Biosfer

Biosfer (yun. βίος bios "həyat" və σφαῖρα sfaira "sfera") — dünya miqyasındakı bütün ekosistemlərin məcmusu. Onu Yerdəki həyat zonası da adlandırmaq olar. Biosfer maddəyə nəzərən faktiki qapalı sistemdir, giriş və çıxışlar minimaldır. Enerji baxımından isə o açıq sistemdir, fotosintez nəticəsində təxminən ildə 130 Teravatt sürətlə günəş enerjisini qəbul edir. Bununla belə, o, enerji tarazlığına yaxın olan özünü tənzimləyən sistemdir. Yerdəki torpaq karbon süngəri bu sistemin tənzimləyici komponentidir. Ən ümumi biofizioloji təriflə, biosfer bütün canlıları və onların əlaqələrini, o cümlədən litosfer, kriosfer, hidrosfer, rizosfer və atmosfer elementləri ilə qarşılıqlı əlaqəsini birləşdirən qlobal ekoloji sistemdir. Biosferin ən azı təxminən 3,5 milyard il əvvəl biopoez (təbii olaraq qeyri-canlı maddələrdən, məsələn, sadə üzvi birləşmələrdən yaranmış həyat) və ya biogenez (canlı maddədən yarannmış həyat) prosesindən başlayaraq təkamülə uğradığı güman edilir.

Qlobal biosfer. Şəkildə Yerin bitki və plankton örtüyü təsvir olunmuşdur.

Ümumi mənada biosferlər ekosistemləri ehtiva edən hər hansı qapalı, özünü tənzimləyən sistemlərdir. Buraya Biosphere 2 və BIOS-3 kimi süni biosferlər və potensial olaraq digər planetlər və ya aylardakı biosferlər daxildir.

Terminin mənşəyi və istifadəsi

 
Litosfer (torpaq), hidrosfer (okean) və atmosferi (hava) eyni vaxtda göstərən çimərlik mənzərəsi

"Biosfer" termini 1875-ci ildə geoloq Eduard Zyuss tərəfindən Yer səthində canlıların məskunlaşdığı mühit mənasında işlədilmişdir.

Konsepsiya geoloji mənşəli olsa da, həm Çarlz Darvinin, həm də Yer elmlərinə təsirinin göstəricisidir. Biosferin ekoloji konteksti 1935-ci ildə tərəfindən "ekosistem" termininin işlədilməsindən əvvəl 1920-ci illərdən gəlir. Vladimir Vernadski ekologiyanı biosfer haqqında elm kimi müəyyən etmişdir. Bu astronomiya, geofizika, meteorologiya, biocoğrafiya, təkamül, geologiya, geokimya, hidrologiya və ümumiyyətlə, bütün həyat və Yer elmlərini birləşdirən fənlərarası konsepsiyadır.

Dar mənalı tərif

Geokimyaçılar biosferi canlı orqanizmlərin ümumi məcmusu kimi müəyyən edirlər (bioloq və ekoloqların istinad etdiyi "biokütlə" və ya "biom"). Bu mənada biosfer geokimyəvi modelin dörd ayrı komponentindən biridir, digər üçü isə geosfer, hidrosfer və atmosferdir. Bu dörd komponentli sfera bir sistemdə birləşdirildikdə, o, ekosfer kimi tanınır. Bu termin 1960-cı illərdə istifadə edilmişdir və planetin həm bioloji, həm də fiziki komponentlərini əhatə edir.

Qapalı Həyat Sistemləri üzrə İkinci Beynəlxalq Konfrans biosferi Yer biosferinin analoq və modellərinin elm və texnologiyası kimi müəyyən etdi; yəni Yerə bənzər süni biosferləri.

Yer biosferi

Yaş

 
Stromatolit fosilinin yaşı 3,2-3,6 milyard ildir

Yer kürəsində həyatın ən erkən dəlillərinə Qərbi Qrenlandiyanın 3,7 milyard illik metamorfik çökmə süxurlarda tapılan biogen qrafit və Qərbi Avstraliyadan olan 3,48 milyard illik qum daşında tapılan mikrob mat fosilləri daxildir. Bu yaxınlarda, 2015-ci ildə Qərbi Avstraliyada 4,1 milyard illik süxurlarda "biotik həyat qalıqları" tapıldı. 2017-ci ildə, Kanadanın Kvebek əyalətinin Nuvvuagittuq qurşağında 4,28 milyard il yaşı olan hidrotermal çöküntülərdə ehtimal edilən fosilləşmiş mikroorqanizmlərin (və ya mikrofosillərin) aşkar edildiyi elan edildi ki, bu da yer üzündəki həyatın ən qədim rekordu idi ki, bu da okeanların əmələ gəlməsindən 4,4 milyarddan sonra "həyatın demək olar ki, ani olaraq ortaya çıxdığını" göstərir. Bioloq Stefen Bleyr Hedcesin fikrincə, "Əgər həyat Yer üzündə nisbətən tez yaransaydı ... o zaman kainatda yayğın ola bilərdi".

Hüdudlar

 
Rüppel kərkəsi

Qütb buzlaqlarından tutmuş ekvatora qədər planetin hər bir hissəsində bir növ həyat var. Mikrobiologiyanın son nailiyyətləri mikrobların Yerin yer səthinin dərinliklərində yaşadığını və "yaşamaq üçün əlverişsiz zonalar" adlanan ərazilərdə mikrob həyatının ümumi kütləsinin biokütlədə səthdəki bütün heyvanat və bitkilər aləminindən çox ola biləcəyini nümayiş etdirdi. Yerdəki biosferin faktiki qalınlığını ölçmək çətindir. Quşlar, adətən, 1,800 m (5,900 fut; 1,1 mil) yüksəklikldə uçur və balıqlar Puerto Riko çökəkliyində 8,372 m (27,467 fut; 5,202 mil) suyun altında yaşayırlar.

Planetdə həyat üçün daha ekstremal nümunələr var: Rüppel kərkəsi 11.300 m (37.100 fut; 7.0 mil) yüksəklikdə tapılmışdır; zolaqlıbaş qazlar ən azı 8,300 m (27,200 fut; 5,2 mil) yüksəklikdən miqrasiya edirlər; yaklar dəniz səviyyəsindən 5,400 m (17,700 fut; 3,4 mil) yüksəklikdə yaşayır; dağ keçiləri 3,050 m (10,010 fut; 1,90 mil) hündürlükdə yaşayır. Bu yüksəkliklərdə otyeyən heyvanlar şibyələrdən, otlardan və digər bitkilərdən asılıdır.

 
Qalapaqos riftindən barofil orqanizm olan ksenofiofor

Həyat formaları torpaq, isti bulaqlar, yerin ən azı 19 km (12 mil) dərinliyində, okeanın ən dərin hissələrində və atmosferdə ən azı 64 km (40 mil) yüksəklikdə olan qayaların içərisində də daxil olmaqla Yer biosferinin hər yerində mövcuddur. Mikroorqanizmlərin müəyyən sınaq şərtləri altında kosmosun vakuumunda sağ qalması müşahidə edilmişdir. Torpaq və yeraltı bakterial karbonun ümumi miqdarı 5 × 1017 q və ya "Birləşmiş Krallığın çəkisi" kimi qiymətləndirilir. Nüvəli eukariot mikroorqanizmləri deyil, bakteriya və arxeyləri əhatə edən prokariot mikroorqanizmlərin kütləsi 0,8 trilyon ton karbon ola bilər (ümumi biosfer kütləsinin 1 ilə 4 trilyon ton arasında olduğu təxmin edilir). Barofil dəniz mikrobları Yer okeanlarının ən dərin nöqtəsi olan Mariana çökəkliyində 10.000 m (33.000 fut; 6.2 mil) dərinlikdə aşkar edilmişdir. Əslində, birhüceyrəli həyat formaları Mariana çökəkliyinin ən dərin hissəsində, Çəllencer Dərinliyi tərəfindən 11,034 m (36,201 fut; 6,856 mil) dərinlikdə aşkar edilmişdir. Digər tədqiqatçılar, mikroorqanizmlərin ABŞ-nin şimal-qərb sahillərində okeanın 2590 m (8500 fut; 1.61 mil) altında dəniz dibindən 580 m (1,900 fut; 0,36 mil) aşağıya qədər olan qayaların içərisində inkişaf etdiyi ilə bağlı araşdırmalar bildirdilər, eləcə də 2400 m (7900 fut; 1,5 mil) Yaponiyadan dəniz dibinin altında. İsveçdə Yer qabığına 5000 m (16,000 fut; 3,1 mil)-dən çox qazılmış nüvələrdən, 65–75 °C (149–167 °F) arasında olan süxurlardan kultivasiya edilə bilən termofilik mikroblar çıxarılmışdır. Yer qabığının dərinliyi artdıqca temperatur artır. Temperaturun yüksəlmə sürəti bir çox amillərdən, o cümlədən qabığın növündən (kontinental və okeanik), qayanın növündən, coğrafi yerdən və s. asılıdır. Mikrob üçün həyatını sürdürə biləcəyi ən böyük məlum temperatur 122 °C-dir (252 °F) (Methanopyrus kandleri Strain 116) və çox güman ki, "dərin biosferdə" həyatın həddi mütləq dərinlikdən çox temperaturla müəyyən edilir. 20 avqust 2014-cü ildə elm adamları Antarktida buzunun altında 800 m dərinlikdə yaşayan mikroorqanizmlərin mövcudluğunu təsdiq etdilər ( 2,600 fut; 0,50 mil). Bir tədqiqatçıya görə, "Mikrobları hər yerdə tapa bilərsiniz - onlar şəraitə çox uyğunlaşa bilirlər və harada olurlarsa olsunlar, sağ qalırlar".

Bizim biosferimiz kifayət qədər oxşar flora və faunanın yaşadığı bir sıra biomlara bölünür. Quruda biomlar ilk növbədə enliyə görə ayrılır. Arktika və Antarktika Çevrələri daxilində yerləşən yer biomları nisbətən bitki və heyvanat aləmindən kasaddır, biomların əksəriyyəti isə daha çox ekvatorun yaxınlığında yerləşir.

İllik dəyişmə

 

Süni biosferlər

 
Biosphere 2, Arizona

Eksperimental biosferlər, həmçinin qapalı ekoloji sistemlər adlanır, ekosistemləri və Yerdən kənarda həyatı dəstəkləmək potensialını öyrənmək üçün yaradılmışdır. Bunlara kosmik gəmilər və aşağıdakı yerüstü laboratoriyalar daxildir:

  • Biosphere 2, Arizona, ABŞ, 3,15 akr (13,000 m2 ).
  • BIOS-1, BIOS-2 və BIOS-3, o zaman Sovetlər İttifaqının ərazisində olan Sibirin Krasnoyarsk şəhərindəki Biofizika İnstitutunda.
  • Biosphere J (CEEF, Qapalı Ekologiya Təcrübə Obyektləri), Yaponiyada bir təcrübə.
  • Universitat Autònoma de Barcelona-da Mikro-Ekoloji Həyat Dəstəyi Sistemi Alternativi (MELiSSA )

Yerdənkənar biosferlər

Yerdən kənarda heç bir biosfer aşkar edilməmişdir; buna görə də yerdənkənar biosferlərin mövcudluğu hipotetik olaraq qalır. Nadir Yer fərziyyəsi onların yalnız mikrob həyatından ibarət olanlar istisna olmaqla, çox nadir olmalarını təklif edir. Digər tərəfdən, planetlərin çoxluğunu nəzərə alsaq, Yerin analoqları ən azı Süd Yolu qalaktikasında kifayət qədər çox ola bilər. TRAPPIST-1 orbitində fırlanan kəşf edilmiş planetlərdən üçü, ehtimal ki, biosferləri ehtiva edə bilər. Abiogenez haqqında məhdud anlayışı nəzərə alaraq, bu planetlərin neçə faizinin əslində biosferləri inkişaf etdirdiyi hələlik məlum deyil.

Kepler Kosmik Teleskopu komandasının müşahidələri əsasında hesablanıb ki, abiogenez ehtimalı 1-dən 1000-ə qədər olarsa, ən yaxın yadplanetli biosferi Yerdən 100 işıq ili məsafədə olmalıdır.

Gələcəkdə, məsələn, Marsın terraformasiyasıyla süni biosferlərin yaradılması da mümkündür.

Həmçinin bax

İstinadlar

  1. Nealson, Kenneth H.; Zeki, S.; Conrad, Pamela G. (1999). 2022-08-16 at the Wayback Machine. Philosophical Transactions of the Royal Society of London. Series B: Biological Sciences. 354 (1392): 1923–1939. doi: 2022-07-18 at the Wayback Machine. PMC 1692713. PMID 2022-01-27 at the Wayback Machine.
  2. in The Columbia Encyclopedia, 6th ed. (2004) Columbia University Press.
  3. Jehne, Walter, 2022-03-31 at the Wayback Machine
  4. ↑ Campbell, Neil A.; Brad Williamson; Robin J. Heyden (2006). 2014-11-02 at the Wayback Machine . Boston, Massachusetts: Pearson Prentice Hall. ISBN 978-0-13-250882-7.
  5. Zimmer, Carl (3 October 2013). 2020-05-16 at the Wayback Machine. The New York Times.
  6. . WebDictionary.co.uk. WebDictionary.co.uk.
  7. Suess, E. (1875) Die Entstehung Der Alpen [The Origin of the Alps]. Vienna: W. Braunmuller.
  8. Möller, Detlev (December 2010). . De Gruyter. pp. –119. ISBN 978-3-11-022835-9.
  9. Bebarta, Kailash Chandra (2011). Dictionary of Forestry and Wildlife Science. New Delhi: Concept Publishing Company. p. 45. ISBN 978-81-8069-719-7.
  10. Ohtomo, Yoko; Kakegawa, Takeshi; Ishida, Akizumi; Nagase, Toshiro; Rosing, Minik T. (8 December 2013). "Evidence for biogenic graphite in early Archaean Isua metasedimentary rocks". Nature Geoscience. 7 (1): 25–28. Bibcode: 2022-03-25 at the Wayback Machine. doi:.
  11. Borenstein, Seth (13 November 2013). 2015-06-29 at the Wayback Machine. AP News.
  12. Noffke, Nora; Christian, Daniel; Wacey, David; Hazen, Robert M. (8 November 2013). 2022-06-28 at the Wayback Machine. Astrobiology. 13 (12): 1103–24. Bibcode: 2022-03-25 at the Wayback Machine. doi:. PMC 2022-06-28 at the Wayback Machine. PMID 2022-07-22 at the Wayback Machine.
  13. ↑ Borenstein, Seth (19 October 2015). . Excite. Yonkers, NY: Mindspark Interactive Network. Associated Press.
  14. Bell, Elizabeth A.; Boehnike, Patrick; Harrison, T. Mark; et al. (19 October 2015). 2022-06-09 at the Wayback Machine. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 112 (47): 14518–21. Bibcode: 2022-03-25 at the Wayback Machine. doi:. PMC 2022-06-09 at the Wayback Machine. PMID 2022-07-03 at the Wayback Machine.
  15. Dodd, Matthew S.; Papineau, Dominic; Grenne, Tor; Slack, John F.; Rittner, Martin; Pirajno, Franco; O'Neil, Jonathan; Little, Crispin T. S. (2 March 2017). 2018-07-23 at the Wayback Machine (PDF). Nature. 343 (7643): 60–64. Bibcode: 2022-06-01 at the Wayback Machine. doi:. PMID 2022-06-15 at the Wayback Machine. S2CID 2023-07-03 at the Wayback Machine.
  16. Zimmer, Carl (1 March 2017). 2017-03-02 at the Wayback Machine. The New York Times.
  17. Ghosh, Pallab (1 March 2017). 2017-03-02 at the Wayback Machine. BBC News.
  18. Dunham, Will (1 March 2017). 2017-03-02 at the Wayback Machine. Reuters.
  19. ↑ University of Georgia (25 August 1998). 2021-01-28 at the Wayback Machine. Science Daily.
  20. Hadhazy, Adam (12 January 2015). 2021-02-01 at the Wayback Machine. Astrobiology Magazine.
  21. Fox-Skelly, Jasmin (24 November 2015). 2021-02-19 at the Wayback Machine. BBC Online.
  22. Zhang, K. Dose; A. Bieger-Dose; R. Dillmann; M. Gill; O. Kerz (1995). A. Klein, H. Meinert, T. Nawroth, S. Risi, C. Stride. "ERA-experiment "space biochemistry"". Advances in Space Research. 16 (8): 119–129. Bibcode: 2019-12-22 at the Wayback Machine. doi:. PMID 2022-04-22 at the Wayback Machine.
  23. Horneck G; Eschweiler U; Reitz G; Wehner J; Willimek R; Strauch K. (1995). "Biological responses to space: results of the experiment "Exobiological Unit" of ERA on EURECA I". Adv. Space Res. 16 (8): 105–18. Bibcode: 2023-07-03 at the Wayback Machine. doi:. PMID 2021-12-26 at the Wayback Machine.
  24. Staff (2014). 2010-09-02 at the Wayback Machine. Aspen Global Change Institute.
  25. Takamia; et al. (1997). . FEMS Microbiology Letters. 152 (2): 279–285. doi:. PMID 2022-08-06 at the Wayback Machine.
  26. 2012-08-22 at the Wayback Machine.
  27. ↑ Choi, Charles Q. (17 March 2013). 2020-04-16 at the Wayback Machine. LiveScience.
  28. Glud, Ronnie; Wenzhöfer, Frank; Middelboe, Mathias; Oguri, Kazumasa; Turnewitsch, Robert; Canfield, Donald E.; Kitazato, Hiroshi (17 March 2013). "High rates of microbial carbon turnover in sediments in the deepest oceanic trench on Earth". Nature Geoscience. 6 (4): 284–288. Bibcode: 2022-03-31 at the Wayback Machine. doi:.
  29. Oskin, Becky (14 March 2013). 2020-04-16 at the Wayback Machine. LiveScience
  30. Morelle, Rebecca (15 December 2014). 2014-12-16 at the Wayback Machine. BBC News.
  31. Szewzyk, U; Szewzyk, R; Stenstrom, TR. (1994). 2022-07-24 at the Wayback Machine. Proceedings of the National Academy of Sciences of the USA. 91 (5): 1810–1813. Bibcode: 2022-03-31 at the Wayback Machine. doi:. PMC 2022-07-24 at the Wayback Machine. PMID 2022-06-26 at the Wayback Machine.
  32. Fox, Douglas (20 August 2014). . Nature. 512 (7514): 244–246. Bibcode: 2022-03-30 at the Wayback Machine. doi:. PMID 2022-03-16 at the Wayback Machine.
  33. Mack, Eric (20 August 2014). 2019-12-22 at the Wayback Machine. Forbes.
  34. Salisbury FB; Gitelson JI; Lisovsky GM (Oct 1997). . BioScience. 47 (9): 575–85. doi:. JSTOR 2022-03-31 at the Wayback Machine. PMID 2021-12-26 at the Wayback Machine.
  35. Nakano; et al. (1998). 2012-03-18 at the Wayback Machine. Transactions of the Japan Society of Mechanical Engineers Series B. 64 (617): 107–114. doi:.
  36. . 2011-11-08 tarixində . İstifadə tarixi: 2022-01-19.
  37. Ward, Peter D.; Brownlee, Donald (2004). Rare earth: why complex life is uncommon in the universe (2nd rev. ed.). New York: Copernicus. ISBN 978-0-387-95289-5.
  38. Choi, Charles Q. (21 March 2011). 2017-08-24 at the Wayback Machine. Space.com.
  39. Rees, Sir Martin (22 February 2017). 2017-09-25 at the Wayback Machine. The Telegraph.
  40. Amri Wandel, .
  41. Zubrin, Robert; Wagner, Richard (2011). The Case for Mars: The Plan to Settle the Red Planet and Why We Must. Simon & Schuster. ISBN 978-1451608113.

Əlavə oxu

  • Akif Əliyev "Kimya-ekologiya", Bakı-1996.
  • Вернадский В. И. Несколько слов о ноосфере // Успехи современной биологии. — 1944 г., № 18, стр. 113—120.
  • Вернадский В. И. Химическое строение биосферы Земли и её окружения — М.: Наука, 2001 г.
  • Структура биосферы // Наука и жизнь. — 1987. — № 10. — С. 32. — ISSN 0028-1263.
  • Моисеев, 1988, с. 48-111.
  • К. Э. Циолковский. Космическая философия. Сборник. — М.: ИДЛи, 2004.

Xarici keçidlər

  • , insan fəaliyyətinin biosfer üzərindəki keçmiş, indiki və gələcək təsirlərinin xəritələmək üçün davam edən proqram.
  • , Ozonun parçalanmasına dair işinə görə Nobel Mükafatı laureatı Pol Krutzenin Vega Elm Tresti tərəfindən Nobel Mükafatı laureatı Harri Kroto ilə söhbət videosu.
Mənbə — ""

Informasiya Melumat Axtar

Anarim.Az

Sayt Rehberliyi ile Elaqe

Saytdan Istifade Qaydalari

Anarim.Az 2004-2023