जीवमंडल के कार्य, संरचना और संरचना

ग्रह पर सभी जीवित चीजें पृथ्वी एक दूसरे के साथ घनिष्ठ संबंध में आनापर्यावरण, जिससे पारिस्थितिक तंत्र का निर्माण होता है। परस्पर क्रिया करने वाले जीवों के ये समुदाय एक दूसरे से पृथक नहीं हैं। वे विभिन्न संबंधों से जुड़े हुए हैं, मुख्य रूप से भोजन। पारितंत्रों की समग्रता एक एकल ग्रहीय पारितंत्र का निर्माण करती है, जिसे जीवमंडल कहा जाता है। यह लेख जीवमंडल की संरचना पर विचार करेगा, इसके रचना और मुख्य कार्य।

विज्ञान

यह अवधारणा को पहली बार जे.बी. के विज्ञान में पेश किया गया था। लैमार्क में दूर १८०३ और मतलब ग्रह पर सभी जीवित जीवों की समग्रता पृथ्वी... उन्नीसवीं सदी के उत्तरार्ध में, शब्द "बीओस्फिअ" उपयोग किया गया जे। सुसे, जिसमें जीवमंडल की संरचना में तलछटी चट्टानों के निर्जीव पदार्थ शामिल थे। जीवमंडल का सिद्धांत 1926 में सामने आया, जब वी.आई. वर्नाडस्की ने बड़ी मात्रा में वैज्ञानिक जानकारी का सारांश दिया, वैसे भी सजीव और निर्जीव पदार्थों के बीच संबंध को स्पष्ट करना वैज्ञानिक यह दिखाने में सक्षम था कि हमारा ग्रह ही नहीं हैजीवित जीवों में निवास करते हैं, लेकिन उनके द्वारा सक्रिय रूप से रूपांतरित भी होते हैं। इसके अलावा, वर्नाडस्की के अनुसार, प्राकृतिक प्रक्रियाओं में मानव हस्तक्षेप इतना महत्वपूर्ण है कि नोस्फीयर के बारे में बात करना संभव है - जीवमंडल के विकास में एक नया चरण। आज, जीवमंडल का विज्ञान ज्ञान के विभिन्न क्षेत्रों के डेटा को जोड़ता है। इनमें जीव विज्ञान, रसायन विज्ञान, भूविज्ञान, जलवायु विज्ञान, समुद्र विज्ञान, मृदा विज्ञान और अन्य शामिल हैं।

जीवमंडल की संरचना ऐसी है कि जीवित जीव स्वतंत्र रूप से मिट्टी, वायुमंडल और जलमंडल की आवश्यक संरचना को बनाए रख सकते हैं। वे एक महत्वपूर्ण पर्यावरणीय भूमिका निभाते हैं। इस पर आधारित विद्वानों अनुमान लगाया कि मिट्टी और हवा थेसैकड़ों लाखों वर्षों के विकास के दौरान जीवित जीवों द्वारा स्वयं बनाया गया। बाद की चट्टानों के साथ, कैम्ब्रियन की तुलना में गहराई तक पड़ी भूवैज्ञानिक चट्टानों की संरचना में समानता का अध्ययन करने के बाद, वर्नाडस्की ने सुझाव दिया कि ग्रह पर जीवन शुरू से ही सबसे सरल जीवों के रूप में मौजूद है। बाद में, भूवैज्ञानिकों ने इस परिकल्पना को गलत साबित कर दिया।

चूंकि सूर्य पृथ्वी पर सभी जीवन के अस्तित्व के लिए ऊर्जा का आधार है, जीवमंडल को एक खोल के रूप में माना जा सकता है, जिसकी संरचना और संरचना किसके लिए बनती है स्कोर जीवित जीवों की संयुक्त गतिविधि और सौर ऊर्जा के प्रवाह से निर्धारित होती है। आइए अब पृथ्वी के जीवमंडल की संरचना से परिचित हों।

सजीव और निर्जीव

जीवमंडल की संरचना और संरचना को ध्यान में रखते हुए, सबसे पहले, यह ध्यान देने योग्य है कि इसमें जीवित और निर्जीव पदार्थ (अक्रिय पदार्थ) शामिल हैं। जीवित जीवों का अधिकांश भाग किसमें केंद्रित होता है? तीन पृथ्वी के भूवैज्ञानिक गोले: वायुमंडल (वायु परत), जलमंडल (महासागर, समुद्र और इतने पर) और स्थलमंडल (चट्टान की ऊपरी परत)।हालांकि, ये गोले सबसे बड़े पारिस्थितिकी तंत्र में असमान रूप से वितरित किए जाते हैं। इस प्रकार, जलमंडल को जीवमंडल की संरचना में पूरी तरह से दर्शाया गया है, और स्थलमंडल और वायुमंडल को आंशिक रूप से दर्शाया गया है (क्रमशः ऊपरी और निचली परतें)।

जीवमंडल के निर्जीव घटक होते हैं का:

1. एक बायोजेनिक पदार्थ, जो जीवित जीवों का अपशिष्ट उत्पाद है। इसमें शामिल हैं: कोयला, तेल, पीट, प्राकृतिक चूना पत्थर, गैस और अन्य।
2. बायोइनर्ट एक पदार्थ जो जीवों और गैर-जैविक प्रक्रियाओं की महत्वपूर्ण गतिविधि का संयुक्त परिणाम है। इसमें शामिल हैं: मिट्टी, गाद, पानी जलाशयों आदि।
3. अक्रिय पदार्थ, जो जैविक चक्र में प्रवेश करता है, लेकिन जीवित जीवों की महत्वपूर्ण गतिविधि का उत्पाद नहीं है। इस समूह में शामिल हैं: पानी, धातु लवण, वायुमंडलीय नाइट्रोजन, आदि।

जीवमंडल की सीमाएं

जीवमंडल की संरचना, संरचना और सीमाएं जैसी अवधारणाएं एक दूसरे से निकटता से संबंधित हैं। के बावजूद कि ऐसा माना जाता है कि 85 किलोमीटर की ऊंचाई पर बैक्टीरिया और बीजाणु पाए गए हैं कि जीवमंडल की ऊपरी सीमा 20 . है-25 किमी. उच्च ऊंचाई पर, सौर विकिरण के मजबूत प्रभाव के कारण जीवित पदार्थ की एकाग्रता नगण्य है।

जलमंडल में हर जगह जीवन है। और मारियाना ट्रेंच में भी, जो 11 किमी गहरी है, वैज्ञानिक फ्रांस से जे. पिकार्ड न केवल अकशेरुकी, बल्कि मछली भी देखी गई। 400 . से अधिक के तहतमीटर स्तर अंटार्कटिक बर्फ बैक्टीरिया, शैवाल, फोरामिनिफेरा और क्रस्टेशियंस का घर है। बैक्टीरिया गाद की एक किलोमीटर लंबी परत के नीचे और भूजल में पाए जाते हैं। हालाँकि कम सबसे बड़ा जीवित प्राणियों की सांद्रता 3 किमी तक की गहराई पर देखी जाती है। इस प्रकार, ग्रह के विभिन्न भागों में जीवमंडल की सीमाएँ और संरचना भिन्न हो सकती है।

वायुमंडल, स्थलमंडल और जलमंडल

वातावरण मुख्य रूप से ऑक्सीजन और नाइट्रोजन के होते हैं।इसमें आर्गन, कार्बन डाइऑक्साइड और ओजोन की थोड़ी मात्रा होती है। भूमि और जल दोनों जीवों का जीवन वातावरण की स्थिति पर निर्भर करता है। जीवित जीवों के श्वसन और मरने वाले कार्बनिक पदार्थों के खनिजकरण के लिए ऑक्सीजन आवश्यक है। खैर, कार्बन डाइऑक्साइड का उपयोग पौधों द्वारा प्रकाश संश्लेषण के लिए किया जाता है।

स्थलमंडल 50 से 200 किमी की मोटाई है, फिर भी, जीवित जीवों की प्रजातियों की मुख्य संख्या में केंद्रित है इसके कई दसियों की मोटाई के साथ शीर्ष परतसेंटीमीटर। स्थलमंडल में गहरे जीवन का प्रसार कई कारकों के कारण सीमित है, जिनमें से मुख्य हैं: प्रकाश की कमी, पर्यावरण का उच्च घनत्व और उच्च तापमान। इस प्रकार, स्थलमंडल में जीवन के वितरण की निचली सीमा 3 किमी की गहराई है, जिस पर थे कुछ प्रकार के जीवाणु पाए गए हैं। निष्पक्षता में, यह ध्यान दिया जाना चाहिए कि वे जमीन में नहीं, बल्कि भूमिगत जल और तेल-असर वाले क्षितिज में रहते थे। स्थलमंडल का मान यह है कि यह देता है पौधों को पोषण देकर जीवन सभी आवश्यक पदार्थ.

हीड्रास्फीयर जीवमंडल का एक अनिवार्य घटक है। लगभग 90 % पानी की आपूर्ति विश्व महासागर पर पड़ती है, जो 70 . पर है % ग्रह की सतह। इसमें 1.3 बिलियन किमी . है³, और नदियाँ और झील - 0.2 मिलियन किमी³ पानी। शरीर के जीवन में सबसे महत्वपूर्ण कारक पानी में ऑक्सीजन और कार्बन डाइऑक्साइड की सामग्री है।

आकर्षक संख्या

जीवमंडल की संरचना, संरचना और कार्य आश्चर्यजनक हैंइसका पैमाना। अब हम कुछ रोचक तथ्य जानेंगे। पानी में हवा की तुलना में 660 गुना अधिक कार्बन डाइऑक्साइड होता है। भूमि पर, विभिन्न प्रकार की वनस्पतियां प्रबल होती हैं, और समुद्र में - पशु। 92 प्रतिशत भूमि खातों पर सभी बायोमास के लिए हरा पौधों. समुद्र में 94 % सूक्ष्मजीव और जानवर हैं।

औसतन, हर आठ साल में एक बार पृथ्वी के बायोमास का नवीनीकरण होता है। सुशी के पौधों को इसके लिए 14 साल, सागर - 33 दिन चाहिए। दुनिया के सभी पानी को जीवित जीवों से गुजरने के लिए, इसे लगेगा 3000 वर्ष, ऑक्सीजन - अप करने के लिए 5000 वर्ष, और कार्बन डाइऑक्साइड - 6 वर्ष। नाइट्रोजन, कार्बन और फास्फोरस में ये चक्र होते हैं अधिक लंबा। जैविक चक्र बंद नहीं है - लगभग 10 % जीवित पदार्थ तलछटी जमा और दफन में गुजरता है।

जीवमंडल केवल 0.05 . के लिए खाता है % हमारे ग्रह के द्रव्यमान से। इसमें लगभग 0.4 . का समय लगता है % से आयतन पृथ्वी। जीवित चीजों का द्रव्यमान केवल 0.01 . है-0,02 % अक्रिय पदार्थ के द्रव्यमान से, फिर भी, वे भू-रासायनिक प्रक्रियाओं में बहुत महत्वपूर्ण भूमिका निभाते हैं।

सालाना 200 अरब टन सूखे वजन का उत्पादन होता हैकार्बनिक पदार्थ, और प्रकाश संश्लेषण की प्रक्रिया में 170 बिलियन टन कार्बन डाइऑक्साइड अवशोषित होते हैं। सूक्ष्मजीवों के जीवन के दौरान, हर साल 6 अरब टन नाइट्रोजन और 2 अरब टन फास्फोरस, साथ ही लौह, मैग्नीशियम, सल्फर, कैल्शियम और अन्य तत्वों की एक बड़ी मात्रा बायोजेनिक चक्र में शामिल होती है। इस दौरान, मानवता लगभग 100 बिलियन टन खनिज निकाल रही है।

अपने जीवन के दौरान, जीव पदार्थों के संचलन में महत्वपूर्ण योगदान देते हैं, जीवमंडल को स्थिर और परिवर्तित करते हैं, जिसके गुण और संरचना उच्च बलों की उपस्थिति के बारे में सोचते हैं।

ऊर्जा कार्य

जीवमंडल की संरचना और संरचना से परिचित होने के बाद, हम आगे बढ़ते हैं इसके कार्य। चलो शुरू करते हैं ऊर्जा के साथ। जैसा कि आप जानते हैं, पौधे सौर विकिरण को अवशोषित करते हैं और जीवमंडल को महत्वपूर्ण ऊर्जा से संतृप्त करते हैं। लगभग 10 % निर्माता अपनी जरूरतों के लिए (मुख्य रूप से सेलुलर श्वसन के लिए) कैप्चर की गई रोशनी का उपयोग करते हैं। बाकी सब कुछ जीवमंडल के सभी पारिस्थितिक तंत्रों में खाद्य श्रृंखलाओं के माध्यम से वितरित किया जाता है। ऊर्जा का हिस्सा डिब्बा बंद पृथ्वी की आंतों में, उन्हें अपनी ताकत (कोयला, तेल, आदि) से संतृप्त करना।

जीवमंडल के कार्यों और संरचना पर विचार करते हुए भीसंक्षेप में, वे हमेशा ऊर्जा की उप-प्रजाति के रूप में रेडॉक्स फ़ंक्शन को अलग करते हैं। उत्पादकों के रूप में, केमोसिंथेटिक बैक्टीरिया अकार्बनिक यौगिकों के ऑक्सीकरण और कमी प्रतिक्रियाओं से ऊर्जा निकाल सकते हैं। हाइड्रोजन सल्फाइड ऑक्सीकरण की प्रक्रिया में, सल्फर बैक्टीरिया ऊर्जा पर फ़ीड करते हैं, और लोहा (2 से)संयोजक 3-वैलेंट में) - आयरन बैक्टीरिया।नाइट्रिफायर भी बेकार नहीं बैठते। वे अमोनियम यौगिकों को नाइट्रेट्स और नाइट्राइट्स में ऑक्सीकृत करते हैं। इसके लिए किसान अमोनियम यौगिकों से अपने खेतों में खाद डालते हैं, जिन्हें पौधे स्वयं अवशोषित नहीं कर सकते। नाइट्रेट के साथ सीधे मिट्टी को निषेचित करते समय, पौधों के भंडारण ऊतक पानी से अधिक संतृप्त हो जाते हैं, जिससे उनकी गिरावट होती है। स्वाद और उन्हें खाने वालों में पाचन तंत्र के रोगों का खतरा बढ़ जाता है।

पर्यावरण बनाने वाला कार्य

जीवित जीव मिट्टी का निर्माण करते हैं और पृथ्वी के वायु और जल आवरणों की संरचना को भी नियंत्रित करते हैं। यदि एक चाहेंगे ग्रह पर प्रकाश संश्लेषण मौजूद नहीं था, वायुमंडलीय ऑक्सीजन की आपूर्ति थी चाहेंगे के लिए खर्च किया 2000 वर्षों। इसके अलावा, वस्तुतः एक सदी में, हवा में कार्बन डाइऑक्साइड की सांद्रता में वृद्धि के कारण, जीवों की मृत्यु शुरू हो जाएगी। एक दिन में, एक जंगल कर सकते हैं हड़पना हवा की 50 मीटर परत से 25 . तक % कार्बन डाइऑक्साइड। एक मध्यम आकार का पेड़ ऑक्सीजन प्रदान करने में सक्षम है चार मानव। शहर के पास स्थित एक हेक्टेयर पर्णपाती जंगल सालाना लगभग 100 टन धूल में फंस जाता है। बैकल झील, कौन कौन से अपने क्रिस्टल शुद्धता के लिए प्रसिद्ध, यह छोटे क्रस्टेशियंस के लिए धन्यवाद है, जो हैं वर्ष में तीन बार इसे "फ़िल्टर" करें। और ये कुछ उदाहरण हैं कि कैसे जीव जीवमंडल में पदार्थों की संरचना को नियंत्रित करते हैं।

एकाग्रता समारोह

जीवित चीजें, और विशेष रूप से सूक्ष्मजीव, जीवमंडल में पाए जाने वाले कई रासायनिक तत्वों को केंद्रित करने में सक्षम हैं। लगभग 90 % मृदा नाइट्रोजन गतिविधियों का परिणाम है नीला हरा शैवाल बैक्टीरिया लोहे को केंद्रित कर सकते हैं (उदाहरण के लिए, बाइकार्बोनेट को ऑक्सीकरण करके, पानी में घुलनशील, हाइड्रॉक्साइड जो उनके आवास में बस जाता है), मैंगनीज और यहां तक ​​​​कि चांदी भी। यह अद्भुत है फ़ीचर अनुमति वैज्ञानिकों यह विश्वास करने के लिए कि यह सूक्ष्मजीवों के लिए धन्यवाद है कि पृथ्वी पर धातुओं के इतने सारे भंडार हैं।

कुछ देशों में, जर्मेनियम जैसे तत्व और as सेलेनियम पौधों से निकाला जाता है। फुकस शैवाल आसपास की तुलना में 10 हजार गुना अधिक टाइटेनियम जमा कर सकता है इसके समुद्र का पानी। प्रत्येक टन भूरे शैवाल में कई किलोग्राम आयोडीन होता है। ऑस्ट्रेलियाई ओक स्टोर एल्यूमीनियम, पाइन स्टोर बेरिलियम, सन्टी - बेरियम और स्ट्रोंटियम, लार्च - नाइओबियम और मैंगनीज, और थोरियम ऐस्पन में केंद्रित, पक्षी चेरी और प्राथमिकी। इसके अलावा, कुछ पौधे कीमती धातुओं को "इकट्ठा" भी करते हैं। तो, 1 टन वर्मवुड राख में 85 ग्राम तक सोना हो सकता है!

विनाशकारी कार्य

पृथ्वी के जीवमंडल की रासायनिक संरचना और इसके पर्यावरण का तात्पर्य केवल सृजनात्मक नहीं है,लेकिन विनाशकारी प्रक्रियाएं भी। हालांकि, वे ग्रह पर पदार्थों के नियमन में भी बड़ी भूमिका निभाते हैं। जीवित जीवों के सक्रिय जीवन के साथ, कार्बनिक अवशेषों का खनिजकरण और चट्टानों का अपक्षय होता है। बैक्टीरिया, कवक, नीला हरा शैवाल और लाइकेन नष्ट कर सकते हैं ठोस के लिए नस्लों स्कोर कार्बोनिक, नाइट्रस और सल्फ्यूरिक एसिड की रिहाई। संक्षारक यौगिक पेड़ की जड़ों का भी स्राव करते हैं। ऐसे बैक्टीरिया होते हैं जो कांच और सोने को भी नष्ट कर सकते हैं।

परिवहन समारोह

जीवमंडल की संरचना और कार्यों को ध्यान में रखते हुए, पदार्थ द्रव्यमान के स्थानांतरण की दृष्टि नहीं खोनी चाहिए। एक पेड़ पृथ्वी से पानी को वायुमंडल में उठाता है, एक तिल पृथ्वी को ऊपर फेंकता है, एक मछली तैरता ऊपर की ओर, टिड्डियों का झुंड पलायन करता है - यह सब जीवमंडल के परिवहन कार्य की अभिव्यक्ति है।

जीवित पदार्थ जबरदस्त भूवैज्ञानिक कार्य कर सकते हैं, जीवमंडल के एक नए रूप को आकार दे सकते हैं और सभी में सक्रिय रूप से भाग ले सकते हैं इसके प्रक्रियाएं।

तलछटी चट्टानों के निर्माण की प्रक्रिया को अलग से नोट किया जाना चाहिए। इस प्रक्रिया का पहला चरण अपक्षय है - ऊपरी का विनाश परतों हवा, सूरज, पानी और सूक्ष्मजीवों के प्रभाव में स्थलमंडल। नस्ल में पेश करके, पौधों की जड़ें नष्ट कर सकती हैं इसके... दरारों में रिसता है पानीजड़ों से बनता है, घुल जाता है और पदार्थ को बहा ले जाता है। यह संयंत्र के संक्षारक घटकों के कारण है। लाइकेन विशेष रूप से कार्बनिक अम्लों में प्रचुर मात्रा में होते हैं। इस प्रकार, रासायनिक अपक्षय के साथ-साथ भौतिक अपक्षय होता है।

तल पर प्लवक जीवों के मुरझाने के कारणदुनिया के महासागरों में सालाना 100 मिलियन टन चूना पत्थर जमा होता है। उनमें से कई रासायनिक मूल के हैं, उदाहरण के लिए, अम्लीय और क्षारीय भूजल के संपर्क क्षेत्र में। जब एककोशिकीय शैवाल और रेडियोलारियन मर जाते हैं का गठन सिलिसियस सिल्ट जो सैकड़ों हजारों किमी . को कवर करती है² समुद्र तल।

मिट्टी बनाने का कार्य

जीवमंडल के गुण और संरचना इतने व्यापक हैं कि सभी इसके कार्यों का घनिष्ठ संबंध है। तो, मिट्टी का निर्माण बड़े पैमाने पर विनिमय और पर्यावरण निर्माण की शाखाओं में से एक है, लेकिन इसे अलग से माना जाता है उसकी महत्त्व।सूक्ष्मजीवों द्वारा चट्टानों के विनाश और आगे की प्रक्रिया के साथ, पृथ्वी का एक ढीला फलदायी खोल, जिसे मिट्टी कहा जाता है, का निर्माण होता है। बड़े पौधों की जड़ें गहरे क्षितिज से खनिज तत्वों को निकालती हैं, मिट्टी की ऊपरी परतों को अपने साथ समृद्ध करती हैं और उनकी उर्वरता को बढ़ाती हैं। मिट्टी को कार्बनिक यौगिक प्राप्त होते हैं मरे हुए पौधों की जड़ों और तनों, साथ ही मल और जानवरों के शव। ये यौगिक मृदा जीवों के लिए भोजन हैं कि धातु के रूप में बदलना कार्बनिक, कार्बन डाइऑक्साइड, कार्बनिक अम्ल और अमोनिया का उत्पादन.

अकशेरुकी, कीड़े, और उनकेलार्वा सबसे महत्वपूर्ण संरचना-निर्माण भूमिका निभाते हैं। वे मिट्टी को ढीली और पौधों के जीवन के लिए उपयुक्त बनाते हैं। कशेरुक (मोल्स, शुतुरमुर्ग और अन्य) जमीन को ढीला करते हैं, इसमें झाड़ियों के सफल विकास में योगदान करते हैं। रात में जमीन में प्रवेश करता है ठंडा संपीड़ित हवा, जो जड़ों और सूक्ष्मजीवों के श्वसन के लिए आवश्यक है।

ऐसी है जीवमंडल की अद्भुत संरचना।