar va o'simliklar o'lgandan so'ng, bakteriyalar va zamburug'lar tomonidan minerallarga parchalanadi, keyin esa yashil o'simliklar tomonidan qayta so'riladi. Xuddi shu elementlar qayta-qayta tirik organizmlarning organik moddalarini hosil qiladi va qayta-qayta mineral holatga qaytadi.
Barcha aylanishlarda etakchi rol troposferadagi havo aylanishiga tegishli bo'lib, u butun shamollar tizimini va havoning vertikal harakatini o'z ichiga oladi. Troposferadagi havo harakati gidrosferani global tsiklga tortadi va global suv aylanishini hosil qiladi. Boshqa tsikllarning intensivligi ham unga bog'liq. Eng faol tsikllar ekvatorial va subekvatorial kamarlarda sodir bo'ladi. Qutbli hududlarda, aksincha, ular ayniqsa sekin harakat qilishadi. Barcha tsikllar bir-biriga bog'langan.
Har bir keyingi tsikl avvalgilaridan farq qiladi. U shafqatsiz doira hosil qilmaydi. O'simliklar, masalan, tuproqdan ozuqa moddalarini oladi va ular o'lganda, ularni ko'proq qaytarib beradilar, chunki o'simliklarning organik massasi asosan tuproqdan keladigan moddalar tomonidan emas, balki atmosferadagi karbonat angidriddan hosil bo'ladi. Tsikllar tufayli tabiatning barcha tarkibiy qismlari va umuman geografik konvertning rivojlanishi sodir bo'ladi.
Sayyoramizni nima noyob qiladi? Hayot! Sayyoramizni o'simliklar va hayvonlarsiz tasavvur qilish qiyin. Turli xil shakllarda u nafaqat suv va havo elementlarini, balki er qobig'ining yuqori qatlamlarini ham qamrab oladi. Biosferaning paydo bo'lishi geografik konvertning va butun Yerning sayyora sifatida rivojlanishining prinsipial muhim bosqichidir. Tirik organizmlarning asosiy roli quyosh energiyasi va moddalar va energiyaning biologik aylanishiga asoslangan barcha hayotiy jarayonlarning rivojlanishini ta'minlashdan iborat. Hayotiy jarayonlar uchta asosiy bosqichdan iborat: organik moddalarning fotosintezi natijasida birlamchi ishlab chiqarishni yaratish; birlamchi (o'simlik) mahsulotlarni ikkilamchi (hayvoniy) mahsulotga aylantirish; bakteriyalar va zamburug'lar tomonidan birlamchi va ikkilamchi biologik mahsulotlarni yo'q qilish. Bu jarayonlarsiz hayot mumkin emas. Tirik organizmlarga: o'simliklar, hayvonlar, bakteriyalar va zamburug'lar kiradi. Tirik organizmlarning har bir guruhi (podshohligi) tabiatning rivojlanishida o'ziga xos rol o'ynaydi.
Sayyoramizda hayot 3 milliard yil oldin paydo bo'lgan. Barcha organizmlar milliardlab yillar davomida rivojlangan, o'rnashgan, rivojlanish jarayonida o'zgargan va o'z navbatida Yerning tabiatiga - ularning yashash muhitiga ta'sir ko'rsatgan.
Tirik organizmlar ta'sirida havoda kislorod ko'proq bo'ladi va karbonat angidrid miqdori kamayadi. Yashil o'simliklar atmosfera kislorodining asosiy manbai hisoblanadi. Yana bir narsa Jahon okeanining tarkibi edi. Litosferada organik kelib chiqqan jinslar paydo bo'ldi. Koʻmir va neft konlari, koʻpchilik ohaktosh konlari tirik organizmlar faoliyati natijasidir. Tirik organizmlar faoliyatining natijasi ham tuproqlarning hosil bo'lishi bo'lib, unumdorligi tufayli o'simlik hayoti mumkin. Shunday qilib, tirik organizmlar geografik konvertning o'zgarishi va rivojlanishining kuchli omilidir. Yorqin rus olimi V.I.Vernadskiy tirik organizmlarni o'zining yakuniy natijalari bo'yicha er yuzidagi eng qudratli kuch, tabiatni o'zgartiruvchi deb hisoblagan.
Geografik konvertning tarkibiy qismlari va ularning o'zaro ta'siri.
Atmosfera, litosfera, gidrosfera va biosfera - yer sharining to'rtta qobig'i murakkab o'zaro ta'sirda bo'lib, bir-biriga kirib boradi. Hammasi birgalikda tuzadilar geografik konvert.
Geografik qobiqda hayot rivojlanadi, suv, muz, shamolning faolligi o'zini namoyon qiladi, tuproq va cho'kindi jinslar hosil bo'ladi.
Geografik konvert - kosmik va quruqlik kuchlarining murakkab o'zaro ta'siri va o'zaro ta'siri maydoni. U tirik va jonsiz tabiatning o'zaro ta'siri natijasida rivojlanishda davom etadi va murakkablashadi.
Geografik konvertning yuqori chegarasi tropopauza - troposfera va stratosfera orasidagi o'tish qatlamiga to'g'ri keladi. Ekvatordan yuqorida bu qatlam 16-18 km, qutblarda esa 8-10 km balandlikda joylashgan. Bu balandliklarda geosferalarning oʻzaro taʼsiri natijasida hosil boʻlgan jarayonlar susayadi va toʻxtaydi. Stratosferada deyarli suv bug'i yo'q, havoning vertikal harakati yo'q va harorat o'zgarishi er yuzasining ta'siri bilan bog'liq emas. Bu erda hayot ham mumkin emas.
Quruqlikdagi pastki chegara 3-5 km chuqurlikda o'tadi, ya'ni jinslarning tarkibi va xossalari o'zgargan joyda suyuq suv va tirik organizmlar mavjud emas.
Yerning geografik qobig'i yaxlit moddiy tizim bo'lib, Yerning boshqa geosferalaridan sifat jihatidan farq qiladi. Uning yaxlitligi qattiq, suyuq va gazsimonlarning uzluksiz o'zaro ta'siri va hayot, tirik moddalarning paydo bo'lishi bilan belgilanadi. Geografik qobiqning barcha komponentlari Yerga keladigan quyosh energiyasi va Yerning ichki kuchlari energiyasidan foydalangan holda o'zaro ta'sir qiladi.
Geografik qobiq doirasidagi Yer geosferalarining oʻzaro taʼsiri moddalarning (suv, uglerod, kislorod, azot, karbonat angidrid va boshqalar) aylanishi natijasida yuzaga keladi.
Geografik konvertning barcha tarkibiy qismlari murakkab munosabatlarda. Bir komponentning o'zgarishi, albatta, boshqalarning o'zgarishiga olib keladi.
Geografik muhitdagi hodisalarning ritmi. Yerning geografik qobig'i doimo o'zgarib turadi va uning alohida tarkibiy qismlari o'rtasidagi munosabatlar murakkablashadi. Bu o'zgarishlar vaqt va makonda sodir bo'ladi. Tabiatda turli xil davomiylikdagi ritmlar mavjud. Qisqa, kundalik va yillik ritmlar tirik organizmlar uchun ayniqsa muhimdir. Ularning dam olish va faoliyat davrlari ana shu ritmlarga mos keladi. Sirkadiyalik ritm(kunduz va tunning o'zgarishi) Yerning o'z o'qi atrofida aylanishi bilan bog'liq; yillik ritm(fasllarning o'zgarishi) - Yerning Quyosh atrofida aylanishi. Yillik ritm o'simliklarda dam olish va vegetatsiya davrlarining mavjudligida, hayvonlarning eritilishi va ko'chishida, ayrim hollarda - qish uyqusida va ko'payishda namoyon bo'ladi. Geografik konvertdagi yillik ritm joyning kengligiga bog'liq: ekvatorial kengliklarda u mo''tadil yoki qutb kengliklariga qaraganda kamroq aniqlanadi.
Kundalik ritmlar yillik ritmlar fonida, yillik ritmlar esa ko'p yillik ritmlar fonida yuzaga keladi. Shuningdek bor ko'p asrlik, uzoq muddatli ritmlar, masalan, iqlim o'zgarishi (sovutish - isitish, quritish - namlash).
Geografik konvertning o'zgarishi ham materiklarning harakati, dengizlarning oldinga siljishi va chekinishi, geologik jarayonlar: eroziya va to'planish, dengizning ishi, vulqonizm jarayonida sodir bo'ladi. Umuman olganda, geografik konvert bosqichma-bosqich rivojlanadi: oddiydan murakkabga, pastdan yuqoriga.
Geografik konvertni rayonlashtirish va sektorlashtirish.
Geografik qobiqning eng muhim tuzilish xususiyati uning zonaliligidir. Hududlarga ajratish qonuni buyuk rus tabiatshunosi V.V.Dokuchaev tomonidan tuzilgan bo'lib, u bizning sayyoramizning Quyoshga nisbatan joylashishi, uning aylanishi va sferikligi er yuzasida shimoldan janubga yo'nalishda tarqalgan iqlim, o'simlik va hayvonlarga ta'sir qiladi, deb yozgan. qat'iy belgilangan tartibda.
Keng tekisliklarda rayonlashtirish yaxshiroq ifodalangan. Biroq, geografik zonalarning chegaralari kamdan-kam hollarda parallellarga to'g'ri keladi. Gap shundaki, zonalarning tarqalishiga boshqa ko'plab tabiiy omillar (masalan, relef) ta'sir qiladi. Bir zona ichida sezilarli farqlar bo'lishi mumkin. Bu zonal jarayonlarning zonallik qonuniyatlariga (relef, er va suvning taqsimlanishi) bo'ysunmaydigan ichki omillar ta'sirida yuzaga keladigan azonal jarayonlar ustiga qo'shilishi bilan izohlanadi.
Geografik konvertning eng yirik zonal bo'linmalari geografik zonalar, Ular radiatsiya balansi (quyosh radiatsiyasining kirib kelishi va chiqishi) va atmosferaning umumiy aylanishining tabiati bilan ajralib turadi. Yerda quyidagi geografik zonalar mavjud: ekvatorial, subekvatorial (shimoliy va janubiy), tropik (shimoliy va janubiy), subtropik (shimoliy va janubiy), moʻʼtadil (shimoliy va janubiy), subpolyar (subarktika va subantarktika), qutbli (arktika va antarktika). ).
Geografik kamarlar muntazam halqa shakliga ega emas, ular qit'alar va okeanlar, dengiz oqimlari va tog' tizimlari ta'sirida kengayadi, qisqaradi va egiladi.
Materik va okeanlarda geografik zonalar sifat jihatidan farq qiladi. Okeanlarda ular 150 m gacha chuqurlikda, zaif - 2000 m chuqurlikda yaxshi ifodalangan.
Geografik zonalar ichidagi qit'alarda okeanlarning ta'siri ostida, uzunlamasına sektorlar(moʻʼtadil, subtropik va tropik zonalarda), okeanik va kontinental.
Geografik zonalar ichidagi tekisliklarda bor tabiiy hududlar(45-rasm). Sharqiy Evropa tekisligidagi mo''tadil zonaning kontinental sektorida bular o'rmonlar, o'rmon-dashtlar, dashtlar, yarim cho'llar va cho'llar zonalaridir. Tabiiy zonalar - tuproq, o'simlik va iqlim sharoitlari o'xshashligi bilan ajralib turadigan er yuzasi bo'linmalari. Tuproq va o'simlik qoplamining shakllanishida asosiy omil harorat va namlik nisbati hisoblanadi.
Guruch. 45. Yerning asosiy biozonalari
Vertikal zonallik. Vertikal ravishda tabiiy komponentlar gorizontaldan farqli o'laroq o'zgaradi. Tog'larga ko'tarilganda, yog'ingarchilik miqdori va yorug'lik sharoitlari o'zgaradi. Xuddi shu hodisalar tekislikda turlicha ifodalangan. Nishabning har xil ta'siri harorat, namlik, tuproq va o'simlik qoplamining tengsiz taqsimlanishiga sabab bo'ladi. Kenglik zonalligi va vertikal zonallikning sabablari har xil: zonallik quyosh nurlarining tushish burchagi va issiqlik va namlik nisbatiga bog'liq; vertikal zonallik - balandlik va namlik darajasi bilan haroratning pasayishidan.
Erdagi deyarli har bir tog'li mamlakat vertikal zonallikning o'ziga xos xususiyatlariga ega. Ko'pgina tog'li mamlakatlarda tog 'tundra kamari yiqilib, o'rnini tog' o'tloqlari kamari egallaydi.
Guruch. 46. Hududning kengligi va balandligiga qarab o'simliklarning o'zgarishi
Balandlik zonalligi tog' etagida joylashgan zonadan boshlanadi (46-rasm). Tasma balandligini taqsimlashda eng muhim omil namlik darajasidir.
| |
§ 40. Biosferadagi moddalar va energiya aylanishi§ 42. Rossiyaning tabiiy hududlari
Kirish.
1-bob. Tirik materiya materiya harakatining biologik shakli sifatida...
1.1.Biosfera: tushunchasi, chegaralari va tuzilishi.
1.2.Yerda hayotning kelib chiqishi.
1.3.Tirik organizmlar evolyutsiyasi.
2-bob. Abiotik va biotik muhit omillarining tirik organizmlarga ta'siri.
2.1. Abiotik muhit omillari
2.2. Atrof-muhitning biotik omillari
3-bob.Geografik konvertning rivojlanishida biosferaning ahamiyati va roli.
3.1. Komponentli qobiqlarda hayotning o'ziga xos xususiyati
3.2. Ta'sir ostidagi geografik konvertning rivojlanish bosqichlari
Biotsenozlar.
Xulosa.
Adabiyot.
Yerdagi tirik organizmlarning evolyutsiyasi va ularning geografik konvertda aks etishi
KIRISH
Ming yillar davomida odamlarga tirik tabiat biz bilganimizdek yaratilgani va doimo o'zgarmaganligi aniq bo'lib tuyuldi. Ammo bu unday emas, aslida Yerning o'ziga xos rivojlanish boshlanishi bor. Ushbu kurs ishida biz geografik konvertning rivojlanishida aks etishi uchun Yerning geologik tarixi davomida tirik organizmlarning evolyutsiya jarayonini ko'rib chiqamiz.
Tirik organizmlar evolyutsiyasi jarayonida birinchi tirik organizmlarning paydo bo'lish vaqti va ularning tez rivojlanish davri muhim ahamiyatga ega. Tirik organizmlar evolyutsiyasi geografik qobiqning rivojlanishini ham belgilab berdi. Masalan, fotosintetik o'simliklar geografik qobig'ining rivojlanishining biogen bosqichida paydo bo'lishi atmosferada kislorodning to'planishiga va ozon qatlamining paydo bo'lishiga yordam berdi. Odamlar paydo bo'lgan antropogen davrda esa geografik konvertning mavjudligi so'roq ostida qoladi, chunki odamlar geografik konvertga salbiy ta'sir ko'rsatadi. Odamlarning salbiy ta'siriga quyidagilar kiradi: havoning ifloslanishi, har qanday hayvonlarning yo'q qilinishi va boshqalar.
Men ko'rib chiqayotgan mavzu juda dolzarb, chunki inson nima uchun paydo bo'lganini va mavjudligini bilishi kerak.
Maqsadga erishish quyidagi vazifalarni belgilash va hal qilishni o'z ichiga oladi:
"Biosfera" tushunchasining mohiyatini oydinlashtirish;
Biosfera evolyutsiyasi omillari va jarayonini hisobga olish;
Geografik konvertning rivojlanishida biosferaning rolini aniqlash.
1-BOB. MATERIYA HARAKATINI BIOLOGIK SHAKLI SILARDA TIRIK MADDA.
1.1. Biosfera: tushunchasi, chegaralari va tuzilishi
Biosfera - bu hayot yashaydigan Yerning qobig'i bo'lib, uning tarkibi, tuzilishi va energiyasi asosan tirik organizmlarning o'tmishdagi yoki hozirgi faoliyati bilan belgilanadi.
V.I.Vernadskiyning fikricha, butun yer sharini qamrab oluvchi biosfera cheksiz emas, uning chegaralari ko‘p jihatdan undagi tirik materiyaning mavjudligi bilan belgilanadi va hayotning yer shari bo‘ylab gorizontal va vertikal yo‘nalishda tarqalish chegaralarini belgilaydi. Shu bilan birga, Yer geoid shakliga ega bo'lganligi sababli, gorizontal chegaralar haqida gapirish ba'zi taxminlar bilan amalga oshirilishi kerak. Axir, agar ekvatorial, tropik va mo''tadil kengliklarda hayot keng tarqalgan bo'lsa, u holda aylana qutblari, ya'ni Shimoliy va Janubiy qutblar atrofida joylashgan hududlarga nisbatan aniqlik kiritilishi kerak.
Shimoliy Muz okeanining suvlari, uning katta qismi doimiy muz qoplami bilan yil davomida dengiz hayvonlari bilan ko'p yashaydi. Past haroratlar muz qoplamida tirik organizmlarning tarqalishiga to'sqinlik qilmaydi. Hatto yaqin vaqtgacha sovuq qutbi hisoblangan Verxoyanskda mutlaq minimal -71 ° C ga etgan, shimoliy tayga lichinka o'rmonlari o'sadi. Bundan ham pastroq haroratga bardosh bera oladigan moxlar, zamburug'lar, likenlar va suv o'tlari sporalarining kirib kelishi Shimoliy qutbgacha bo'lishi mumkin. Toshli substrat bo'lgan joylarda, masalan, Severnaya Zemlya va Shpitsbergen orollarining shimoliy qirg'oqlarida, mox-lichen o'simliklari kam bo'lsa-da, joylashadi. Antarktidada likenlar hatto Janubiy qutbdan 360 km uzoqlikda, dengiz sathidan 2000 m balandlikda joylashgan. Shu sababli, turli xil tabiiy sharoitlarga ega bo'lgan hududlar va suv zonalarida tirik organizmlarning kontsentratsiyasi va xilma-xilligi sezilarli chegaralarda farq qilsa-da, hayot butun dunyoda mavjud. Binobarin, biosferaning gorizontal chegaralari yo'q va biz faqat uning vertikal o'lchami haqida gapirishimiz kerak, u litosferaning yuqori qismini, butun gidrosferani va atmosferaning pastki qismini o'z ichiga oladi.
1-rasm. Biosferaning chegaralari
Litosfera - Yerning yuqori qattiq qobig'i. Uning qalinligi 50-200 km ni tashkil qiladi. Undagi hayotning tarqalishi cheklangan va chuqurlik bilan keskin kamayadi. Turlarning katta qismi qalinligi bir necha o'n santimetr bo'lgan yuqori qatlamda to'plangan. Ba'zi turlari bir necha metr yoki o'nlab metr chuqurlikka kiradi (ko'milgan hayvonlar - mollar, qurtlar; bakteriyalar; o'simlik ildizlari). Ba'zi bakteriyalar turlari topilgan eng katta chuqurlik 3-4 km (er osti suvlari va neftli gorizontlarda). Litosferaning chuqur qatlamlarida hayotning tarqalishiga turli omillar to'sqinlik qiladi. Yorug'lik etishmasligi tufayli o'simliklarning kirib borishi mumkin emas. Hayotning barcha shakllari uchun chuqurlik bilan ortib boruvchi atrof-muhit zichligi va harorat ham muhim to'siq bo'lib xizmat qiladi. Har 100 m uchun haroratning o'rtacha ko'tarilishi taxminan 3 ° C ni tashkil qiladi.Shuning uchun litosferada hayot tarqalishining pastki chegarasi uch kilometrlik chuqurlik hisoblanadi (harorat taxminan +100 ° C ga etadi). .
Gidrosfera Yerning suvli qobig'i bo'lib, okeanlar, dengizlar, ko'llar va daryolar to'plamidir. Litosfera va atmosferadan farqli o'laroq, u tirik organizmlar tomonidan to'liq rivojlangan. Hatto Jahon okeanining tubida, taxminan 12 km chuqurlikda, turli xil tirik mavjudotlar (hayvonlar, bakteriyalar) topilgan. Bundan tashqari, turlarning asosiy qismi gidrosferada sirtdan 150-200 m masofada yashaydi. Bu yorug'likning bunday chuqurlikka kirib borishi bilan bog'liq. Binobarin, quyi gorizontlarda o'simliklar va oziqlanish uchun o'simliklarga bog'liq bo'lgan ko'plab turlarning mavjudligi mumkin emas. Organizmlarning katta chuqurliklarda tarqalishi doimiy "yomg'ir" najas, yuqori qatlamlardan tushgan o'lik organizmlarning qoldiqlari, shuningdek, yirtqichlar bilan ta'minlanadi. Gidrobiontlar ham chuchuk, ham sho'r suvda yashaydi va yashash joylariga ko'ra 3 guruhga bo'linadi:
1) plankton - suv havzalari yuzasida yashovchi va suv harakati tufayli passiv harakatlanuvchi organizmlar;
2) nekton - suv ustunida faol harakatlanuvchi;
3) bentos - suv omborlari tubida yashovchi yoki loyga chuqurlashgan organizmlar.
Atmosfera Yerning gaz qobig'i bo'lib, u ma'lum kimyoviy tarkibga ega: taxminan 78% azot, 21% kislorod, 1% argon va 0,03% karbonat angidrid.Biosfera atmosferaning faqat eng quyi qatlamlarini o'z ichiga oladi. Ulardagi hayot litosfera va gidrosfera bilan bevosita aloqasisiz mavjud bo'lolmaydi. Katta yog'ochli o'simliklar balandligi bir necha o'n metrga etadi, tojlarini yuqoriga qo'yadi. Uchuvchi hayvonlar - hasharotlar, qushlar, yarasalar yuzlab metrlarga ko'tariladi. Yirtqich qushlarning ayrim turlari Yer yuzasidan 3-5 km balandlikka koʻtarilib, oʻz oʻljasini qidiradi. Nihoyat, ko'tarilgan havo oqimlari passiv ravishda bakteriyalarni, o'simliklar sporalarini, zamburug'larni va urug'larni o'nlab kilometr yuqoriga ko'taradi. Bundan tashqari, sanab o'tilgan barcha uchuvchi organizmlar yoki kiritilgan bakteriyalar atmosferada vaqtincha bo'ladi. Havoda doimiy yashaydigan organizmlar yo'q.
Biosferaning yuqori chegarasi Yer yuzasidan 30-50 km balandlikda joylashgan ozon qatlami hisoblanadi. U sayyoramizdagi barcha hayotni kuchli ultrabinafsha quyosh nurlanishidan himoya qiladi, asosan bu nurlarni o'zlashtiradi. Ozon qatlami ustida hayot mavjud emas.
Shunday qilib, tirik organizmlar turlarining asosiy qismi atmosfera va litosfera, atmosfera va gidrosfera chegaralarida to'planib, sayyoramiz yuzasida nisbatan "nozik hayot plyonkasi" ni hosil qiladi.
1.2 Yerda hayotning kelib chiqishi
Yer sayyora sifatida shakllanganidan keyin uzoq vaqt davomida unda kimyoviy birikmalar mavjud emas edi. Materiya vodorod va geliyning izolyatsiyalangan atomlari shaklida mavjud edi. Asta-sekin yangi elementlar, oddiy kimyoviy birikmalar va suv bug'lari hosil bo'ldi. Elektr razryadlari va ultrabinafsha nurlanish ta'sirida eng oddiy kimyoviy birikmalar murakkab organik birikmalar - aminokislotalarni hosil qilishi mumkin edi.
2-rasm. Yerdagi birinchi eng oddiy organizmlarning kelib chiqishi
Oxirgi tadqiqotlar shuni ko'rsatadiki, 3 milliard yil oldin Yer atmosferasida faqat o'simlik hayoti natijasida paydo bo'lishi mumkin bo'lgan juda ko'p erkin kislorod mavjud edi. Shunday qilib, Yerdagi hayotning yoshi 3 milliard yil deb belgilangan. Hayot 20-40 km balandlikda quyosh nurlari ta'sirida juda ko'p miqdorda kislorod ishlab chiqara boshlaganligi sababli uning molekulalari ozon 03 ga aylandi. Ozon qatlami quyosh nurlanishining ultrabinafsha qismini to'sib qo'yishni boshlagan ekranni hosil qildi.
Dastlab organik birikmalar atmosferada boʻlib, yer poʻstining harorati 100° va undan pastroqqa tushgandagina suv bugʻi yomgʻir holida toʻkilgan. Birlamchi okean hosil bo'lib, unga suv oqimi bilan birga organik birikmalar ham kirgan. Suvda hayot paydo bo'la boshladi. Akademik nazariyasiga ko'ra L.I.Oparina, suvdagi murakkab kimyoviy reaksiyalar orqali yuqori molekulyar birikmalar paydo bo'lib, ular murakkab oqsil molekulalarini - koaservatlarni berdi. Vaqt o'tishi bilan, ikkinchisi kattalasha boshladi va qismlarga bo'lindi. Ko'p million yillar davomida koaservatlar tobora ko'proq rivojlandi. Tabiiy tanlanish boshlandi, bu muqarrar ravishda paydo bo'lgan tirik moddalarni yuqori tashkilotga olib keldi. Koaservatlar yangi fazilatlarga ega bo'ldilar: ular ovqatlanishni, nafas olishni, o'sishni va ko'payishni boshladilar, bu xususiyatlarni keyingi avlodlarga o'tkazdilar.
Birinchi tirik organizmlar ularning atrofida mavjud bo'lgan organik birikmalar tufayli mavjud bo'lgan. Birlamchi okean suvlarida oziq-ovqat yetarli bo'lsa, ular mavjud bo'lishi va ko'payishi mumkin edi. Butun kosmosni zabt etgandan so'ng, ular o'lishlari kerak edi. Ammo bu sodir bo'lishidan oldin, ba'zilari, dastlab organizmlarning kichik bir qismi mutatsiya jarayoni orqali noorganik moddalardan o'zlariga kerak bo'lgan organik moddalarni sintez qilish qobiliyatiga ega bo'ldi. Xlorofil molekulalari hosil bo'ldi. Yashil o'simliklar paydo bo'ldi. Fotosintez jarayoni boshlandi. Moddalarning biogen aylanishi zamonaviy xususiyatga ega bo'la boshladi. Chiqarilgan erkin kislorod biosferadagi boshqa moddalar bilan faol birlasha boshladi. O'layotgan organizmlarning organik moddalarini mineralizatsiya qilishga qodir saprofitlar paydo bo'ldi. Bu organizmlar boshqa organizmlarning jasadlarini parchalab, materiyani dastlabki noorganik holatiga qaytara boshladilar. Shu paytdan boshlab moddalarning biogen aylanishi yopildi. Turli xil hayotning jadal rivojlanishi uchun sharoitlar paydo bo'ldi. Organik dunyo uchta shohlikka yoki dunyoga bo'lingan: o'simliklar, hayvonlar va mikroorganizmlar. Bularning barchasi okeanda sodir bo'ldi. Keyin o'simliklar va hayvonlar quruqlikka chiqdi. O'simliklar buni oldinroq qildilar va hayvonlarning quruqlikka yetib borishi uchun sharoit yaratdilar.
Erning geologik hayoti davomida unda yashovchi tirik mavjudotlarning tarkibi doimiy ravishda o'zgarib bordi. Nisbatan ibtidoiy shakllar o'rnini yanada rivojlangan va yuqori darajada tashkil etilgan, tashqi muhitga yaxshi moslashgan va mavjudlik uchun kurashda yanada qat'iy va faol shakllar egalladi. Muayyan davrlarda hayvonlar va o'simliklarning yirik sistematik guruhlarida deyarli to'liq o'zgarishlar yuz berdi. Evolyutsiya ortib borayotgan tezlikda sodir bo'ldi. Agar Yerning butun tarixi bir yilga (365 kun) olinsa, kosmik era 183 kun, arxey 83, proterozoy - 69, paleozoy - 18, mezozoy, kaynozoy - 3 kun davom etadi. kun va 14 soat. Inson 1 soat 15 daqiqa mavjud. Bu miqyosda odamlar qariyb 8000 yildan beri shug‘ullanib kelayotgan dehqonchilik yarim daqiqa vaqt oladi.
1.3 Tirik organizmlar evolyutsiyasi
1-jadval
| Era | Davr | Vaqt, million yillar |
Asosiy evolyutsion hodisalar |
| To'rtlamchi | 2,4 | Ko'pgina o'simlik turlarining yo'q bo'lib ketishi, yog'och shakllarining kamayishi, o'tli shakllarining gullab-yashnashi. Inson evolyutsiyasi. Sutemizuvchilarning yirik turlarining yo'q bo'lib ketishi. | |
| Kaynozoy | Neogen | 25 | Angiospermlar va ignabargli daraxtlarning ustunligi, dashtlar maydonining ko'payishi. Plasental sutemizuvchilarning ko'payishi. Buyuk maymunlarning paydo bo'lishi. |
| Paleogen | 66 | Angiospermlar, sutemizuvchilar, qushlarning gullagan davri. | |
| Bo'r | 136 | Sutemizuvchilar, qushlar, gulli o'simliklar rivojlanishi. Ko'p sudralib yuruvchilarning yo'q bo'lib ketishi. | |
| Mezozoy |
Yura | 196 | Sudralib yuruvchilarning quruqlikda, suvda va havoda hukmronligi. Angiospermlar va qushlarning paydo bo'lishi. |
| Trias | 240 | Sutemizuvchilarning tashqi ko'rinishi. Sudralib yuruvchilarning ko'tarilishi, gimnospermlarning tarqalishi | |
| Perm | 285 | Buyuk dengiz piyodasining o'limi. Gimnospermlarning paydo bo'lishi, sudraluvchilarning tarqalishi. |
|
| Uglerod | 345 | Sudralib yuruvchilarning paydo bo'lishi. |
|
| Devoniy | 410 | Qadimgi amfibiyalar va hasharotlarning paydo bo'lishi. Baliqlarning ustunligi. Paporotnik va mox o'rmonlarining paydo bo'lishi. | |
| Paleozoy | Silur | 435 | O'simliklar va umurtqasiz hayvonlarning quruqlikka chiqishi. |
| ordovik | 500 | Dengiz o'tlarining ko'pligi. Birinchi umurtqali hayvonlarning paydo bo'lishi (jag'siz). | |
| Kembriy | 570 | Hayot dengizlarda jamlangan. Umurtqasiz hayvonlarning rivojlanishi. Yuqori o'simliklarning ko'rinishi. | |
| Kechki proterozoy | 1650 | Eukariotlar, ko'p hujayrali o'simliklar va hayvonlarning rivojlanishi. | |
| Proterozoy | Erta proterozoy | 2600 | Pastki o'simliklarning rivojlanishi. |
| Arxeozoy |
4000 | Hayotning kelib chiqishi, prokariotlarning paydo bo'lishi. Bakteriyalar va ko'k-yashillarning ustunligi, yashil yosunlarning paydo bo'lishi. |
Eng qadimgi cho'kindi qatlamlardan olingan paleontologik ma'lumotlar shuni ko'rsatadiki, evolyutsiyaning organizmgacha bo'lgan bosqichi Yer sayyora sifatida shakllanganidan keyin 1,5-1,6 milliard yil davom etgan.
Rasm 3. Organik dunyo evolyutsiyasi sxemasi.
Arxey davri. Organizmlarning hayotiy faoliyatining eng qadimgi izlari arxey jinslarida topilgan, ularning yoshi 2,6 dan 3,5 milliard yil va undan ko'proq. Ular bakteriyalar va ko'k-yashil suvo'tlar qoldiqlari bilan ifodalanadi, ular prokariotlarga - hujayralarida yadroga ega bo'lmagan organizmlarga tegishli.
Proterozoy davri.
Proterozoy erasida bakteriyalar va suvoʻtlar koʻpayib, ular ishtirokida choʻkish jarayonlari intensiv kechgan. Proterozoyda temir bakteriyalarining faoliyati natijasida temir rudasining eng yirik konlari hosil bo'lgan. Birlamchi o'simliklarning ko'pchiligi dengiz suvida erkin suzardi (diatomlar, oltin suv o'tlari), ba'zilari tubiga biriktirilgan. Va proterozoyning oxirida (600-650 million yil oldin) gubkalar, koelenteratlar, tekis va annelidlar allaqachon mavjud edi.
Paleozoy.
Kembriy davri. Kembriy davrida hayot suvda jamlangan. Bir hujayrali suvo'tlardan tashqari, o'simliklar ko'p hujayrali suv o'tlari bilan ifodalangan. Dissektsiya qilingan tallus tufayli ular organik moddalarni faol ravishda sintez qilishdi. Ko'p hujayrali suv o'tlari quruqlikdagi bargli o'simliklarning asl novdasi edi. Shuningdek, bu davrda umurtqasizlar dengizlarda, shu jumladan braxiopodlar va artropodlar orasida trilobitlar keng tarqalgan. O'sha davrdagi ikki qavatli hayvonlarning mustaqil turi qadimgi dengizlarda riflarni tashkil etuvchi arxeotsiatlar edi. Ular avlod qoldirmay vafot etdilar. Quruqlikda faqat bakteriyalar va zamburug'lar yashagan. Kembriyning oxiriga kelib, ko'p hujayrali hayvonlarning eng mashhur turlari paydo bo'ldi.
Ordovik davri. Ordovik davrida koelenteratlar, trilobitlar, mollyuskalar va echinodermlar kabi turli xil marjonlar o'zlarining ajoyib rivojlanishiga erishdilar. Jag'siz umurtqali hayvonlarning birinchi vakillari - chandiqlar paydo bo'ladi.
Umurtqasiz hayvonlarning quruqlikda paydo bo'lishi yangi yashash joylarini izlash va raqobatchilar va yirtqichlarning yo'qligi bilan bog'liq. Birinchi quruqlikdagi umurtqasizlar qirg'oqlar va araxnidlar bilan ifodalangan. Bu guruhlar ko'pincha suv toshqini paytida sayozlarda topilgan ba'zi trilobitlardan kelib chiqqan.
Siluriyalik. Davr oxirida tog 'qurilish jarayonlari va dengizlar maydonining qisqarishi o'simliklarning quruqlikka tushish imkoniyatini yaratdi. Yangi sharoitda suv o'tlarining ko'p turlari nobud bo'ldi. Boshqalar esa birinchi quruqlik sporali o'simliklar - psilofitlarni keltirib chiqardi. Quruqlikda hayotga moslashish sifatida integutar, mexanik va o'tkazuvchan to'qimalar paydo bo'ladi. Qalin qobiqli sporlar hosil bo'lib, tanani qurib ketishdan himoya qiladi. Hayvonlardan kelib chiqqan silur trilobitlari dengizlarda keng tarqalgan.
Devoniy. Devonda psilofitlar soni keskin kamayib, ularning oʻrnini likofitlar, otquloqsimon va paporotniksimon oʻsimliklar egallagan. Vegetativ organlarning paydo bo'lishi o'simliklarning alohida qismlarining faoliyati samaradorligini va ularning uyg'un yaxlit tizim sifatida hayotiy faoliyatini oshirdi. Bu davr oxirida daraxtga o'xshash otquloqlar, to'qmoqli moxlar va paporotniklar pasttekislik o'rmonlarini hosil qilgan, ular intensiv tuproq hosil qilish jarayonlari va maxsus iqlim sharoitlari bilan yordam bergan. Xuddi shu davrda qadimgi paporotniklardan paydo bo'lgan va ularning daraxtga o'xshash ko'rinishini meros qilib olgan birinchi gimnospermlar paydo bo'ldi. Rivojlanayotgan urug'li o'simliklar quruqroq yashash joylariga joylashishi mumkin edi, chunki ularning ko'payishi endi nam muhit mavjudligiga bog'liq emas. Bu davrda chig'anoqlardan ibtidoiy gnatostomlar - zirhli xaftaga oid baliqlar kelib chiqqan. Jag'larning ko'rinishi oziq-ovqatni faol ravishda ushlash va faol suzish turmush tarziga o'tish zarurati bilan izohlanadi. Devonda haqiqiy akulalar, shuningdek, lobli, o'pkali va nurli baliqlar paydo bo'ldi. Lobli va o'pkali baliqlarning evolyutsiyasi qurib qolgan va kislorodsiz suv havzalarida sodir bo'lgan. Yuqori devonda umurtqali hayvonlar quruqlikka chiqqan. Bu iqlim o'zgarishi va kichik suv omborlarining qurishi bilan bog'liq. Atmosfera havosidan nafas oladigan va qanotlari yordamida suv havzasidan suv havzasiga sudralib yura oladigan lob qanotli baliqlardan birinchi amfibiyalar, stegosefallar paydo bo'lgan. Stegosefaliyaliklar botqoqli joylarda yashab, quruqlikka chiqdilar, lekin faqat suvda ko'paydilar.
Karbon davri. Daraxtga o'xshash turlar orasida likofitlar va sigillariaceae keng tarqalgan bo'lib, balandligi 30 m va undan ko'p bo'lgan. Birlamchi gimnospermlar orasida turli xil pteridospermlar va kordaitlar ustunlik qilgan, tanasi ignabargli daraxtlarga o'xshab, uzun tasmasimon barglarga ega.
Perm davri. Karbon davrining keng botqoqli o'rmonlari g'oyib bo'ldi. Daraxtga o'xshash sporali o'simliklar o'rnini gimnospermlar egalladi, ular ildiz tizimi rivojlangan va urug'lar bilan ko'payadi. Perm davrida yirik dengiz mollyuskalari, trilobitlar, yirik baliqlar, chig'anoqlar, yirik hasharotlar va o'rgimchaklar yo'q bo'lib ketdi. Koʻpgina amfibiyalar ham nobud boʻlgan, hozirgi kunga qadar faqat mayda amfibiyalar (yangilar, qurbaqalar, qurbaqalar) saqlanib qolgan.Yoʻqolgan amfibiyalar oʻrnini scegocephalians avlodidan boʻlgan yanada progressiv hayvonlar guruhi – sudralib yuruvchilar egallagan. Ular quruq, keratinlangan teriga, zichroq, hujayrali o'pkaga va samaraliroq nafas olish turiga ega, bunda havo o'pkaga tortiladi va ko'krak qafasining kengayishi va qisqarishi orqali orqaga suriladi. Ular ichki urug'lantirishga ega, tuxumda ozuqa moddalari va himoya tuxum membranalari mavjud. Sudralib yuruvchilarda servikal umurtqa pog'onasining ajralishi yuzaga keldi, bu ularga boshlarini erkin harakatlantirishga imkon berdi va... shuning uchun tashqi hodisalarga tezda javob bering. Ularning oyoq-qo‘llari amfibiyalarga qaraganda ancha rivojlangan bo‘lib, ular tanalarini yerdan yuqoriga ko‘tarib, tez harakat qilish imkonini beradi. Shu bilan birga, terapsidlar paydo bo'ldi (sut emizuvchilarning ehtimol ajdodlari, ularning tuzilishida amfibiyalar, sudraluvchilar va sutemizuvchilarning xususiyatlarini birlashtirgan).
Mezozoy davri.
Trias. Triasda gimnospermlar o'simliklar, ayniqsa, ustun mavqega ega bo'lgan ignabargli daraxtlar orasida keng tarqalgan. Dengizlarda ammonitlar, marjonlar, echinodermlar va boshqalar, quruqlikdagi hasharotlar, shu jumladan uchuvchi hasharotlar juda xilma-xillikka erishdi. Bu davrda sudralib yuruvchilar keng tarqaldi: ixtiozavrlar, plesiozavrlar dengizlarda, uchuvchi kaltakesaklar havoda yashagan va ular quruqlikda ham turlicha namoyon bo'lgan. Triasning eng boshida sudralib yuruvchilardan skelet va tish tuzilishi yanada rivojlangan mayda hayvonlar guruhi ajralib chiqdi. Bu hayvonlar jonli tug'ish qobiliyatiga, doimiy tana haroratiga ega bo'ldi, ular to'rt kamerali yurak va boshqa bir qator progressiv tashkiliy xususiyatlarga ega edi. Bu monotremlarga yaqin bo'lgan birinchi ibtidoiy sutemizuvchilar edi.
Yura davri. Yura davrida keng botqoqliklar va ko'llar paydo bo'lgan. Gimnospermlar hali ham keng tarqalgan edi. Bu davrda sudralib yuruvchilar gullab-yashnagan va suv, quruqlik va havoni egallagan. Ular orasida bahaybat botqoq brontozavrlari va diplodokuslar, uchuvchi kaltakesaklar va ixtiozavrlar bor edi. Qushlarning ajdodlari arxeopteriks ornitischi dinozavrlarining ajdodlaridan kelib chiqqan.
Bo'r davri. Ushbu davrning o'rtalarida gimnospermlardan kelib chiqqan birinchi gulli o'simliklar paydo bo'ldi. Anjiyospermlarning birinchi vakillari kichik barglari bo'lgan butalar yoki past o'sadigan daraxtlar edi. Keyin, juda tez gullaydigan o'simliklar katta o'lchamli va katta barglari bo'lgan juda xilma-xil shakllarga erishdi (masalan, magnoliya, chinor va dafna oilalari paydo bo'ldi). Ular bilan parallel ravishda hasharotlar rivojlandi, ular gullaydigan o'simliklarning changlatuvchisi bo'lib, ularning progressiv evolyutsiyasiga katta hissa qo'shdi. Hasharotlarning changlanishi va ichki urug'lantirilishi gulli o'simliklar uchun gimnospermlarga nisbatan sezilarli afzalliklarni yaratdi. Hozirgi vaqtda angiosperm turlarining soni taxminan 250 mingni tashkil etadi, ya'ni hozirgi vaqtda ma'lum bo'lgan barcha o'simlik turlarining deyarli yarmi. Bo'r davrining oxirida gimnospermlarning ko'pchiligi.
Bo'r davrida sudralib yuruvchilarning hukmronligi hali ham davom etdi. Haqiqiy qushlar va platsenta sutemizuvchilar paydo bo'ldi. Ularda yuqori darajadagi tashkiliylik belgilari - doimiy tana harorati, arterial va venoz qon oqimining to'liq ajralishi, metabolizm tezligining oshishi, mukammal termoregulyatsiya, sutemizuvchilarda esa, bundan tashqari, yoshlarning jonliligi va sut bilan oziqlanishi, miya yarim korteksining rivojlanishi. . Tashkilotning progressiv xususiyatlari bu guruhlarga asta-sekin hukmronlik mavqeini egallashga imkon berdi.
Kaynozoy erasi.
Paleogen. Paleogenda tropik va subtropik oʻrmonlar keng tarqalgan. Bu vaqtda sutemizuvchilar turli xil yashash sharoitlariga moslashib, quruqlikda, havoda va suvda ustun mavqeni egalladilar. Yirtqich sutemizuvchilar paydo bo'lib, ulardan zamonaviy yirtqich hayvonlar guruhlari birinchi bo'lib: ayiqlar, mustelidlar, mushuklar va itlar shoxlangan. Ulardan ibtidoiy tuyoqlilar ham rivojlangan.
Neogen. Neogenning oxirida yerning oʻtroqlashuv jarayoni boshlandi. Iqlimning qurib ketishi tufayli Yerning koʻp joylarida tropik va savanna oʻrmonlari oʻrnini ochiq landshaftlar egallagan. Bu o'zgarishlar quruq yoki mavsumiy quruq iqlim sharoitida yashashga moslashgan donli o'simliklarning rivojlanishiga olib keldi. O't o'tlarining to'yimli va oson hazm bo'ladigan poyalari, barglari va urug'lari tez rivojlanayotgan o'txo'r sutemizuvchilar guruhi uchun ideal oziq-ovqat bo'ldi.
Shuningdek, proboskidlar, artiodaktillar, toq tuyoqlilar va kitsimonlar paydo bo'ldi. Chiropteranlar, primatlar va kemiruvchilar hasharotxo'rlardan mustaqil ravishda paydo bo'lgan. Bu vaqtda qushlar, suyakli baliqlar va hasharotlar dunyosi juda xilma-xil va boy.
To'rtlamchi davr. To'rtlamchi davrning eng muhim voqeasi odamning (Homo sapiens) paydo bo'lishi va shakllanishi bo'lib, u so'nggi bir necha ming yilliklarda o'simliklar va hayvonlar populyatsiyasining dinamikasiga katta ta'sir ko'rsatdi. Muzlik davridan keyingi davrda Yerning o'simlik qoplami va hayvonlar populyatsiyasining zamonaviy tabiiy zonal taqsimotining yakuniy shakllanishi sodir bo'ldi.
2-BOB. ABIOTIK VA BIOTIK MUHIT OMILLARINING TIRIK ORGANIZMLARGA TA'SIRI.
2.1 Abiotik muhit omillari
Abiotik muhit omillari - o'simliklarga bevosita yoki bilvosita ta'sir ko'rsatadigan atrof-muhit sharoitlari to'plami. Abiotik omillarga kimyoviy va fizik omillar kiradi. Kimyoviy abiotik omillar - atmosfera havosining gaz komponentlari va suv havzalari va tuproqlarning kimyoviy tarkibi. Jismoniy abiotik omillarga quyidagilar kiradi: harorat, namlik, quyosh nurlanishining intensivligi. Ayrim tasniflarda orografik omillar, jumladan relef, yer yuzasidagi geologik farqlar kabi abiotik omillar alohida guruh sifatida tasniflanadi. Abiotik omillarning organizmga ta'siri har xil bo'lib, har bir alohida omil ta'sirining intensivligiga va ularning kombinatsiyasiga bog'liq. Muayyan o'simlik turlarining ma'lum bir hududda soni va tarqalishi hayotiy ahamiyatga ega bo'lgan cheklovchi abiotik omillarning ta'siri bilan belgilanadi, ammo ularning qiymati minimaldir (cho'l hududlarida suv etishmasligi kabi).
4-rasm. Asosiy abiotik muhit omillari.
Nur. Yorug'lik, bir tomondan, organizmlar uchun asosiy energiya manbai bo'lib xizmat qiladi, ularsiz hayot mumkin emas. Boshqa tomondan, hujayraning nurga to'g'ridan-to'g'ri ta'siri organizmlar uchun halokatli hisoblanadi. Umuman olganda, biosferaning evolyutsiyasi kiruvchi quyosh nurlanishini "o'zlashtirish" ga, uning foydali tarkibiy qismlaridan foydalanishga va uni zararlilaridan himoya qilishga qaratilgan edi. Binobarin, yorug'lik nafaqat hayotiy, balki minimal va maksimal darajada cheklovchi omil hisoblanadi.
Quyosh nurlari turli to'lqin uzunliklari 0,05 dan 3000 nm gacha yoki undan ortiq bo'lgan elektromagnit nurlanishdir. Bu oqimni turli organizmlar guruhlari uchun fizik xususiyatlari va ekologik ahamiyati bilan farq qiluvchi bir necha mintaqalarga bo'lish mumkin. Ushbu hududlarning chegaralari taxminan quyidagicha ifodalanishi mumkin:
. <150 нм - зона ионизирующей радиации,
150 - 400 nm - ultrabinafsha nurlanish,
400 - 800 nm - ko'rinadigan yorug'lik
800 - 1000 nm - infraqizil nurlanish
. >1000 nm - zona deb ataladi uzoq infraqizil nurlanish - atrof-muhitning termal rejimida kuchli omil.
To'lqin uzunligi 290 nm dan kam bo'lgan qattiq ultrabinafsha tirik hujayralar uchun halokatli bo'lib, Yer yuzasiga etib bormaydi, chunki u ozon ekranida aks etadi. To'lqin uzunligi 150 dan 400 nm gacha bo'lgan yumshoq ultrabinafsha juda ko'p energiya olib boradi va inson terisida D vitamini hosil bo'lishiga olib keladi va u ko'plab hasharotlarning ko'rish organlari tomonidan ham qabul qilinadi; o'rtacha dozalarda bu nurlar hujayralarning o'sishi va ko'payishini rag'batlantiradi, vitaminlar tarkibini oshiradi va kasalliklarga chidamliligini oshiradi. To'lqin uzunligi 400 dan 800 nm gacha bo'lgan ko'rinadigan yorug'lik fototrof organizmlar (o'simliklar, fotosintetik bakteriyalar, ko'k-yashil) va hayvonlarning fotosintezi uchun yo'naltirish uchun ishlatiladi. To'lqin uzunligi 750 nm dan ortiq bo'lgan quyosh spektrining infraqizil qismi (issiqlik nurlari) ob'ektlarning isishiga olib keladi; spektrning bu qismi, ayniqsa, beqaror tana harorati bo'lgan hayvonlar uchun muhimdir - poikilotermlar.
Kosmosdan biosferaga 2 kal energiyaga ega quyosh nuri tushadi. 1 daqiqada 1 sm2 ga. Bu quyosh doimiysi deb ataladi. Atmosferadan o'tayotgan bu yorug'lik zaiflashadi va uning energiyasining 67% dan ortig'i aniq tushda Yer yuzasiga etib bormaydi. Bulut qoplami, suv va o'simliklardan o'tib, quyosh nuri yanada zaiflashadi va undagi energiyaning spektrning turli qismlari bo'ylab taqsimlanishi sezilarli darajada o'zgaradi.
Er yuzasiga aniq kunlarda yetib boruvchi nurlanish energiyasi taxminan 10% ultrabinafsha nurlanish, 45% koʻrinadigan yorugʻlik va 45% infraqizil nurlanishdan iborat. Ko'rinadigan yorug'lik bulutlar va suvdan o'tganda eng kam zaiflashadi. Binobarin, fotosintez bulutli kunlarda va ma'lum qalinlikdagi toza suv qatlami ostida sodir bo'lishi mumkin. Barcha tirik organizmlar yorug'likka muhtoj. Biroq, ba'zi organizmlar to'liq zulmatda rivojlanishi mumkin. Masalan, ko'plab zamburug'lar va bakteriyalar.
Ko'rinadigan yorug'lik barcha organizmlar hayotida alohida ahamiyatga ega. Yorug'lik ishtirokida o'simliklar va hayvonlarda eng muhim jarayonlar sodir bo'ladi: fotosintez, transpiratsiya, fotoperiodizm, harakat, ko'rish va boshqalar. Nurda xlorofill hosil bo'ladi va fotosintez jarayoni sodir bo'ladi, ya'ni. noorganiklardan organik moddalar sintezi. Yashil o'simliklarning fotosintez faolligi sayyorani organik moddalar bilan ta'minlaydi. Barcha organizmlar oziqlanishi uchun quruqlikdagi fotosintetik o'simliklarga bog'liq. O'simliklar fotosintez uchun asosan ko'k va qizil nurlardan foydalanadi. Yorug'likka nisbatan ular odatda yorug'likni yaxshi ko'radigan (dasht o'simliklari), soyaga chidamli (ko'p o'rmon hosil qiluvchi turlar) va soyali (moxlar, paporotniklar) ga bo'linadi.
Yerning Quyosh atrofida harakati yil fasllariga ko'ra kun va tun uzunligining muntazam o'zgarishiga olib keladi. Organizmlarning hayotiy faoliyatidagi mavsumiy ritm, birinchi navbatda, kuzda kunning yorug'lik qismining qisqarishi va bahorning ko'payishi bilan belgilanadi. Kunduzgi soatlarning uzunligi tirik organizmlar hayotida muhim tartibga soluvchi omil hisoblanadi. Kun va tun uzunligining o'zgarishiga javoban tirik organizmlarning fiziologik faolligining mavsumiy o'zgarishlari fotoperiodizm deyiladi. Kunduzgi soatning uzunligi, boshqa abiotik omillardan farqli o'laroq, har bir hudud uchun qat'iy muntazam ravishda o'zgarib turadi (eng qisqa kun 22 dekabr, eng uzun kun esa 22 iyun, yilning istalgan kunining davomiyligi ma'lum). Tabiiy tanlanish natijasida fiziologik funksiyalari kunduzning uzunligi bilan tartibga solinadigan organizmlar omon qoldi. Kunduzgi soatlarda mavsumiy o'zgarishlarga moslashish uzoq va qisqa kunlik o'simliklarning paydo bo'lishiga olib keldi. Uzoq kunlar yozning boshida gullaydi, kuzgacha mevalar va urug'lar pishishiga vaqt topadi - bular o'rta va shimoliy zonalarning o'simliklari (javdar, bug'doy, jo'xori), qisqa kunlik o'simliklar (asters, dahlias, xrizantema). ) - janubiy o'simliklar, bu erda kunduzgi soat taxminan 12 soat bo'ladi, shuning uchun ular bizning mamlakatimizda kuzda qisqa kunlarda gullaydi. Yozning oxirida kunduzgi soatning kamayishi o'sishning to'xtashiga olib keladi, organizm tomonidan zahiradagi ozuqa moddalarining to'planishini rag'batlantiradi, kuzda hayvonlarning eritilishiga olib keladi, suruvlarga guruhlanish, ko'chish, ko'chish vaqtini belgilaydi. dam olish va qish uyqusi. Kunduzgi soatlarning uzunligini ko'paytirish qushlar va sutemizuvchilarda jinsiy funktsiyani rag'batlantiradi va o'simlik gullash vaqtini belgilaydi.
Harorat. Issiqlik sharoitlari barcha tirik organizmlar mavjudligining eng muhim shartidir, chunki ulardagi barcha fiziologik jarayonlar ma'lum sharoitlarda mumkin. Hayot mavjud bo'lishi mumkin bo'lgan chegaralar juda tor - taxminan 300 ° C, -200 ° C dan +100 ° C gacha. Aslida, ko'pchilik turlar va eng faol fiziologik jarayonlar torroq harorat oralig'ida cheklangan. Qoida tariqasida, bu oqsillarning normal tuzilishi va ishlashi mumkin bo'lgan haroratlar, 0 dan 50 0C gacha. Shu bilan birga, maxsus ferment tizimlariga ega bo'lgan organizmlar mavjud bo'lib, ular belgilangan chegaralardan tashqari tana haroratida faol mavjud bo'lish qobiliyatini ta'minlaydi.
Haroratning ahamiyati shundaki, u hujayralardagi biokimyoviy jarayonlar tezligini o'zgartiradi va bu butun organizmning hayotiy faoliyatiga ta'sir qiladi. Atrof muhit omili sifatida haroratga nisbatan barcha organizmlar ikki guruhga bo'linadi: sovuqni yaxshi ko'radigan va issiqlikni yaxshi ko'radigan.
Sovuqni yaxshi ko'radigan organizmlar nisbatan past haroratlarda yashashga qodir va yuqori haroratga chiday olmaydi. Shunday qilib, Yakutiyaning daraxt va buta turlari -70 ° C da muzlamaydi, Antarktidada likenlar, buloqlar va pingvinlar bir xil haroratda yashaydi.
Issiqlikni yaxshi ko'radigan turlarda hayot faoliyati juda yuqori harorat sharoitlari bilan chegaralanadi. Bular asosan Yerning issiq tropik mintaqalari aholisidir. Ular past haroratlarga toqat qila olmaydilar va ko'pincha 0 ° C da o'lishadi, garchi ularning to'qimalarining jismoniy muzlashi sodir bo'lmaydi. Ularning o'limining sababi, qoida tariqasida, o'simliklarda ular uchun g'ayrioddiy mahsulotlar, shu jumladan zaharlanishni keltirib chiqaradigan zararli mahsulotlarning paydo bo'lishiga olib keladigan metabolik buzilishdir.
Tirik organizmlar evolyutsiya jarayonida haroratga moslashishning turli shakllarini, jumladan morfologik, biokimyoviy, fiziologik, xulq-atvor va boshqalarni ishlab chiqdi. O'simliklarning haroratga eng muhim moslashuvlaridan biri ularning o'sish shaklidir. Issiqlik kam bo'lgan joylarda - Arktikada, baland tog'larda - ko'plab yostiqsimon o'simliklar, ko'plab yostiqsimon o'simliklar, barglarning bazal rozetlari bo'lgan o'simliklar, sudraluvchi shakllar mavjud. O'rmalovchi kurtaklar qor ostida qishlaydi va past haroratning zararli ta'siriga duchor bo'lmaydi.
Hayvonlarda haroratga morfologik moslashuv ham yaqqol ko'rinadi. Harorat omili ta'sirida hayvonlarda tananing aks etishi, tuklar, patlar va junlar, yog 'birikmalari kabi morfologik xususiyatlar rivojlanadi. Arktika va baland tog'lardagi hasharotlarning aksariyati quyuq rangga ega. Bu quyosh issiqligining so'rilishini kuchaytiradi. Sovuq hududlarda joylashgan endotermik hayvonlar (qutb ayiqlari, kitlar va boshqalar) katta hajmga ega, issiq mamlakatlar aholisi (masalan, ko'plab hasharotxo'r sutemizuvchilar) odatda kichikroq bo'ladi. Bu hodisa Bergman qoidasi deb ataladi. Ushbu qoidaga ko'ra, shimolga qarab, endotermik hayvonlar populyatsiyasida o'rtacha tana hajmi ortadi.
Hayvonlar haroratga turli xil xulq-atvor moslashuviga ega. Ular hayvonlarning qulayroq haroratli joylarga ko'chishida, faoliyat vaqtini o'zgartirishda va hokazolarda namoyon bo'ladi. Er yuzasi kunduzi 60-70 ° S gacha qiziydigan cho'llarda issiq qumda hayvonlarni deyarli ko'rmaysiz. Hasharotlar, sudralib yuruvchilar va sutemizuvchilar issiq vaqtlarini chuqurlarda yashirinib o'tkazadilar. Tuproqning chuqurligida harorat unchalik keskin o'zgarmaydi va nisbatan past bo'ladi. Harorat pasayganda, ko'pchilik hayvonlar yuqori kaloriyali ovqatlarni iste'mol qilishga o'tadi. Issiq mavsumda sincaplar 100 dan ortiq turdagi oziq-ovqatlarni iste'mol qiladilar, ammo qishda ular asosan yog'larga boy ignabargli urug'lar bilan oziqlanadi. Sovuq iqlimda yashovchi turlarning tana qismlari (dumi, quloqlari, oyoq-qo'llari) issiq iqlimdagi turlarga qaraganda kichikroq.
Atmosferaning gaz tarkibi ham muhim iqlim omilidir. Taxminan 3-3,5 milliard yil oldin atmosferada azot, ammiak, vodorod, metan va suv bug'lari mavjud bo'lib, unda erkin kislorod yo'q edi. Atmosferaning tarkibi asosan vulqon gazlari bilan aniqlangan. Kislorod etishmasligi tufayli Quyoshdan ultrabinafsha nurlanishini to'sadigan ozon ekrani yo'q edi. Vaqt o'tishi bilan abiotik jarayonlar tufayli sayyora atmosferasida kislorod to'plana boshladi va ozon qatlamining shakllanishi boshlandi. Taxminan paleozoyning o'rtalarida kislorod iste'moli uning ishlab chiqarilishiga tenglashdi; bu davrda atmosferadagi O2 miqdori zamonaviy darajaga yaqin, taxminan 20% edi. Qizig'i shundaki, kislorod va karbonat angidrid konsentratsiyasi ko'plab yuqori o'simliklar uchun cheklanadi. Ko'pgina o'simliklarda karbonat angidrid konsentratsiyasini oshirish orqali fotosintez samaradorligini oshirish mumkin, ammo kislorod kontsentratsiyasining pasayishi ham fotosintezning kuchayishiga olib kelishi mumkinligi kam ma'lum. Dukkaklilar va boshqa ko'plab o'simliklarda o'tkazilgan tajribalarda havodagi kislorod miqdorini 5% gacha kamaytirish fotosintez intensivligini 50% ga oshirishi ko'rsatilgan. Azot ham juda muhim rol o'ynaydi. Bu organizmlarning oqsil tuzilmalarini shakllantirishda ishtirok etadigan eng muhim biogen elementdir. Shamol organizmlarning faoliyati va tarqalishiga cheklovchi ta'sir ko'rsatadi.
Ba'zi yashash joylaridagi namlik tirik organizmlar uchun cheklovchi abiotik omil bo'lib, ma'lum bir hududning, masalan, cho'lda o'simlik va hayvonot dunyosining tarkibini belgilaydi. O'simlik ozuqa moddalarini asosan erigan holatda o'zlashtiradi. Suv o'simliklarning boshqa hayotiy jarayonlari uchun ham zarur va ko'plab organizmlar uchun u ham yashash joyidir. Suvga bo'lgan ehtiyojiga qarab o'simliklarning turli xil ekologik guruhlari farqlanadi. Suvli oʻsimliklar tarkibiga suv muhitidan tashqarida yashay olmaydigan oʻsimliklar kiradi (elodea, oʻrdak). Suv havzalarining qirg'oqlari bo'ylab suvga yaqin (quruqlik-suv) o'simliklari o'sadi va nam o'rmonlar va botqoqlarda (kuku zig'ir, qamish, sfagnum) qisman suvga botishi mumkin. Bu o'simliklar faqat yuqori tuproq namligi sharoitida mavjud bo'lib, hatto qisqa muddatli suv etishmasligi bilan ham bu o'simliklar quriydi va o'lishi mumkin. Quruqlikdagi o'simliklar quruqlikda o'sadi va qurg'oqchilikka chidamli bo'lishi mumkin (kaktus, pat o'ti, tuya tikanlari) yoki o'rtacha namlik sharoitida (qayin, javdar, eman) o'sadigan qisqa muddatli qurg'oqchilikka dosh bera oladi. Qurg'oqchilikka chidamli o'simliklar quruq joylarda yashash uchun moslashuvlarga ega, masalan, o'zgartirilgan barglar, yaxshi rivojlangan ildiz tizimi.Masalan, suvli o'simliklar o'z tanasining to'qimalarida suv to'playdi, masalan, kaktuslar.
2.2 Atrof-muhitning biotik omillari
Atrof-muhitning biotik omillarining ta'siri turli xil tirik organizmlarning o'simliklarga va barchasi birgalikda atrofdagi kosmosga ta'siri shaklida namoyon bo'ladi. Organizmlar o'rtasidagi o'zaro ta'sirlar bevosita va bilvosita bo'lishi mumkin.
Shakl 5. Biotik muhit omillari.
Kommensalizm - turli organizmlarning birgalikda yashashi, bir organizm boshqasining tanasiga joylashib, uning hisobidan oziqlanib, uy egasiga (odam ichaklaridagi bakteriyalar) zarar etkazmaydi. Amensalizmda birga mavjud bo'lgan organizmlardan biri zarar ko'radi, ikkinchisi esa birinchisining ta'siriga befarq (penitsilium unga ta'sir qila olmaydigan bakteriyalarni o'ldiradi).
Simbioz - bu har xil turdagi organizmlarning birgalikda yashashining barcha shakllari. Turli turlarga mansub organizmlarning o‘zaro manfaatli birga yashashi esa mutualizm deyiladi. Misol tariqasida dukkakli o'simliklar va ularning ildiz tizimida yashovchi azot saqlovchi tugunli bakteriyalar o'rtasidagi munosabat faktini keltirishimiz mumkin. Yuqori o'simliklarning ildizlari xuddi shunday tarzda qalpoqli qo'ziqorin mitseliyasi bilan o'zaro ta'sir qiladi. Ikkala organizm ham hayot uchun zarur bo'lgan moddalarni bir-biridan oladi.
Raqobat - bu bir xil yoki har xil turdagi o'simliklarning o'zaro ta'sir turi bo'lib, unda atrofdagi makon resurslari - suv, yorug'lik, oziq moddalar, joylashuv va boshqalar uchun raqobatlasha oladi. Bunday holda, ba'zi organizmlar tomonidan ma'lum resurslarni iste'mol qilish ularning boshqalar uchun mavjudligini kamaytiradi.
Intraspesifik raqobatga misol qilib, sun'iy qarag'ay o'rmonini keltirish mumkin, bu erda bir xil yoshdagi daraxtlar yorug'lik uchun raqobatlashadi. Tezroq o'sadigan daraxtlarga mos kelmaydigan daraxtlar soyada yomon rivojlanadi va ularning ko'plari nobud bo'ladi. Turlararo raqobatni bir xil guruhga kiruvchi o'xshash ehtiyojlarga ega bo'lgan o'simlik turlari va avlodlari o'rtasida, masalan, shoxli va eman o'rtasidagi aralash o'rmonlarda kuzatish mumkin.
Ko'pgina o'simliklar bilan oziqlanadigan hayvonlar o'txo'r bo'lib, ularning o'simliklar bilan aloqasi ovqatlanish orqali amalga oshiriladi. Shunday qilib, yaylovlarda hayvonlar zaharli yoki yoqimsiz ta'mga ega bo'lgan boshqalarga tegmasdan, faqat ma'lum turdagi o'simliklarni eyishadi. Vaqt o'tishi bilan bu ma'lum bir hududdagi o'simliklarning tur tarkibining tubdan o'zgarishiga olib keladi. Ba'zi o'simliklar hayvonlar tomonidan eyishdan himoya vositalariga ega, masalan, zaharli moddalarni chiqarish, o'zgartirilgan barglar-tikaklar).
3-BOB. BIOSFERANING GEOGRAFIK MUHIT RIVOJLANISHDAGI AHAMIYATI VA ROLI.
3.1. Komponentli qobiqlarda hayotning o'ziga xos xususiyati
Geografik qobiq uchta asosiy komponentni o'z ichiga oladi: atmosfera, gidrosfera va litosfera. Va bu tarkibiy qismlarning har birida hayot o'ziga xos tarzda namoyon bo'ladi.
6-rasm.Yer biosferasining chegarasi.
Atmosferada hayot tarqalishining yuqori chegarasi, aftidan, past haroratlar bilan emas, balki radiatsiyaning halokatli ta'siri bilan belgilanadi. Shunday qilib, gullaydigan va gimnospermli o'simliklarning gulchanglari, zamburug'lar, moxlar, paporotniklar va likenlarning sporalari, bakteriyalar va protozoa organizmlari doimiy yoki mavsumiy ritmlar bilan havoda mavjud. Quruqlik va suvlarda, yomg'irda, qorda, bulutlarda va tumanda, polen va sporalardan tashqari, mikroorganizmlar topilgan. Butun havo muhiti hayotiy gulchanglar, sporlar va mikroorganizmlarning suspenziyasi bo'lib, ularning tarkibi balandlik bilan kamayadi. 9 km balandlikda kosmik nurlar tomonidan yaratilgan radiatsiya intensivligi dengiz sathidan o'nlab marta, 15-18 km balandlikda esa yuzlab marta ortadi. Mikroorganizmlarning yuqori balandlikda tarqalishi Quyoshdan keladigan qattiq ultrabinafsha nurlanish oqimi bilan cheklanadi, bu esa barcha tirik mavjudotlarni o'ldiradi.
V.I.Vernadskiy biosferaning chegaralari, birinchi navbatda, hayotning mavjud bo'lish sohasi, ya'ni organizmlarning ko'payishi mumkin bo'lgan sohasi bilan belgilanadi, deb ta'kidladi. Balandligi qutb kengliklarida 8-10 km va ekvatorda 16-18 km bo'lgan butun troposferada vaqtincha yoki doimiy yashaydigan tirik organizmlar ko'proq yoki kamroq yashaydi, deb bahslashish mumkin. Tropopauzda allaqachon biosferaning fizik va harorat xususiyatlari keskin o'zgaradi, xususan, havo massalarining kuchli turbulent aralashuvi to'xtaydi. Tropopauzaning tepasida joylashgan stratosfera mikroorganizmlarning mavjudligi uchun deyarli mos kelmaydi. Biosferaning yuqori chegarasi yoki hayot mavjudligi maydoni tropopozda juda aniq ko'rinadi. Shu bilan birga, "hayotning barqarorlik maydoni" ni belgilaydigan sporlar va mikroorganizmlarning kiritilishining yuqori chegarasi (tirik organizmlar mavjud, lekin ko'paymaydi) stratosferaning yuqori chegarasigacha mumkin.
Shunday qilib, tirik organizmlarning tarqalish maydoni asosan troposfera bilan cheklangan. Masalan, burgutlar parvozining yuqori chegarasi 7 km balandlikda; tog 'tizimlarida o'simliklar va havoda hasharotlar 6 km dan yuqori emas; doimiy yashash joyining yuqori chegarasi - 5, u o'zlashtiradigan erlar - 4,5 km, tropiklarning tog' tizimlarida o'rmonlar 4 km dan oshmaydi.
Troposfera - bu havo muhiti bo'lib, unda faqat organizmlar harakati, ko'pincha bunga o'ziga xos moslashgan organlar yordamida amalga oshiriladi. Ko'rinishidan, havoda doimiy yashaydigan va ko'payadigan haqiqiy aeroplankton yo'q. Aks holda, troposfera mikroorganizmlar bilan maksimal darajada to'yingan "jele" bo'ladi. Organizmlar o'zlarining butun rivojlanish tsiklini, shu jumladan ko'payishni faqat litosfera va gidrosferada, shuningdek, bu qobiqlar bilan havo chegarasida amalga oshiradilar.
Mikroorganizmlar kirib kelishi mumkin bo'lgan atmosfera va stratosferaning yuqori qatlamlari, shuningdek, organizmlar faqat uyqu holatida bo'lishi mumkin bo'lgan yer sharining eng sovuq va eng issiq mintaqalari parabiosfera deb ataladi (J. Xatchinson bo'yicha).
Biosfera gidrosferani - ko'llar, daryolar, dengizlar va okeanlarni to'liq o'z ichiga oladi. Dengiz va okeanlarda hayotning eng katta kontsentratsiyasi quyosh nuri kirib boradigan evfotik zonada joylashgan. Odatda dengizlar va kontinental chuchuk suv havzalarida uning chuqurligi 200 m dan oshmaydi. Aynan shu zonada fotosintez mumkin bo'lgan joyda barcha fotosintez qiluvchi organizmlar to'planib, birlamchi biologik mahsulotlar ishlab chiqariladi.
200 m chuqurlikdan boshlanadigan disfotik zona to'liq qorong'ilik va fotosintetik o'simliklarning yo'qligi bilan ajralib turadi. Bu faol harakatlanuvchi hayvonlar uchun suvli yashash joyidir. Shu bilan birga, o'lik o'simliklar, ajralishlar va hayvonlarning jasadlari u orqali dengiz va okeanlar tubiga doimiy oqim bilan tushadi.
Biosferaning pastki, litosfera chegarasi haqida hali aniq fikr yo'q. Biosferaga bagʻishlangan koʻpgina ishlar biosferaning materiklarda quyi chegarasi oʻrtacha 2-3 km ni tashkil etishini koʻrsatadi. Bu erda chuqurroq qatlamlarga nisbatan past harorat va bosim sharoitida, lekin tirik organizmlar (mikroorganizmlar) va suv ishtirokida kimyoviy elementlarning migratsiyasi to'xtaydi. Mikrobiologik tadqiqotlar shuni ko'rsatadiki, neftning o'zi steril bo'lsa-da, mikroorganizmlar neft atrofidagi qatlam suvlarida ham mavjud. Okeanlar ostida biosferaning litosfera chegarasi 0,5-1,0 km gacha va, ehtimol, ularning tubidan 3,0 km pastda joylashgan. Kuchli burg'ulash ishlariga qaramay, hayotning litosferaga chuqurroq kirib borishi haqida hali ishonchli ma'lumotlar yo'q.
Troposfera va litosferada moddalarning qattiq, suyuq va gaz fazalari o'zaro ta'sir qiladi, tirik materiya barcha tabiiy jarayonlarga bevosita ta'sir qiladi. Sayyoramizning jonli moddasi to'plangan atmosfera chegarasidagi globus qobig'i gidrolitosfera biogeosfera deb ataladi.Biogeosfera tushunchasi o'z mazmuniga ko'ra "landshaft qobig'i" tushunchasiga yaqin. Faqat biogeosferada insonning doimiy mavjudligi va uning har tomonlama faoliyati mumkin. .
3.2. Biotsenozlar ta'sirida geografik qobiqning rivojlanish bosqichlari
Geografik qobiq atmosfera, gidrosfera, litosfera va tirik materiyaning o'zaro kirib borishi natijasida hosil bo'lgan yaxlit moddiy tizimdir.
Geografik qobiqning hayotida bir necha bosqichlar mavjud. Eng ertasi - prebiosphsr bosqichi, keyin esa rivojlanishning biosfera bosqichi. Hozirgi vaqtda tobora ko'proq olimlar geografik qobiq hayotida yangi bosqich - noosfera boshlanayotganini aytishni boshladilar. Rivojlanish strukturaning murakkablashuvi ortib bordi, o'zaro ta'sir jarayonida yangi tarkibiy qismlar va komplekslar shakllandi. Har bir yangi bosqich materiya va energiyaning yangi davrlarining paydo bo'lishi bilan tavsiflanadi.
Rivojlanishning prebiosfera (geologik) bosqichi 4,5 milliard yildan 570 million yilgacha davom etgan. Bu vaqtda materiklar va okean havzalarining shakllanishi sodir bo'lib, atmosfera va gidrosfera shakllangan. Prebiosfik bosqichda atmosfera, gidrosfera va litosfera o'zaro ta'sir qildi. Tirik materiya mavjud edi, lekin uzluksiz taqsimotga ega emas edi. Bu vaqtda qobiqning yaxlitligi suv va kimyoviy elementlarning aylanishlari bilan ta'minlangan. Birlamchi komponentlar - suv, havo, tog' jinslarining o'zaro ta'siri natijasida geografik qobiqning tarkibiy qismlari hosil bo'lgan. Tabiiy suv va havo vujudga kelgan, g. komponentlar qobiqlarning o'zaro ta'siri natijalarini olib yuradi. Tabiiy havo endi shunchaki atmosfera gazlari emas, u gidrosfera va litosferaning qattiq zarralarini o'z ichiga oladi. Tabiiy suv tarkibida tuzlar va gazlar mavjud bo'lib, cho'kindi jinslar hosil bo'lgan. Biosferadan oldingi bosqichda geografik qobiqning yuqori chegarasi, ehtimol, 80 km balandlikda joylashgan bo'lishi mumkin (bu qatlamda muzlagan gazlar va muzdan iborat tungi bulutlar mavjud, ya'ni aylanish jarayonida suv bug'lari ushbu "balandlikka" ko'tarilgan. ). Bundan tashqari, bu balandlikda gomosferaning chegarasi o'tadi. Pastki chegara cho'kindi qatlam chegarasi bo'ylab o'tgan: cho'kindi jinslar suv va havoning jinslarga ta'siri natijasidir, bundan tashqari, bu erda er osti suv gorizontlari joylashgan.