48 Зат және энергия айналымының (геологиялық және биологиялық айналым) мазмұнын айқындау

Жердегі тұйық заттардың айналымы- географиялық қабық пен жоғары және төмен жатқан геосфераларда болып тұратын үрдістерде бір зат бірнеше рет қатысқанда болатын құбылыс. Бұл Жерге тән геохимиялық ерекшеліктердің бірі. Жердегі заттардың тұйық айнылымның масштабы, ұзақтығы жағынан көптеген түрі бар. Мысалы. Құрылық пен мұхит арасындағы су айналымы, ландшафтардағы химиялық элементтердің биологиялық айналымы, жер қыртысындағы тау жыныстарының арасында болатын айналым.тәйтенімен, заттар айналымы тұйық цикл емес.

Зат және энергия айналымының 2 түрі бар:т

1. Үлкен немесе гелогиялық айналым

2. Кіші немесе биологиялық айналым

Геологиялық айналымда-дүние жүзілік мұхиттың үлкен маңызы бар. Дүние жүзілік мұхит- Жердегі барлық мұхиттар мен теңіздердің жиынтығы. Ол Жердің жалпы бетінің 70 %-дан астасын алып жатыр (құрылықтың ауданы 149,6 млн.км² тең болса, су бетінің ауданы 361млн.км²). Су массасының мөлшері 11 млрд.км³-тен артық. Ең терең жерінің тереңдігі 11034 м (Мариан аралдарының жанында).

Біздің планетамызда табиғат жағдайларының өзгеруі мен қалыптасуында негізгі рөль атқаратын-жылу айналымы. Литосфера, атмосфера және гидросфера жылуды түрліше сіңіреді де, бірімен бірі күрделі энергиялық қатынаста болады.

Жер бетіне түскен күн родиациясының негізгі массасы дүниежүзілік мұхиттарда жинақталады. Бұған себеп болатын-су беті ауданының үлкендігі үлкендігі, әр жылу сыйымдылығының артықтығы, су құрылыққа қарағанда жылуды 20-50 есе артық қабылдайды.

Литосфера күн энергиясын өзінде көп уақыт сақтап тұра алмайды., себебі жаз бен күзде жинақталған жылудың бәрі қыста жұмсалып кетеді. Сондықтан атмосфера негізінен дүниежүзілік мұхиттың берген жылуының әсерінен жылынады.

Табиғаттағы судық тұйық айналымы-Жер шарындағы судың күн қуаты және салмақ күшінің әсерінен үздіксіз тұйық аналу үрдісі. Су Жер шарындағы мұхиттар мен құрылықтардың бетінен буланады, су булары ауа ағындарымен жоғары көтеріледі де, конденсацияланып, тамшыға айналады және атмосфералық жауын-шашын түрінде мұхитқа немесе құрылыққа қайта оралады. Оның біразы құрылықтан өзендер арқылы мұхиттарға қайтадан ағып барады. Осылайша табиғатта судың үлкен тұйық айналымы жүзегн асырылады.

Сонымен, зат және энергия айналымын сызба-нұсқа түрінде былай көрсетуге болады:

Мұхит→булану→атмосферадағы су булануының конденсациялануы→ жауын-шашынның түсуі→ тұздардың еруі және олардың жер үсті, жер асты суларымен мұхитқа келіп құйылуы.

Мұны судың үлкен айналымы деп атайды. Бұдан басқа жергілікті немесе құрылық ішіндегі су айналымы болады.

Сөйтіп, биосфера географиялық қабықтағы геосфералардың бірі, яғни геосфелардың бірі, яғни гидросферадағы, литосферадағы және атмосферадағы тірі организмдер тараған аймақ. Биосфераның ролін геологиялық тұрғыда терең түсірген В.И.Вернадский болды. В.И.Вернадский-организмдердің геологиялық әрекетін зерттейтін биогеохимия ғылымының негізін салушы ғалым.

Биосферадағы организмдердің өзара және оларды қоршаған ортаның арасындағы қарым-қатынастар нәимжесі бүртұтас жүие-организмдер бірлестігін құрайды, оны биогеоценоз деп атайды. Бұл жүйелерде энергияның бір жүйеден екіншісіне тасмалданатын каскадты(сатылы) процесі жүреді, оны зат пен энергияның 2 айналымы қолдап отырады. Бұл айналымды кіші, немесе биологиялық айналым деп атайды.

Биологиялық айналым фотосинтез үрдісінен басталады. Өйткені, жасыл өсімдіктер көмір қышқыл газын, суды және минералдық заттарды сіңіріп, күн жарығын пайдаланып өсімдіктердің өсуі мен дамуына қажетті органикалық қосылыстарды түзеді. Сөйтіп,жыл сайын 1.000.000.000.000 тоннаға дейін органикалық заттар жасалады. Бұл үрдістің нәтижесінде отмосфераға шамамен сондай мөлшерде бос оттегі бөлінеді.

Жасыл өсімдіктердің алғашқы өнімі-олардың биомассасы- жануарларға қорек болады да, екінші өнім құрайды. Өсімдіктер мен жануарлардың қалдықтары шіриді және микроорганизмдердің әсерінен минералданып, көмір қышқыл газға, аммиакка, минералдық тұздарға айналады да қайтадан фотосинтез продесіне жұмсалады.

Минералдану барысында фотосинтез кезінде сіңірген энергия қайтадан бөлініп шағады. Минералданған заттардың бір бөлінгі қайтадан өсімдіктердің денесінің түзілуіне жұмсалады, бір бөлігі суда еріп, химиялық энергия ретінде тасмалданады да, тау жыныстарынң үгілуіне қатысады.

Биологиялық айналым-өсімдіктерден басталып, оларды қорек ететін жануарларға жалғасатын, олардың өлексілерін шірітетін редуценттермен аяқталатын тізбек. Ал геологилық айналым- әр түрлі химиялық заттардың қосылыстарының түзілуі процестерінің тізбектері. Осындай айналымдардың қатарына су айналымы жатқыза аламыз. Су айналымының негізгі қозғаушы күші- күн сәулесінің энергиясы. Теңіз, мұхит, көл сулары күн сәулесінің әсерінен буға айналады. Ол атмосфераға көтерілген соң аспандағы ауада салқындап жауын немесе қар түрінде жерге түседі. Онымен топырақ, өсімдік қоректенеді. Топырақ арқылы түскен сулар жер асты суларына қосылады. Олар мұхитқа немесе көлге құяды. Осы айналымдарды адамдардың іс әрекеттері бұзады. Оттегі айналымы су айналымы сияқты өте үлкен роль атқарады. Оттегі айналымында да негізгі обьект-өсімдік. Көмір қышқыл айналымын өсімдік қорек етеді. Биосферадағы энергияның негізгі көзі. Күн сәулелері. Ол фотросинтез процесінің арқасында автотрофты ағзалармен сіңіріп, гетеротрофты химиялық байланыстарда жинақталған энергия күиінде беріледі. Биосферада энергия айналым жасамай ағын ретінде өтеді.

Тіршілік Жер бетіндегі заттар айналымының ерекше формасы ретінде пйда болған және дами алған. Мүндай заттар айналымы тек қана органикалық дүниенің көптүрлілігі себебінен ғана мүмкін. Ал көптүр лілік ағзаның ортамен байланысынан келіп шығады. Қазаргі организмдердің көптүрлілігін төмендегі кестеден көруге болады(3 кесте) (2,4,7).