رجا
• مفهوم المحيط الحيوي وحدوده والأجزاء والوظائف التالية.
• توزيع الكتلة الحيوية في المحيط الحيوي ، وطبيعة وأهمية التداول الدوري للمواد والطاقة.
• المجموعات الرئيسية المشاركة في الهجرة الحيوية - المنتجون ، المستهلكون ، المخفضات.
• المراحل الرئيسية لتطور المحيط الحيوي ، والاختلافات بين مراحل التكوّن الحيوي و noogenesis ، وجوهر مفهوم noosphere.
• تأثيرات الإنسان على المحيط الحيوي (المفيدة والضارة) الآثار الضارة على المحيط الحيوي في ظروف أوزبكستان.
• يجب أن تدرس أهمية المحيط الحيوي للبشرية واستخدامه السليم.
تم تقديم مفهوم المحيط الحيوي (المشتق من الحياة اليونانية - الحياة ، الكرة - المجال المائي) إلى العلم لأول مرة من قبل عالم الجيولوجيا النمساوي E. Zuss بهدف تحديد قشرة الأرض التي تسكنها الكائنات الحية. تم إنشاء وتطوير عقيدة المحيط الحيوي الكاكي من قبل الأكاديمي الروسي VI Vernadsky.
المحيط الحيوي هو جزء من قشرة الأرض يسكنها كائنات حية وتتغير باستمرار تحت تأثيرها. يشكل مجموع كل التكوينات الحيوية على الأرض نظامًا بيئيًا عامًا - المحيط الحيوي. وبالتالي ، فإن الوحدة الأولية (الأصغر) للمحيط الحيوي هي التكاثر الحيوي.
يتكون المحيط الحيوي من مكونات حية وميتة. تشكل مجمل جميع الكائنات الحية التي تعيش على كوكبنا المادة الحية للمحيط الحيوي. توجد الكائنات الحية بشكل أساسي في المجالات الجيولوجية الغازية (الغلاف الجوي) والسائلة (الغلاف المائي) والصلبة (الغلاف الصخري). وفقًا لمزيد من البيانات ، يبلغ الحد الأعلى للغلاف الحيوي 22 كم فوق مستوى سطح البحر ، وتقع الطبقة السفلى من الغلاف الجوي في طبقة التروبوسفير.
توجد الحياة في جميع أجزاء الغلاف المائي ، حتى في أعمق الأماكن - حتى 11 كم. تنتشر الحياة على عمق 3-4 كم في الطبقات العليا للغلاف الصخري. تمتد حدود المحيط الحيوي إلى أعمق أجزاء المحيطات وأجزاء من الغلاف الصخري حيث يوجد البترول وحيث تعيش البكتيريا اللاهوائية. يتضمن التكوين الأساسي للمحيط الحيوي أجزاء من الغلاف الجوي والغلاف المائي والغلاف الصخري التي تتفاعل في عملية تبادل المواد والطاقة.
تحدد حدود الحياة على الكوكب حدود المحيط الحيوي. المحيط الحيوي هو جزء من المجال الجيولوجي للأرض تسكنه الكائنات الحية.
خصوصية المحيط الحيوي هي الدورة الدورية للمواد التي ينتجها نشاط الكائنات الحية. يعتبر المحيط الحيوي نظامًا مفتوحًا لأنه يتلقى الطاقة من الخارج - من الشمس. تعد الكائنات الحية عاملاً جيولوجيًا قويًا يغير سطح الكوكب عن طريق تغيير الدورة الدورية للمواد.
وظائف المادة الحية. هناك وظائف بيوكيميائية رئيسية في تناغم المادة الحية:
• 1) تبادل الغازات.
• 2) تقليل الأكسدة.
• 3) التركيز والتراكم.
• 4) الكيمياء الحيوية.
تعتمد وظيفة تبادل الغازات على عمليات التمثيل الضوئي والتنفس. في عملية تخليق المواد العضوية بواسطة الكائنات ذاتية التغذية ، يتم استهلاك ثاني أكسيد الكربون الموجود في الغلاف الجوي القديم بكميات كبيرة. مع نمو النباتات الخضراء أكثر فأكثر ، يبدأ محتوى الغاز في الغلاف الجوي أيضًا في التغير. تنخفض كمية ثاني أكسيد الكربون ، ويبدأ الأكسجين في الزيادة. يتم إنتاج كل الأكسجين الموجود في الغلاف الجوي نتيجة نشاط الكائنات الحية. في عملية التنفس ، يتم استهلاك الأكسجين ، ويتم إنتاج ثاني أكسيد الكربون وإطلاقه في الغلاف الجوي مرة أخرى. وبالتالي ، يتم الحفاظ على الغلاف الجوي الناتج عن نشاط الكائنات الحية في الفترة الحالية بسبب نشاطها.
وظيفة التركيز هي تراكم العناصر الكيميائية التي لوحظت في البيئة بواسطة الكائنات الحية. في عملية التمثيل الضوئي ، تأخذ النباتات عناصر كيميائية من التربة والبوتاسيوم والفوسفور والنيتروجين والهيدروجين وغيرها ، والكربون من الهواء وتضيفها إلى المواد العضوية للخلية. بسبب وظائف التراكم ، تنتج الكائنات الحية كمية كبيرة من الصخور الرسوبية ، مثل الحجر الجيري.
وظيفة تقليل الأكسدة - تضمن تداول العناصر الكيميائية ذات التكافؤ المتغير والحديد والكبريت والمنغنيز والنيتروجين وغيرها. على سبيل المثال: تقوم بكتيريا التركيب الكيميائي في التربة بهذه العمليات. نتيجة لذلك ، يتم تكوين N2S ، بعض أنواع خام الحديد ، أكاسيد النيتروجين المختلفة.
توفر الوظائف البيوكيميائية عمليات كيميائية حيوية أثناء نشاط حياة الكائنات الحية وبعد وفاتها. ترتبط الوظيفة البيوكيميائية بالتغذية والتنفس وتكاثر الكائنات الحية وتحلل وتعفن الكائنات الناضجة.
الكتلة الحيوية وسطح الأرض والكتلة الحيوية للمحيطات.
الكتلة الكلية للمادة الحية في المحيط الحيوي تسمى الكتلة الحيوية. حاليًا ، تم تحديد حوالي 500 نوع من النباتات و 1,5 مليون نوع من الحيوانات. يعيش 93٪ منهم في المستنقعات ، و 7٪ يعيشون في الماء.
في الجدول أدناه ، يتم التعبير عن الكتلة الجافة للكائنات الحية التي تعيش في الماء وفي التربة بالأطنان.
الكتلة الحيوية للكائنات الأرضية
المادة الجافة المحيطات المحيطات
نبات أخضر
الحيوانات
والكائنات الدقيقة مجموع نبات أخضر-
الحيوانات
والكائنات الحية الدقيقة المجموع الإجمالي
طن 2,4 × 1012 0,02 × 1012 2,42-1012 0,0002 × 1012 0,003 × 1012 0,0032 × 1012 2,4232 × 1012
99,2 0,8 100 6,3 93,7 100
كما يتضح من الجدول ، تحتل المحيطات 70٪ من سطح الأرض وتنتج 0,13٪ من الكتلة الحيوية للأرض. تشكل النباتات 21٪ من الأنواع المعروفة من الكائنات الحية و 99٪ من الكتلة الحيوية للأرض. على الرغم من أن الأنواع الحيوانية تغطي 79٪ من جميع الكائنات الحية ، إلا أن مساهمتها في الكتلة الحيوية أقل من 1٪. من بين الحيوانات ، 96 ٪ من اللافقاريات و 4 ٪ من الفقاريات. 10٪ فقط من الفقاريات من الثدييات. تشير البيانات المقدمة إلى أن معظم الكائنات الحية التي تعيش على الأرض لم تصل بعد إلى مستوى عالٍ من التطور. حتى لو كانت المادة الحية تشكل فقط 0,001-0,02 في المائة من المادة الكربونية في كتلتها ، فإنها تلعب الدور الأكثر أهمية في تنفيذ الوظائف الرئيسية للمحيط الحيوي. المادة الحية هي أهم عنصر في المحيط الحيوي ، ونتيجة للعمليات الجيوكيميائية ، لها تأثير كبير على أجزاء أخرى من الأرض.
الكتلة الحيوية للطبيب. كمية الكتلة الحيوية في أجزاء مختلفة من سطح كوريكليك ليست هي نفسها. من القطبين إلى خط الاستواء ، تزداد كمية الكتلة الحيوية وعدد أنواع الكائنات الحية. توجد أنواع كثيرة من النباتات خاصة في الغابات الاستوائية ، فهي تنمو بكثافة وفي عدة طبقات. يتم وضع الحيوانات على مستويات مختلفة. في التكوينات الحيوية الاستوائية ، تكون كثافة الحياة عالية جدًا ، وهناك منافسة قوية بين الكائنات الحية على الموطن والغذاء والضوء والأكسجين. في ككتبس نقوم بالعكس. يمكن أن تتغير المناطق التي يتم فيها إنتاج الكتلة الحيوية بشكل كبير بسبب التأثير البشري. لذلك ، من الضروري استخدام الموارد الطبيعية بحكمة للأغراض الصناعية والزراعية. يشغل التكاثر الحيوي للتربة الجزء الرئيسي من سطح الجفاف. يعتبر تكوين التربة عملية معقدة للغاية ، وللصخور أهمية قصوى في تكوينها. تتشكل طبقة تربة الأرض تدريجياً بسبب عمل الكائنات الحية الدقيقة والنباتات والحيوانات على الصخور. تتراكم الكائنات الحية في بنيتها العناصر الحيوية. بعد أن تموت النباتات والحيوانات وتتحلل ، يتم امتصاص عناصرها في التربة وتتراكم العناصر الحيوية. كما أن المواد العضوية التي لم تتحلل حتى النهاية تتراكم في التربة. توجد الكائنات الحية بكثافة في التربة. على سبيل المثال ، يمكن أن يصل عدد الكائنات الحية الدقيقة إلى 1 × 25 في 108 طن من التربة ، وقد تم تحديد أن حوالي 1 مليون من ديدان الأرض يمكن أن تعيش في هكتار واحد من التربة. يستمر تبادل الغازات في التربة بشكل مستمر. تمتص النباتات الأكسجين الموجود في الهواء ويصبح جزءًا من المركبات الكيميائية. يتم إصلاح النيتروجين بواسطة بعض البكتيريا. يتم إطلاق ثاني أكسيد الكربون وكبريتيد الهيدروجين والأمونيا من التربة خلال النهار. وبالتالي ، يتم إنتاج التربة بطريقة حيوية. يتكون من مواد عضوية وغير عضوية وكائنات حية. لا يمكن أن تتشكل التربة خارج المحيط الحيوي. التربة هي موطن الكائنات الحية التي تأخذ منها النباتات الماء والمواد المغذية. تعتبر العمليات التي تحدث في التربة أحد مكونات تداول المواد في المحيط الحيوي. غالبًا ما يؤدي النشاط الاقتصادي البشري إلى تغيير تدريجي في تكوين التربة وموت الكائنات الحية الدقيقة فيها. لذلك ، من الضروري تطوير تدابير للاستخدام الرشيد للتربة.
الكتلة الحيوية للمحيطات. يعتبر الماء من أهم مكونات المحيط الحيوي ، ويعتبر من أهم العوامل الضرورية لبقاء الكائنات الحية على قيد الحياة. الجزء الرئيسي من الماء موجود في المحيطات والبحار ، ويشتمل تكوين المحيطات ومياه البحر على أملاح معدنية تتكون من حوالي 60 عنصرًا كيميائيًا. غازات الأكسجين وثاني أكسيد الكربون ، الضرورية جدًا لحياة الكائنات الحية ، تذوب جيدًا في الماء. تطلق الحيوانات المائية ثاني أكسيد الكربون أثناء التنفس. نتيجة لعملية التمثيل الضوئي للنباتات ، يتم إثراء الماء بالأكسجين. في الطبقة السفلية من مياه المحيط حتى عمق 200 متر ، يوجد الكثير من الطحالب وحيدة الخلية ، التي تنتج العوالق الصغيرة (مشتقة من الكلمة اليونانية "planktos" - المياه المتحركة والمتحركة). حوالي 30 في المائة من عملية التمثيل الضوئي على كوكبنا تتم في الماء. تقبل النفاثات المائية طاقة الشمس وتحولها إلى طاقة تفاعلات كيميائية. للعوالق أهمية رئيسية في تغذية الحيوانات التي تعيش في الماء. الكائنات التي تتشبث بقاع الماء تسمى benthos (مشتقة من الكلمة اليونانية "benthos" التي تعني الماء في الأعماق). يوجد في قاع المحيط العديد من البكتيريا التي تحول المادة العضوية إلى مادة غير عضوية. كما أن للغلاف المائي تأثير قوي على المحيط الحيوي. يلعب الغلاف المائي دورًا مهمًا في توزيع الحرارة والرطوبة على الكوكب ، وفي تداول المواد.
الدوران الدوري للمواد وتغير الطاقة في المحيط الحيوي.
تتمثل إحدى الوظائف الرئيسية للمحيط الحيوي في ضمان الدورة الدورية للعناصر الكيميائية. يحدث الدوران الحيوي في المحيط الحيوي بمشاركة جميع الكائنات الحية التي تعيش على الأرض. العناصر الكيميائية من مركب إلى آخر ، من تكوين قشرة الأرض إلى الكائنات الحية ، ثم تفككها إلى مركبات غير عضوية وعناصر كيميائية ودخول تكوين قشرة الأرض مرة أخرى ، تسمى الدورة الدورية للمواد والطاقة. هذه الدورة هي عملية مستمرة. نتيجة للدورة الحيوية ، فإن كمية العناصر الكيميائية محدودة ، ويفترض أن الحياة موجودة وتتطور لسنوات عديدة. في الواقع ، كمية العناصر الكيميائية اللازمة للكائنات الحية على الأرض ليست غير محدودة. إذا تم استهلاك هذه العناصر فقط ، فسوف تنفد عاجلاً أم آجلاً ويمكن أن تتوقف الحياة. وفقًا للأكاديمي VR Williams ، فإن الطريقة الوحيدة لتقريب اللانهاية لكمية صغيرة هي إجبارها على الدوران خلال حلقة مغلقة. اختارت الحياة بنفس الطريقة. تستخدم النباتات الخضراء الطاقة الشمسية لإنتاج مواد عضوية من مواد غير عضوية. تستهلك الكائنات غيرية التغذية كائنات حية أخرى ، وتقوم المُحلِّلات بتفكيك هذه المواد. تقوم النباتات الجديدة بتجميع مواد عضوية جديدة من المواد المعدنية المتكونة نتيجة تحلل المواد العضوية. المصدر الوحيد الذي يتنبأ بالدورة الدورية للمواد على الأرض هو الطاقة الشمسية. كمية الطاقة الشمسية التي تسقط على الأرض خلال عام واحد هي 10,5X1020 كيلو جول. يتم إرجاع 42٪ من هذه الطاقة من الأرض إلى الفضاء ، و 58٪ يمتصها الغلاف الجوي والتربة ، و 20٪ تعيدها الأرض. 10٪ من الطاقة الحرارية التي تمتصها الأرض تنفق على تبخر الماء والماء من التربة. يتبخر حوالي مليار طن من الماء من سطح الأرض كل دقيقة. يعد الدوران المستمر للمياه بين الخزانات والجفاف أحد العوامل الرئيسية التي تتنبأ بالحياة على الأرض ، فضلاً عن الطبيعة غير الحية وسلوك النباتات والحيوانات. تستخدم النباتات الخضراء 1-0,1٪ من الطاقة الشمسية التي تصل إلى الأرض في عملية التمثيل الضوئي. على الرغم من أن هذه الطاقة صغيرة جدًا مقارنة بالطاقة المستخدمة لتبخير الماء وتسخين سطح الأرض ، إلا أنها تلعب دورًا مهمًا للغاية في ضمان دوران العناصر الكيميائية.
الهجرة الحيوية من الذرات. يتم إجراء الدوران الدوري المستمر للمواد ، والهجرة الحيوية للذرات وتدفق الطاقة بسبب التغذية ، والتنفس ، والتكاثر ، والتوليف ، والتراكم ، والتحلل للمواد العضوية للكائنات الحية. في التبادل الدوري للمواد ، العناصر الكيميائية التي هي جزء من الكائنات الحية هي الكربون والهيدروجين والنيتروجين والأكسجين والفوسفور وغيرها. هناك العديد من نظائر العناصر الكيميائية ، ويمكن فقط لبعض النظائر أن تدخل الكائنات الحية. على سبيل المثال ، من بين نظائر الهيدروجين 1N ، 2N ، 3N ، 1N هو الأكثر نشاطًا ، لكن هذا النظير فقط هو من سمات الكائنات الحية. تشمل المواد العضوية نظير 12S ، وتشمل المركبات الكيميائية غير العضوية نظير 13S. من بين نظائر الأكسجين 16O ، 17O ، 18O ، يتم تضمين نظير 16O فقط في الماء وغاز ثاني أكسيد الكربون وله نشاط بيولوجي مرتفع.
يتم امتصاص العناصر الكيميائية باستمرار من كائن حي إلى آخر ، من التربة والجو والغلاف المائي إلى الكائنات الحية ، ومنهم إلى البيئة ، وملء تكوين المواد غير الحية في المحيط الحيوي. تستمر هذه العمليات إلى ما لا نهاية. على سبيل المثال ، يتم استهلاك كل الأكسجين الموجود في الغلاف الجوي من خلال المادة الحية لمدة 2000 عام ، وغاز ثاني أكسيد الكربون لمدة 200-300 عام ، وكل المياه الموجودة في المحيط الحيوي لمدة مليوني عام. تمتلك الكائنات الحية القدرة على تجميع ليس فقط العناصر الكيميائية الموزعة على نطاق واسع في الطبيعة ، ولكن أيضًا العناصر الموجودة بكميات صغيرة جدًا. تركيز العناصر الكيميائية في النباتات والحيوانات أعلى بكثير منه في البيئة الخارجية. تركيز الكربون في النباتات أعلى بـ 2 مرة من تركيزه في التربة ، والنيتروجين أعلى بـ 200 مرة. نتيجة للهجرة الحيوية ، يتغير تكافؤ بعض العناصر الكيميائية تحت تأثير الكائنات الحية. نتيجة لذلك ، يتم تكوين مركبات كيميائية جديدة. يشارك حوالي 30 عنصرًا كيميائيًا معروفًا بنشاط في الهجرة الحيوية.
تمتص الكائنات ذاتية التغذية طاقة ضوء الشمس وتنتج المواد النباتية الأولية من المواد غير العضوية والمواد العضوية. تتغذى الكائنات غيرية التغذية على النباتات وتحول المنتجات النباتية إلى منتجات حيوانية ثانوية. تقسم البكتيريا والفطريات المنتجات العضوية للنباتات والحيوانات إلى أملاح معدنية يمكن أن تستهلكها النباتات ذاتية التغذية. هناك نوعان من الهجرة الحيوية: النوع الأول تقوم به الكائنات الحية الدقيقة ، والثاني بواسطة الكائنات الحية متعددة الخلايا. يسود النوع الأول من الترحيل على النوع الثاني. في الوقت الحالي ، يتزايد دور البشرية في الهجرة الحيوية للذرات. أدناه سوف نتعرف على المزيد حول الدورة الدورية لبعض العناصر الحيوية. تمتص النباتات ثاني أكسيد الكربون ويتحول إلى كربوهيدرات ودهون وأكسجين ومواد عضوية أخرى أثناء عملية التمثيل الضوئي. هذه المواد. تستهلكها حيوانات أخرى. تطلق جميع الكائنات الحية غاز ثاني أكسيد الكربون في الغلاف الجوي أثناء التنفس. النباتات والحيوانات الميتة ، تتحلل نفاياتها وتمعدنها بواسطة الكائنات الحية الدقيقة. المنتج النهائي للتمعدن هو ثاني أكسيد الكربون ، والذي يتم إطلاقه في الغلاف الجوي من التربة والمسطحات المائية. يتم تخزين جزء من الكربون في التربة كمركبات عضوية. يتراكم الكربون في مياه البحر على شكل حامض الكبريتيك وأملاحه القابلة للذوبان في الماء أو على شكل SaSO3 بر ، الحجر الجيري ، الشعاب المرجانية. يتراكم جزء من الكربون في قاع البحر على شكل رواسب وأحجار جيرية ولا يشارك في الهجرة الحيوية لفترة طويلة. مع مرور الوقت ، نتيجة لعمليات تكوين الجبال ، يتم دفع الصخور النارية مرة أخرى ، ونتيجة للتغيرات الكيميائية ، فإنها تخضع مرة أخرى للدوران الدوري. يدخل الكربون أيضًا إلى الغلاف الجوي من الدخان المنبعث من السيارات والمصانع والمصانع. نتيجة لدورة الكربون في المحيط الحيوي ، يتم إنتاج موارد الطاقة - النفط والفحم والغاز الطبيعي والجفت والخشب - والتي تستخدم على نطاق واسع في الأنشطة العملية البشرية. جميع المواد المذكورة أعلاه هي من منتجات نباتات التمثيل الضوئي. يعد الخشب والجفت من الموارد الطبيعية المتجددة ، في حين أن النفط والغاز والفحم من الموارد الطبيعية غير المتجددة. تطرح محدودية الموارد العضوية وعدم تجديدها مشاكل معقدة للبشرية ، مثل استخدام مصادر جديدة للطاقة - الطاقة الحرارية الأرضية وتيارات المحيطات والبحر والطاقة الشمسية.
النيتروجين هو أحد أهم العناصر. إنه جزء من الأحماض النووية. يتم إطلاق النيتروجين من الغلاف الجوي أثناء البرق نتيجة الجمع بين النيتروجين والأكسجين لتكوين أكسيد النيتروجين الرابع. لكن الكتلة الرئيسية من النيتروجين يتم امتصاصها في الماء والتربة نتيجة تثبيت النيتروجين الموجود في الهواء بواسطة الكائنات الحية (rayem 173).
تعيش البكتيريا والطحالب المثبتة للنيتروجين في الماء والتربة. نتيجة لتمعدن هذه البكتيريا والطحالب ، فإنها تثري التربة بالنيتروجين. نتيجة لذلك ، يمتص كل هكتار من التربة حوالي 25 كجم من النيتروجين في السنة. تعتبر بكتيريا العقيدات التي تعيش في جذور النباتات البقولية أكثر مثبتات النيتروجين فعالية. يتم امتصاص النيتروجين من مصادر مختلفة في جذور النباتات والسيقان والأوراق ، ويتم تصنيع الأكسجين حيوياً في هذه الأماكن. أكاسيد النبات هي المصدر الرئيسي للنيتروجين للحيوانات. بعد موت الكائنات الحية ، تحت تأثير البكتيريا والفطريات ، يتم تكسير الأكسجين وإطلاق الأمونيا. يتم امتصاص الأمونيا المنبعثة جزئيًا عن طريق النباتات وجزئيًا عن طريق البكتيريا. نتيجة لنشاط بعض البكتيريا تتحول الأمونيا إلى نترات. النترات ، مثل أملاح الأمونيوم ، تستهلكها النباتات والكائنات الحية الدقيقة. يتم اختزال بعض النترات إلى عنصر النيتروجين بواسطة بعض البكتيريا ويتم إطلاقها في الغلاف الجوي. هذه العملية تسمى نزع النتروجين. وفي الوقت نفسه ، يستمر التبادل الدوري للنيتروجين في الطبيعة. وهكذا ، نتيجة للتفاعل بين الطبيعة الحية (الحيوية) وغير الحية (اللاأحيائية) ، تمتص المادة غير العضوية الكائنات الحية وتتغير وتعود إلى الحالة اللاأحيائية مرة أخرى.
يمكن تقسيم الكائنات الحية المشاركة في الهجرة البيولوجية إلى ثلاث مجموعات كبيرة.
1. منتجي - منتجي المواد الحية من المواد الميتة. هذه هي أساسًا مجمع ضوئي ونباتات خضراء سفلية.
2. المستهلكون أو المستهلكون. المنتجون يستهلكون المواد العضوية المنتجة. وتشمل الحيوانات والنباتات الطفيلية والكائنات الحية الدقيقة.
3. المخفضات - تمعدنات المواد العضوية ، وإعادتها إلى حالتها السابقة. وهي تشمل البكتيريا والفطريات والنباتات الرمية. بمعنى آخر ، يتم تمرير تتابع الحياة من النباتات الخضراء إلى الحيوانات ، وتأخذها البكتيريا إلى خط النهاية ، ثم تعيدها إلى النباتات الخضراء. يستمر هذا التتابع بلا توقف منذ بداية العصر الجديد.
تطور المحيط الحيوي
يمكن تقسيم تطور المحيط الحيوي إلى 3 مراحل رئيسية.
1. خلق المحيط الحيوي الأولي مع الدورة الحيوية. بدأت هذه المرحلة منذ حوالي 3 مليارات سنة وانتهت في العصر الكمبري من عصر الباليوزويك.
2. في المرحلة الثانية ، تظهر الكائنات متعددة الخلايا وتتطور ، ويستمر تطور المحيط الحيوي. تبدأ هذه الفترة مع العصر الكمبري قبل 2 مليار سنة وتنتهي بظهور الإنسان الحديث.
3. في المرحلة الثالثة ، يتطور المحيط الحيوي تحت تأثير الإنسان الحديث ، بدءًا من 3-40 ألف سنة مضت ويستمر حتى الوقت الحاضر. في الجزء الرئيسي من تاريخ المحيط الحيوي ، فإنه يتطور تحت تأثير عاملين مختلفين: 50. التغيرات الجيولوجية والمناخية الطبيعية على الكوكب. 1. التغيرات في عدد وكمية أنواع الكائنات الحية نتيجة للتطور البيولوجي هي العوامل الرئيسية. في الوقت الحاضر ، العامل الثالث ، النشاط البشري ، له تأثير كبير على تطور المحيط الحيوي. يحدث تطور المرحلتين الأولى والثانية من المحيط الحيوي فقط على أساس الظروف البيولوجية ، لذلك تسمى هاتان الفترتان بفترة التكوّن الحيوي. ظهرت حياة وتطورت خلال هذه الفترة. الفترة الثالثة مرتبطة بظهور المجتمع الشخصي. دعنا نتعرف على فترة التولد الحيوي.
مرحلة التولد الحيوي. على الأرض ، ظهر المحيط الحيوي في نفس الوقت الذي ظهر فيه الكائنات الحية الأولى. منذ ذلك الحين ، إلى جانب تطور الكائنات الحية ، تطور المحيط الحيوي. كانت الكائنات الحية الأولى التي ظهرت هي الكائنات غير المتجانسة أحادية الخلية ، اللاهوائية. ظهرت منذ حوالي 3 مليارات سنة ، وتتلقى الطاقة من عمليات الهضم. تتغذى على المواد العضوية الجاهزة المنتجة من الكتلة الحيوية والمتراكمة. في المحيط الحيوي الذي ظهر للتو ، كان هناك نقص في المواد العضوية ، ولا يمكن للكائنات الأولية التكاثر بسرعة. نتيجة للانتقاء الطبيعي ، ظهرت كائنات ذاتية التغذية يمكنها تصنيع المواد العضوية بشكل مستقل من المواد غير العضوية. ظهرت أول بكتيريا التركيب الكيميائي والطحالب الخضراء. امتصت الكائنات الضوئية الأولى ثاني أكسيد الكربون وأطلقت الأكسجين ، مما أدى إلى تغيير تكوين الغلاف الجوي. ونتيجة لذلك ، انخفضت كمية ثاني أكسيد الكربون في الغلاف الجوي وزادت كمية الأكسجين. في الطبقة العليا من الغلاف الجوي ، يشكل الأكسجين شاشة أوزون. تحمي شاشة الأوزون الكائنات الحية على الأرض من الآثار الضارة للأشعة فوق البنفسجية والأشعة الكونية. في مثل هذه الظروف ، زادت الكائنات الحية على سطح البحر. تسبب وجود الأكسجين الحر في الغلاف الجوي في ظهور الكائنات الهوائية التي تتنفس الأكسجين والكائنات متعددة الخلايا على سطح الأرض. سمحت شاشة الأوزون للكائنات الحية بالانتشار من الماء إلى الأرض. يُعتقد أن الكائنات متعددة الخلايا الأولى ظهرت منذ 3 مليون سنة ، في بداية العصر الكمبري ، عندما وصل تركيز الأكسجين في الغلاف الجوي إلى حوالي 500٪. تم إنتاج الأكسجين الزائد عن طريق كائنات التمثيل الضوئي التي تعيش في البحر. أدى ذلك إلى زيادة عدد الكائنات الحية التي تتنفس بالهواء. في عملية التنفس الهوائي ، يتم إطلاق الكثير من الطاقة بسبب تكسير المواد. أصبحت البنية المورفولوجية والوظيفية معقدة بشكل متزايد في الكائنات الحية ذات الطاقة العالية.
في وقت قصير ، انتشروا إلى موائل مختلفة. في عصر الباليوزويك ، لم يكن الهايت منتشرًا في الماء فحسب ، بل كان أيضًا منتشرًا في الأراضي الجافة. أدى التطور المكثف للنباتات الخضراء إلى إثراء الغلاف الجوي بالأكسجين ، مما جعل من الممكن زيادة تحسين بنية الكائنات الحية. خلال حقبة الباليوزويك ، كان هناك توازن بين إنتاج واستهلاك الأكسجين ، وبلغت كمية الأكسجين في الغلاف الجوي حوالي 20 في المائة ، ولم يتم اختلال هذا التوازن حتى الآن.
مرحلة التوليد. مع ظهور المجتمع البشري ، تبدأ فترة نشوء المحيط الحيوي. خلال هذه الفترة ، يستمر تطور المحيط الحيوي تحت تأثير نشاط الكوكتيل الواعي للشخص. تم تقديم مفهوم noosphere من قبل العالم الفرنسي E. Leroy في عام 1927 (مشتق من الكلمات اليونانية "noos" - mind ، "sphere" - sphere). وفقًا لـ VI Vernadsky ، فإن noosphere هي المحيط الحيوي الذي تغير تحت تأثير العمل البشري والنشاط العلمي.
تسبب ظهور الإنسان في تغييرات قوية في المحيط الحيوي. أدى التطور السريع للعلوم والتكنولوجيا والصناعة إلى تسريع الهجرة الحيوية للعناصر. عبر التاريخ ، كانت البشرية أقرب ما يمكن إلى البيئة من خلال أنشطتها العمالية ؛ وحاول الحصول على الخلفية بسرعة. لم يفكر في عواقب التدخل البشري في الظواهر الطبيعية. منذ المراحل الأولى لوجود الإنسان ، انقرضت بعض أنواع الحيوانات (بما يتجاوز ما هو مطلوب للتغذية). تسبب البشر في العصر الحجري في انقراض الثدييات الكبيرة مثل الماموث. الإنسان هو أيضًا أحد مكونات المحيط الحيوي. يأخذ الإنسان كل ما يحتاجه من المحيط الحيوي ، ولا يتم إطلاق سوى النفايات الصناعية في المحيط الحيوي. لفترة طويلة ، لم يتسبب النشاط البشري في حدوث خلل في توازن المحيط الحيوي ، لأن المنتجات الطبيعية التي يأخذها البشر تعود إلى المحيط الحيوي. لكن في القرن التالي ، ازداد تأثير الإنسان على المحيط الحيوي بشكل كبير وتسبب في مشاكل حادة. الموارد الطبيعية تصبح أقل فأقل. اختفت أنواع كثيرة من النباتات والحيوانات. البيئة ليست ملوثة وتسمم من قبل الصناعة والنفايات المنزلية والمواد الكيميائية السامة. إذا لم يتم تدمير النظم البيئية الطبيعية والرماد والغابات. هذه التغييرات غير العادية في المحيط الحيوي لها تأثير قوي على عالم النباتات والحيوانات ، وكذلك على البشر.
يمكن أن يؤدي عدم فهم الشخص لظروف تغير المحيط الحيوي إلى تغييرات مؤسفة للغاية في البيئة الخارجية.
زيادة تأثير الإنسان على الغلاف المائي والغلاف الجوي يتسبب في تغير المناخ داخل المحيط الحيوي. على وجه الخصوص ، ازدادت كمية ثاني أكسيد الكربون في الغلاف الجوي في السنوات الأخيرة. يؤدي استخدام الوقود العضوي إلى تقليل حرق الأكسجين وزيادة ثاني أكسيد الكربون. تؤدي زيادة نسبة ثاني أكسيد الكربون في الغلاف الجوي إلى "ظاهرة الاحتباس الحراري" التي تؤدي إلى ارتفاع درجة حرارة سطح الأرض. خلال المائة عام القادمة ، من المتوقع أن يزداد متوسط درجة حرارة سطح الأرض بمقدار 100 درجة مئوية. يؤدي تغير المناخ إلى زيادة مساحة الصحاري ، وذوبان الأنهار الجليدية في الجبال ، وانخفاض مستوى مياه المحيطات والبحار. كما ذكرنا سابقاً ، توجد طبقة أوزون في الغلاف الجوي ، وأقصى تركيز لها هو 0,6-20 كم فوق سطح الأرض. نتيجة لدخول أكسيد النيتروجين الثاني والفريون إلى الغلاف الجوي ، ترقق طبقة الأوزون لعدة سنوات. يستخدم الفريون على نطاق واسع كعامل رش للورنيش والدهانات وكمبرد في الثلاجات ومكيفات الهواء. في السنوات الأخيرة ، نتيجة لاستنفاد طبقة الأوزون في الغلاف الجوي لأنتاركتيكا ، كانت هناك ظواهر حزينة وخطيرة مثل تشكل "ثقوب الأوزون". في عام 25 ، في مونتريال ، كندا ، وقع ممثلو 1987 دولة اتفاقية دولية لخفض إنتاج الفريونات بنسبة 50٪ من أجل منع هذه الظاهرة وتدمير طبقة الأوزون. يستمر تلوث الغلاف الجوي بلا توقف ويزداد عامًا بعد عام. يتزايد تلوث الغلاف الجوي بسبب هدر المؤسسات الصناعية والمركبات المنبعثة من المركبات ، وخاصة الكربون N50S وجزيئات المعادن الثقيلة مثل الرصاص والنحاس والكادميوم والنيكل والمعادن الأخرى. يتم إطلاق مئات الملايين من الأطنان من الملوثات في الغلاف الجوي كل عام. يُعتقد أن زيادة N2S في الهواء هي سبب زيادة المطر الحمضي. أحد الأسباب الرئيسية لانخفاض إنتاجية أشجار الفاكهة في أوزبكستان ، وحقيقة أن كروم العنب أصبحت مريضة وتقل إنتاجها عامًا بعد عام ، هو زيادة الأمطار الحمضية.
أدت مخلفات مصنع الألمنيوم الذي تم بناؤه حول مدينة M. و الناس. تلعب نفايات المصنع الكيميائي في مدينة نافوي أيضًا دورًا كبيرًا في الأضرار البيئية. يؤدي الاستخدام المهدر للمياه في الري والمؤسسات الصناعية إلى جفاف الأنهار الصغيرة وانخفاض حاد في المياه في الأنهار الكبيرة. مثال نموذجي لمثل هذه الأحداث المؤسفة هو مشكلة بحر آرال. يشكل التوسع المفرط في مناطق القطن المروية خطر جفاف هذا البحر. نتيجة للاستخدام المفرط وغير المنضبط للمياه ، لا يمكن أن تصل الأنهار الكبيرة مثل أموداريا وسيرداريا إلى بحر آرال. هذا هو سبب تدمير النظم البيئية الطبيعية حول الجزيرة ، وتدهور صحة الناس الذين يعيشون في هذه المنطقة. يؤدي إلقاء الأسمدة المعدنية ومخلفات الماشية ومياه الصرف الصحي في المسطحات المائية إلى زيادة نسبة النيتروجين والفوسفور في الماء ، وتبخر المياه ، ونتيجة لانخفاض احتياطيات الأكسجين ، تدخل الحيوانات في المياه ، وخاصة الأسماك. . في الآونة الأخيرة ، أدى قطع الغابات إلى نتائج مؤسفة للغاية. نتيجة لزيادة تلوث المسطحات المائية والمسطحات المائية والتربة ، تموت الأشجار في الغابات. يؤدي فقدان الغابات إلى تغير حاد في المناخ ، وانخفاض في الموارد المائية ، وتدهور حالة التربة. حاليًا ، يتم بناء العديد من محطات الطاقة الكهرومائية والنووية لتزويد الاقتصاد بالطاقة. لأن محطات الطاقة الحرارية تستخدم الموارد الطبيعية ، فإنها تلوث الغلاف الجوي ، وتتطلب محطات الطاقة المائية بناء خزانات كبيرة الحجم ، ونتيجة لذلك تغمر الأراضي الخصبة والتربة تحت الماء. من المعروف أن محطات الطاقة النووية ، التي كانت تُعتبر سابقًا الأكثر نظافة وأمانًا من وجهة نظر بيئية ، تشكل خطرًا كبيرًا. أدت كارثة محطة تشيرنوبيل للطاقة النووية في أوكرانيا إلى أزمة بيئية في منطقة كبيرة ، مما تسبب في أضرار جسيمة للنباتات والحيوانات. تسبب في انتشار أمراض مختلفة بين السكان. وبالتالي ، فإن التأثير القوي للإنسان على النظم البيئية يمكن أن يؤدي إلى أحداث مأساوية غير متوقعة. نتيجة لذلك ، هناك سلسلة من التغيرات البيئية. في الوقت الحاضر ، تتعرض البشرية لخطر الأزمة البيئية. إذا لم يتم اتخاذ التدابير اللازمة ، فقد تصبح العديد من مناطق المحيط الحيوي غير صالحة لسكن الإنسان. أصبحت حماية الطبيعة إحدى أكثر القضايا إلحاحًا اليوم.
