पदार्थ का महान भूवैज्ञानिक चक्र। जीवमंडल में पदार्थ के भूवैज्ञानिक, बड़े (जैवमंडलीय) और छोटे (जैविक) चक्र

जीवमंडल के अस्तित्व में बने रहने के लिए, ताकि इसकी गति (विकास) रुके नहीं, जैविक रूप से महत्वपूर्ण पदार्थों का चक्र पृथ्वी पर लगातार होना चाहिए। लिंक से लिंक तक जैविक रूप से महत्वपूर्ण पदार्थों का यह संक्रमण ऊर्जा के एक निश्चित व्यय के साथ ही किया जा सकता है, जिसका स्रोत सूर्य है।

सौर ऊर्जा पृथ्वी पर पदार्थ के दो चक्र प्रदान करती है:

- भूवैज्ञानिक (अजैविक), या बड़ा, संचलन;

- जैविक (बायोटिक), या छोटा, संचलन।

भूवैज्ञानिक चक्र सबसे स्पष्ट रूप से जल चक्र और वायुमंडलीय परिसंचरण में प्रकट होता है।

प्रति वर्ष सूर्य से लगभग 21 10 20 kJ विकिरण ऊर्जा पृथ्वी पर आती है। इसका लगभग आधा हिस्सा पानी के वाष्पीकरण पर खर्च किया जाता है। यही बड़ा चक्र बनाता है।

जीवमंडल में जल चक्र इस तथ्य पर आधारित है कि पृथ्वी की सतह से इसके कुल वाष्पीकरण की भरपाई वर्षा द्वारा की जाती है। इसी समय, वर्षा के साथ लौटने की तुलना में अधिक पानी समुद्र से वाष्पित हो जाता है। भूमि पर, इसके विपरीत, पानी के वाष्पित होने की तुलना में अधिक वर्षा होती है। इसकी अधिकता नदियों और झीलों में बहती है, और वहाँ से - फिर से समुद्र में।

भूवैज्ञानिक जल चक्र की प्रक्रिया में, खनिज यौगिकों को ग्रहीय पैमाने पर एक स्थान से दूसरे स्थान पर स्थानांतरित किया जाता है, और पानी के एकत्रीकरण की स्थिति भी बदलती है (तरल, ठोस - बर्फ, बर्फ; गैसीय - वाष्प)। वाष्प अवस्था में जल सर्वाधिक तीव्रता से परिचालित होता है।

वातावरण के संचलन के आधार पर जीवित पदार्थ के आगमन के साथ, पानी, खनिज यौगिक इसमें घुल गए, अर्थात। अजैविक, भूवैज्ञानिक चक्र के आधार पर चक्र उत्पन्न हुआ कार्बनिक पदार्थ, या छोटा, जैविक चक्र.

जैसे-जैसे जीवित पदार्थ विकसित होता है, अधिक से अधिक तत्व भूवैज्ञानिक चक्र से लगातार निकाले जाते हैं और एक नए, जैविक चक्र में प्रवेश करते हैं।

एक बड़े (भूगर्भीय) चक्र में खनिज तत्वों के सरल हस्तांतरण-आंदोलन के विपरीत, एक छोटे (जैविक) चक्र में, सबसे महत्वपूर्ण क्षण कार्बनिक यौगिकों का संश्लेषण और विनाश हैं। ये दो प्रक्रियाएं एक निश्चित अनुपात में होती हैं, जो जीवन को रेखांकित करती हैं और इसकी मुख्य विशेषताओं में से एक है।

भूवैज्ञानिक चक्र के विपरीत, जैविक चक्र में कम ऊर्जा होती है। जैसा कि ज्ञात है, पृथ्वी पर होने वाली सौर ऊर्जा का केवल 0.1-0.2% कार्बनिक पदार्थ (भूवैज्ञानिक चक्र पर 50% तक) के निर्माण पर खर्च किया जाता है। इसके बावजूद, जैविक चक्र में शामिल ऊर्जा पृथ्वी पर प्राथमिक उत्पादन बनाने के लिए भारी मात्रा में काम पर खर्च की जाती है।

पृथ्वी पर जीवित पदार्थ के आगमन के साथ, रासायनिक तत्व लगातार जीवमंडल में घूमते रहते हैं बाहरी वातावरणजीवों में और वापस पर्यावरण में।

जीवित जीवों के माध्यम से सौर ऊर्जा के उपयोग के साथ आगे बढ़ने वाले कम या ज्यादा बंद रास्तों के साथ रासायनिक तत्वों का ऐसा संचलन कहा जाता है जैव भू-रासायनिक संचलन (चक्र)।

मुख्य जैव भू-रासायनिक चक्र ऑक्सीजन, कार्बन, नाइट्रोजन, फास्फोरस, सल्फर, पानी और बायोजेनिक तत्वों के चक्र हैं।

कार्बन चक्र।

भूमि पर, कार्बन चक्र प्रकाश संश्लेषण के माध्यम से पौधों द्वारा कार्बन डाइऑक्साइड के स्थिरीकरण से शुरू होता है। इसके अलावा, कार्बन डाइऑक्साइड से कार्बोहाइड्रेट बनते हैं और पानी और ऑक्सीजन निकलती है। इसी समय, कार्बन डाइऑक्साइड के हिस्से के रूप में पौधों की श्वसन के दौरान कार्बन आंशिक रूप से जारी किया जाता है। पौधों में स्थिर कार्बन कुछ हद तक जानवरों द्वारा ग्रहण किया जाता है। सांस लेने पर जानवर भी कार्बन डाइऑक्साइड छोड़ते हैं। सूक्ष्मजीवों द्वारा अप्रचलित जानवरों और पौधों को विघटित कर दिया जाता है, जिसके परिणामस्वरूप मृत कार्बनिक पदार्थ का कार्बन कार्बन डाइऑक्साइड में ऑक्सीकरण होता है और वातावरण में फिर से प्रवेश करता है।

समुद्र में कार्बन का एक समान चक्र होता है।

नाइट्रोजन चक्र।

नाइट्रोजन चक्र, अन्य जैव-भू-रासायनिक चक्रों की तरह, जीवमंडल के सभी क्षेत्रों को कवर करता है। नाइट्रोजन-फिक्सिंग और नाइट्रिफाइंग बैक्टीरिया की गतिविधि के कारण नाइट्रोजन चक्र नाइट्रेट में इसके रूपांतरण से जुड़ा हुआ है। नाइट्रेट पौधों द्वारा मिट्टी या पानी से अवशोषित होते हैं। पौधे जानवरों द्वारा खाए जाते हैं। अंत में, रिड्यूसर नाइट्रोजन को फिर से गैसीय रूप में परिवर्तित करते हैं और इसे वातावरण में वापस कर देते हैं।

आधुनिक परिस्थितियों में, एक आदमी ने नाइट्रोजन चक्र में हस्तक्षेप किया, जो विशाल क्षेत्रों में नाइट्रोजन-फिक्सिंग फलियां उगा रहा है, कृत्रिम रूप से प्राकृतिक नाइट्रोजन को बांधता है। ऐसा माना जाता है कि कृषि और उद्योग प्राकृतिक स्थलीय पारिस्थितिक तंत्र की तुलना में लगभग 60% अधिक निश्चित नाइट्रोजन प्रदान करते हैं।

इसी प्रकार का नाइट्रोजन चक्र जलीय वातावरण में भी देखा जाता है।

फास्फोरस चक्र।

कार्बन और नाइट्रोजन के विपरीत, फॉस्फोरस यौगिक चट्टानों में पाए जाते हैं जो अपरदित होते हैं और फॉस्फेट छोड़ते हैं। उनमें से अधिकांश समुद्रों और महासागरों में समाप्त हो जाते हैं और मछली खाने वाले पक्षियों में समाप्त होने वाली समुद्री खाद्य श्रृंखलाओं के माध्यम से आंशिक रूप से फिर से भूमि पर लौट सकते हैं। कुछ फॉस्फेट मिट्टी में समाप्त हो जाते हैं और पौधों की जड़ों द्वारा ग्रहण कर लिए जाते हैं। पौधों द्वारा फास्फोरस का अवशोषण मिट्टी के घोल की अम्लता पर निर्भर करता है: जैसे-जैसे अम्लता बढ़ती है, पानी में व्यावहारिक रूप से अघुलनशील फॉस्फेट अत्यधिक घुलनशील फॉस्फोरिक एसिड में परिवर्तित हो जाते हैं। इसके बाद पौधों को जानवर खा जाते हैं।

जैव-भू-रासायनिक चक्रों की मुख्य कड़ियाँ विभिन्न जीव हैं, जिनमें से रूपों की विविधता चक्रों की तीव्रता और उनमें पृथ्वी की पपड़ी के लगभग सभी तत्वों की भागीदारी को निर्धारित करती है।

सामान्य तौर पर, किसी भी रासायनिक तत्व का प्रत्येक संचलन पृथ्वी पर पदार्थों के सामान्य भव्य संचलन का एक हिस्सा है, अर्थात। वे निकट से संबंधित हैं।

प्रकृति में पदार्थों का चक्र व्यक्तिगत रासायनिक तत्वों और उनके यौगिकों के परिवर्तन और संचलन की एक दोहरावदार चक्रीय प्रक्रिया है। पृथ्वी के विकास के पूरे इतिहास में हुआ और वर्तमान समय में जारी है। परिचालित पदार्थ की संरचना और मात्रा में हमेशा एक निश्चित विचलन होता है, इसलिए प्रकृति में चक्र की पूर्ण पुनरावृत्ति नहीं होती है। यह ग्रह के रूप में पृथ्वी के प्रगतिशील विकास को निर्धारित करता है। पदार्थों का संचलन विकास के भूवैज्ञानिक चरण के लिए विशेष रूप से विशेषता है, जब मुख्य। पृथ्वी के गोले। अभिव्यक्ति के पैमाने के संदर्भ में, पहले स्थान पर है भूवैज्ञानिक चक्र . यह मुख्य रूप से आंतरिक गोले में पदार्थ की गति का प्रतिनिधित्व करता है: आरोही विवर्तनिक आंदोलनों और ज्वालामुखी के परिणामस्वरूप उत्थान; बाहरी गोले और संचय में क्षैतिज रूप से इसका स्थानांतरण; अवरोही गति - अवरोही टेक्टोनिक आंदोलनों के परिणामस्वरूप तलछट का दफन, डूबना। गहराई पर, कायापलट होता है, मैग्मा और मेटामॉर्फिक चट्टानों के निर्माण के साथ पदार्थ का पिघलना। भौगोलिक लिफाफे के निर्माण में मौलिक भूमिका द्वारा निभाई जाती है जल चक्र.

पृथ्वी पर जीवन की उपस्थिति के बाद से, जैविक चक्र. यह निरंतर परिवर्तन प्रदान करता है, जिसके परिणामस्वरूप पदार्थ, कुछ जीवों द्वारा उपयोग किए जाने के बाद, अन्य जीवों के लिए सुपाच्य रूप में स्थानांतरित हो जाते हैं। ऊर्जा का आधार पृथ्वी पर आने वाली सौर ऊर्जा है। पौधों के जीव खनिजों को अवशोषित करते हैं जो खाद्य श्रृंखलाओं के माध्यम से जानवरों के शरीर में प्रवेश करते हैं, फिर डीकंपोजर (बैक्टीरिया, कवक, आदि) की मदद से मिट्टी या वातावरण में लौट आते हैं। इस चक्र की तीव्रता पृथ्वी पर रहने वाले जीवों की संख्या और विविधता और उनके द्वारा संचित ऊर्जा की मात्रा पर निर्भर करती है। बायोमास. मैक्स। भूमि पर जैविक चक्र की तीव्रता उष्णकटिबंधीय वर्षावनों में देखी जाती है, जहां पौधों के अवशेष लगभग जमा नहीं होते हैं और जारी खनिजों को पौधों द्वारा तुरंत अवशोषित कर लिया जाता है। दलदलों और टुंड्रा में संचलन की तीव्रता बहुत कम है, जहां पौधे रहते हैं जिनके पास विघटित होने का समय नहीं होता है। मुख्य रूप से बायोजेनिक रासायनिक तत्वों के चक्र विशेष महत्व के हैं कार्बन. पौधे के जीव सालाना 300 बिलियन टन कार्बन डाइऑक्साइड (या 100 बिलियन टन कार्बन) तक वायुमंडल से निकालते हैं। पौधे आंशिक रूप से जानवरों द्वारा खाए जाते हैं, आंशिक रूप से मर जाते हैं। जीवों के श्वसन के परिणामस्वरूप, उनके अवशेषों का अपघटन, किण्वन और क्षय की प्रक्रिया, कार्बनिक पदार्थ कार्बन डाइऑक्साइड में बदल जाते हैं या सैप्रोपेल, ह्यूमस, पीट के रूप में जमा हो जाते हैं, जिससे कोयला, तेल और दहनशील गैस बाद बनते हैं। इसका एक बहुत छोटा हिस्सा कार्बन के सक्रिय चक्र में शामिल है, एक महत्वपूर्ण मात्रा ज्वलनशील जीवाश्म चूना पत्थर और अन्य चट्टानों के रूप में संरक्षित है। मुख्य नाइट्रोजन का द्रव्यमान वायुमंडल में केंद्रित है (3.8510 N? t); विश्व महासागर के पानी में इसमें 2510Ni टन शामिल हैं।नाइट्रोजन चक्र में अग्रणी भूमिका सूक्ष्मजीवों की है: नाइट्रोजन फिक्सर, नाइट्रिफ़ायर और डेनिट्रिफ़ायर। लगभग। 4510? टन नाइट्रोजन, जलीय वातावरण 4 गुना कम। मृत अवशेषों से नाइट्रोजन युक्त यौगिकों को नाइट्रिफाइंग सूक्ष्मजीवों द्वारा नाइट्रोजन ऑक्साइड में परिवर्तित किया जाता है, जो बाद में आणविक नाइट्रोजन की रिहाई के साथ बैक्टीरिया को नष्ट करके विघटित हो जाते हैं। चक्र जीवित पदार्थ से भी जुड़े हुए हैं। ऑक्सीजन, फास्फोरस, गंधकऔर कई अन्य तत्व। पदार्थों के चक्र पर मानव प्रभाव के परिणाम अधिक महत्वपूर्ण होते जा रहे हैं। वे परिणामों के तुलनीय हैं भूवैज्ञानिक प्रक्रियाएं: जीवमंडल में पदार्थों के प्रवास के नए तरीके दिखाई देते हैं, नए रासायनिक यौगिकजो पहले नहीं था, जल चक्र बदल रहा है।

छोटा (जैविक) परिसंचरण

जीवमंडल में जीवित पदार्थ का द्रव्यमान अपेक्षाकृत छोटा है। यदि इसे पृथ्वी की सतह पर वितरित किया जाता है, तो केवल 1.5 सेमी की परत प्राप्त होगी। तालिका 4.1 जैवमंडल और पृथ्वी के अन्य भूमंडलों की कुछ मात्रात्मक विशेषताओं की तुलना करती है। ग्रह के अन्य गोले के 10-6 से कम द्रव्यमान वाले जीवमंडल में अतुलनीय रूप से अधिक विविधता है और इसकी संरचना को एक लाख गुना तेजी से नवीनीकृत करता है।

तालिका 4.1

जीवमंडल की पृथ्वी के अन्य भूमंडलों से तुलना

* जीवित पदार्थ जीवित वजन पर आधारित है

4.4.1। जीवमंडल के कार्य

जीवमंडल के बायोटा के लिए धन्यवाद, ग्रह पर रासायनिक परिवर्तनों का प्रमुख हिस्सा किया जाता है। इसलिए वी.आई. का फैसला। विशाल परिवर्तनकारी के बारे में वर्नाडस्की भूवैज्ञानिक भूमिकाजीवित पदार्थ। के लिए जैविक विकासजीवित जीव एक हजार बार (103 से 105 बार के विभिन्न चक्रों के लिए) अपने अंगों, ऊतकों, कोशिकाओं, रक्त, पूरे वातावरण, विश्व महासागर के पूरे आयतन, अधिकांश मिट्टी के द्रव्यमान, एक विशाल के माध्यम से गुजरे खनिजों का द्रव्यमान। और उन्होंने न केवल इसे खो दिया, बल्कि अपनी आवश्यकताओं के अनुसार सांसारिक वातावरण को भी संशोधित किया।

सौर ऊर्जा को रासायनिक बंधों की ऊर्जा में बदलने की क्षमता के लिए धन्यवाद, पौधे और अन्य जीव ग्रहों के पैमाने पर कई मौलिक जैव-रासायनिक कार्य करते हैं।

गैस समारोह। प्रकाश संश्लेषण और श्वसन की प्रक्रियाओं में जीवित प्राणी लगातार पर्यावरण के साथ ऑक्सीजन और कार्बन डाइऑक्साइड का आदान-प्रदान करते हैं। ग्रह के भू-रासायनिक विकास में और आधुनिक वातावरण की गैस संरचना के निर्माण में पौधों ने एक कम करने वाले वातावरण से एक ऑक्सीकरण वातावरण में परिवर्तन में निर्णायक भूमिका निभाई। पौधे सख्ती से O2 और CO2 की सांद्रता को नियंत्रित करते हैं, जो सभी आधुनिक जीवित जीवों की समग्रता के लिए इष्टतम हैं।

एकाग्रता समारोह। अपने शरीर के माध्यम से बड़ी मात्रा में हवा और प्राकृतिक समाधान से गुजरते हुए, जीवित जीव बायोजेनिक प्रवासन (आंदोलन रासायनिक पदार्थ) और रासायनिक तत्वों और उनके यौगिकों की एकाग्रता। यह कार्बनिक जैवसंश्लेषण, प्रवाल द्वीपों के निर्माण, गोले और कंकालों के निर्माण, तलछटी चूना पत्थर के स्तर की उपस्थिति, कुछ धातु अयस्कों के जमाव, समुद्र तल पर लौह-मैंगनीज पिंडों के संचय आदि पर लागू होता है। प्रारंभिक चरण जलीय पर्यावरण में जैविक विकास हुआ। जीवों ने एक तनु जलीय घोल से आवश्यक पदार्थों को निकालना सीख लिया है, जिससे उनके शरीर में उनकी सांद्रता कई गुना बढ़ जाती है।

जीवित पदार्थ का रेडॉक्स कार्य तत्वों के बायोजेनिक प्रवासन और पदार्थों की एकाग्रता से निकटता से संबंधित है। प्रकृति में कई पदार्थ स्थिर हैं और सामान्य परिस्थितियों में ऑक्सीकरण से नहीं गुजरते हैं, उदाहरण के लिए, आणविक नाइट्रोजन सबसे महत्वपूर्ण बायोजेनिक तत्वों में से एक है। लेकिन जीवित कोशिकाओं में इतने शक्तिशाली उत्प्रेरक - एंजाइम होते हैं कि वे एक अजैविक वातावरण की तुलना में लाखों गुना तेजी से कई रेडॉक्स प्रतिक्रियाएं करने में सक्षम होते हैं।

जीवमंडल के जीवित पदार्थ का सूचना कार्य। यह पहले आदिम जीवित प्राणियों के आगमन के साथ था कि ग्रह पर सक्रिय ("जीवित") जानकारी दिखाई दी, जो "मृत" जानकारी से भिन्न होती है, जो संरचना का एक सरल प्रतिबिंब है। एक कार्यक्रम की भूमिका निभाते हुए एक सक्रिय आणविक संरचना के साथ ऊर्जा के प्रवाह को जोड़कर जीव सूचना प्राप्त करने में सक्षम हो गए। आणविक जानकारी को देखने, संग्रहीत करने और संसाधित करने की क्षमता प्रकृति में एक उन्नत विकास से गुज़री है और यह सबसे महत्वपूर्ण पारिस्थितिक प्रणाली बनाने वाला कारक बन गया है। बायोटा आनुवंशिक सूचना का कुल भंडार 1015 बिट्स अनुमानित है। वैश्विक बायोटा की सभी कोशिकाओं में चयापचय और ऊर्जा से जुड़ी आणविक सूचना के प्रवाह की कुल शक्ति 1036 बिट / एस (गोर्शकोव एट अल।, 1996) तक पहुंचती है।

4.4.2। जैविक चक्र के घटक।

जैविक चक्र जीवमंडल के सभी घटकों (यानी, मिट्टी, हवा, पानी, जानवरों, सूक्ष्मजीवों, आदि के बीच) के बीच किया जाता है। यह जीवित जीवों की अनिवार्य भागीदारी के साथ होता है।

बायोस्फीयर में पहुंचने वाले सौर विकिरण प्रति वर्ष लगभग 2.5 * 1024 J की ऊर्जा वहन करते हैं। इसका केवल 0.3% ही सीधे प्रकाश संश्लेषण की प्रक्रिया में कार्बनिक पदार्थों के रासायनिक बंधों की ऊर्जा में परिवर्तित होता है, अर्थात। जैविक चक्र में शामिल। तथा पृथ्वी पर पड़ने वाली सौर ऊर्जा का 0.1-0.2% भाग शुद्ध रूप में परिबद्ध हो जाता है प्राथमिक उत्पादन. आगे भाग्ययह ऊर्जा खाद्य श्रृंखलाओं के कैस्केड के माध्यम से भोजन के कार्बनिक पदार्थों के हस्तांतरण से जुड़ी है।

जैविक चक्र को सशर्त रूप से परस्पर संबंधित घटकों में विभाजित किया जा सकता है: पदार्थों का चक्र और ऊर्जा चक्र।

4.4.3। ऊर्जा चक्र। जीवमंडल में ऊर्जा परिवर्तन

एक पारिस्थितिकी तंत्र को जीवित जीवों के संग्रह के रूप में वर्णित किया जा सकता है जो लगातार ऊर्जा, पदार्थ और सूचना का आदान-प्रदान करते हैं। ऊर्जा को कार्य करने की क्षमता के रूप में परिभाषित किया जा सकता है। पारिस्थितिक तंत्र में ऊर्जा की गति सहित ऊर्जा के गुणों का वर्णन ऊष्मप्रवैगिकी के नियमों द्वारा किया जाता है।

ऊष्मप्रवैगिकी का पहला नियम या ऊर्जा के संरक्षण का नियम बताता है कि ऊर्जा गायब नहीं होती है और नए सिरे से नहीं बनाई जाती है, यह केवल एक रूप से दूसरे रूप में बदलती है।

ऊष्मप्रवैगिकी का दूसरा नियम कहता है कि एन्ट्रापी केवल एक बंद प्रणाली में बढ़ सकती है। पारिस्थितिक तंत्र में ऊर्जा के संबंध में, निम्नलिखित सूत्रीकरण सुविधाजनक है: ऊर्जा के परिवर्तन से जुड़ी प्रक्रियाएं अनायास ही हो सकती हैं, जब ऊर्जा एक केंद्रित रूप से एक विसरित रूप में गुजरती है, अर्थात यह नीचा दिखाती है। ऊर्जा की मात्रा का एक माप जो उपयोग के लिए अनुपलब्ध हो जाता है, या अन्यथा परिवर्तन का एक उपाय जो तब होता है जब ऊर्जा का ह्रास होता है, एन्ट्रापी है। सिस्टम का क्रम जितना अधिक होगा, उसकी एन्ट्रापी उतनी ही कम होगी।

दूसरे शब्दों में, सजीव पदार्थअंतरिक्ष की ऊर्जा, सूर्य को स्थलीय प्रक्रियाओं (रासायनिक, यांत्रिक, तापीय, विद्युत) की ऊर्जा में प्राप्त करता है और परिवर्तित करता है। यह जीवमंडल में पदार्थों के निरंतर संचलन में इस ऊर्जा और अकार्बनिक पदार्थ को शामिल करता है। जीवमंडल में ऊर्जा के प्रवाह की एक दिशा है - सूर्य से पौधों (ऑटोट्रॉफ़्स) के माध्यम से जानवरों (हेटरोट्रॉफ़्स) तक। निरंतर महत्वपूर्ण पर्यावरणीय संकेतकों (होमियोस्टैसिस) के साथ एक स्थिर स्थिति में प्राकृतिक अछूते पारिस्थितिक तंत्र सबसे अधिक आदेशित प्रणालियां हैं और सबसे कम एन्ट्रापी की विशेषता है।

4.4.4। प्रकृति में पदार्थों का चक्र

जीवित पदार्थ का निर्माण और उसका अपघटन एक ही प्रक्रिया के दो पहलू हैं, जिसे रासायनिक तत्वों का जैविक चक्र कहा जाता है। जीवन जीवों और पर्यावरण के बीच रासायनिक तत्वों का संचलन है।

चक्र का कारण उन तत्वों की सीमितता है जिनसे जीवों के शरीर का निर्माण होता है। प्रत्येक जीव से निष्कर्ष निकालता है पर्यावरणजीवन के लिए आवश्यक पदार्थ और अप्रयुक्त रिटर्न। जिसमें:

कुछ जीव पर्यावरण से सीधे खनिजों का उपभोग करते हैं;

अन्य पहले संसाधित और पृथक उत्पादों का उपयोग करते हैं;

तीसरा - दूसरा, आदि, जब तक कि पदार्थ अपनी मूल अवस्था में पर्यावरण में वापस नहीं आ जाते।

जीवमंडल में, विभिन्न जीवों के सह-अस्तित्व की आवश्यकता स्पष्ट है जो एक दूसरे के अपशिष्ट उत्पादों का उपयोग कर सकते हैं। हम व्यावहारिक रूप से अपशिष्ट मुक्त जैविक उत्पादन देखते हैं।

जीवित जीवों में पदार्थों के चक्र को सशर्त रूप से चार प्रक्रियाओं में घटाया जा सकता है:

1. प्रकाश संश्लेषण। प्रकाश संश्लेषण के परिणामस्वरूप, पौधे सौर ऊर्जा को अवशोषित और संचित करते हैं और कार्बनिक पदार्थों - प्राथमिक जैविक उत्पादों - और अकार्बनिक पदार्थों से ऑक्सीजन को संश्लेषित करते हैं। प्राथमिक जैविक उत्पाद बहुत विविध हैं - उनमें कार्बोहाइड्रेट (ग्लूकोज), स्टार्च, फाइबर, प्रोटीन, वसा होते हैं।

सरलतम कार्बोहाइड्रेट (ग्लूकोज) के प्रकाश संश्लेषण की योजना में निम्नलिखित योजना है:

यह प्रक्रिया केवल दिन के दौरान होती है और पौधों के द्रव्यमान में वृद्धि के साथ होती है।

पृथ्वी पर, प्रकाश संश्लेषण के परिणामस्वरूप प्रतिवर्ष लगभग 100 बिलियन टन कार्बनिक पदार्थ बनते हैं, लगभग 200 बिलियन टन कार्बन डाइऑक्साइड को आत्मसात किया जाता है, और लगभग 145 बिलियन टन ऑक्सीजन छोड़ी जाती है।

प्रकाश संश्लेषण पृथ्वी पर जीवन के अस्तित्व को सुनिश्चित करने में एक निर्णायक भूमिका निभाता है। इसके वैश्विक महत्व को इस तथ्य से समझाया गया है कि प्रकाश संश्लेषण एकमात्र ऐसी प्रक्रिया है जिसके दौरान थर्मोडायनामिक प्रक्रिया में ऊर्जा, न्यूनतम सिद्धांत के अनुसार, नष्ट नहीं होती है, बल्कि जमा होती है।

प्रोटीन के निर्माण के लिए आवश्यक अमीनो एसिड को संश्लेषित करके, पौधे अन्य जीवित जीवों से अपेक्षाकृत स्वतंत्र रूप से अस्तित्व में रह सकते हैं। यह पौधों की ऑटोट्रॉफी (पोषण में आत्मनिर्भरता) को प्रकट करता है। इसी समय, पौधों का हरा द्रव्यमान और प्रकाश संश्लेषण की प्रक्रिया में बनने वाली ऑक्सीजन जीवित जीवों के अगले समूह - जानवरों, सूक्ष्मजीवों के जीवन को बनाए रखने का आधार है। यह जीवों के इस समूह की हेटरोट्रॉफी को दर्शाता है।

2. श्वास। प्रक्रिया प्रकाश संश्लेषण के विपरीत है। सभी जीवित कोशिकाओं में होता है। श्वसन के दौरान, कार्बनिक पदार्थ ऑक्सीजन द्वारा ऑक्सीकृत होते हैं, जिसके परिणामस्वरूप कार्बन डाइऑक्साइड, पानी और ऊर्जा का निर्माण होता है।

3. स्वपोषी और विषमपोषी जीवों के बीच पोषण संबंधी (पोषी) संबंध। इस मामले में, लिंक के साथ ऊर्जा और पदार्थ का स्थानांतरण होता है खाद्य श्रृंखला, जिस पर हमने पहले और अधिक विस्तार से चर्चा की थी।

4. वाष्पोत्सर्जन की प्रक्रिया। जैविक चक्र में सबसे महत्वपूर्ण प्रक्रियाओं में से एक।

योजनाबद्ध रूप से, इसे निम्नानुसार वर्णित किया जा सकता है। पौधे अपनी जड़ों के माध्यम से मिट्टी की नमी को अवशोषित करते हैं। उसी समय, पानी में घुलने वाले खनिज पदार्थ उनमें प्रवेश करते हैं, जो अवशोषित हो जाते हैं, और नमी पर्यावरणीय परिस्थितियों के आधार पर अधिक या कम तीव्रता से वाष्पित हो जाती है।

4.4.5। जैव भू-रासायनिक चक्र

भूवैज्ञानिक और जैविक चक्रजुड़े हुए हैं - वे एक प्रक्रिया के रूप में मौजूद हैं, पदार्थों के संचलन को जन्म देते हैं, तथाकथित जैव-भूरासायनिक चक्र (बीजीएचसी)। तत्वों का यह संचलन पारिस्थितिकी तंत्र में कार्बनिक पदार्थों के संश्लेषण और क्षय के कारण होता है (चित्र 4.1)। बीएचसीसी में जीवमंडल के सभी तत्व शामिल नहीं हैं, लेकिन केवल बायोजेनिक हैं। जीवित जीव उनमें शामिल हैं, ये तत्व कई प्रतिक्रियाओं में प्रवेश करते हैं और जीवित जीवों में होने वाली प्रक्रियाओं में भाग लेते हैं। प्रतिशत के संदर्भ में, जीवमंडल के जीवित पदार्थ के कुल द्रव्यमान में निम्नलिखित मुख्य बायोजेनिक तत्व होते हैं: ऑक्सीजन - 70%, कार्बन - 18%, हाइड्रोजन - 10.5%, कैल्शियम - 0.5%, पोटेशियम - 0.3%, नाइट्रोजन - 0 , 3%, (ऑक्सीजन, हाइड्रोजन, नाइट्रोजन, कार्बन सभी परिदृश्यों में मौजूद हैं और जीवित जीवों का आधार हैं - 98%)।

रासायनिक तत्वों के बायोजेनिक प्रवासन का सार।

इस प्रकार, जीवमंडल में पदार्थों का एक बायोजेनिक चक्र होता है (अर्थात, जीवों की महत्वपूर्ण गतिविधि के कारण होने वाला चक्र) और ऊर्जा का एक दिशात्मक प्रवाह होता है। रासायनिक तत्वों का बायोजेनिक प्रवास मुख्य रूप से दो विपरीत प्रक्रियाओं द्वारा निर्धारित होता है:

1. सौर ऊर्जा के कारण पर्यावरण के तत्वों से जीवित पदार्थ का निर्माण।

2. ऊर्जा की रिहाई के साथ कार्बनिक पदार्थों का विनाश। साथ ही, खनिज पदार्थों के तत्व बार-बार जीवित जीवों में प्रवेश करते हैं, जिससे जटिल कार्बनिक यौगिकों, रूपों की संरचना में प्रवेश होता है, और फिर, जब बाद में नष्ट हो जाते हैं, तो वे फिर से खनिज रूप प्राप्त करते हैं।

ऐसे तत्व हैं जो जीवित जीवों का हिस्सा हैं, लेकिन बायोजेनिक से संबंधित नहीं हैं। ऐसे तत्वों को जीवों में उनके भार अंश के अनुसार वर्गीकृत किया गया है:

मैक्रोन्यूट्रिएंट्स - द्रव्यमान का कम से कम 10-2% घटक;

ट्रेस तत्व - द्रव्यमान के 9 * 10-3 से 1 * 10-3% तक के घटक;

अल्ट्रामाइक्रोलेमेंट्स - द्रव्यमान का 9 * 10-6% से कम;

जीवमंडल के अन्य रासायनिक तत्वों के बीच जीवजनित तत्वों का स्थान निर्धारित करने के लिए, आइए हम पारिस्थितिकी में अपनाए गए वर्गीकरण पर विचार करें। जीवमंडल में होने वाली प्रक्रियाओं में दिखाई गई गतिविधि के अनुसार सभी रासायनिक तत्वों को 6 समूहों में बांटा गया है:

नोबल गैसें हीलियम, नियोन, आर्गन, क्रिप्टन, जेनॉन हैं। अक्रिय गैसें जीवित जीवों का हिस्सा नहीं हैं।

महान धातु - रूथेनियम, रेडियम, पैलेडियम, ऑस्मियम, इरिडियम, प्लैटिनम, सोना। ये धातुएँ लगभग यौगिक नहीं बनाती हैं भूपर्पटी.

चक्रीय या बायोजेनिक तत्व (इन्हें प्रवासी भी कहा जाता है)। पृथ्वी की पपड़ी में बायोजेनिक तत्वों का यह समूह कुल द्रव्यमान का 99.7% और शेष 5 समूह - 0.3% है। इस प्रकार, अधिकांश तत्व प्रवासी हैं जो संचलन करते हैं भौगोलिक लिफाफाऔर जड़ तत्वों का भाग बहुत छोटा होता है।

बिखरे हुए तत्व, मुक्त परमाणुओं की प्रबलता की विशेषता है। में प्रवेश रासायनिक प्रतिक्रिएं, लेकिन उनके यौगिक पृथ्वी की पपड़ी में बहुत कम पाए जाते हैं। वे दो उपसमूहों में विभाजित हैं। पहला - रुबिडियम, सीज़ियम, नाइओबियम, टैंटलम - पृथ्वी की पपड़ी की गहराई में यौगिक बनाते हैं, और सतह पर उनके खनिज नष्ट हो जाते हैं। दूसरा - आयोडीन, ब्रोमीन - सतह पर ही प्रतिक्रिया करता है।

रेडियोधर्मी तत्व - पोलोनियम, रेडॉन, रेडियम, यूरेनियम, नेप्टुनियम, प्लूटोनियम।

दुर्लभ पृथ्वी तत्व - येट्रियम, समैरियम, यूरोपियम, थ्यूलियम, आदि।

लगभग 480 बिलियन टन पदार्थ साल भर चलने वाले जैव रासायनिक चक्र गतिमान होते हैं।

में और। वर्नाडस्की ने तीन जैव-रासायनिक सिद्धांत तैयार किए जो रासायनिक तत्वों के जैव-रासायनिक प्रवास का सार बताते हैं:

जीवमंडल में रासायनिक तत्वों का बायोजेनिक प्रवास हमेशा अपनी अधिकतम अभिव्यक्ति के लिए होता है।

भूवैज्ञानिक समय के दौरान प्रजातियों का विकास, जीवन के स्थायी रूपों के निर्माण की ओर अग्रसर होता है, एक दिशा में आगे बढ़ता है जो परमाणुओं के बायोजेनिक प्रवासन को बढ़ाता है।

जीवित पदार्थ अपने पर्यावरण के साथ निरंतर रासायनिक आदान-प्रदान में है, जो एक ऐसा कारक है जो जीवमंडल को फिर से बनाता है और बनाए रखता है।

आइए देखें कि इनमें से कुछ तत्व जीवमंडल में कैसे चलते हैं।

कार्बन चक्र। जैविक पदार्थों के आधार के रूप में जैविक चक्र में मुख्य भागीदार कार्बन है। प्रकाश संश्लेषण की प्रक्रिया में ज्यादातर कार्बन चक्र जीवित पदार्थ और वातावरण के कार्बन डाइऑक्साइड के बीच होता है। शाकाहारी इसे भोजन से प्राप्त करते हैं, परभक्षी इसे शाकाहारियों से प्राप्त करते हैं। जब सांस लेते हैं, सड़ते हैं, तो कार्बन डाइऑक्साइड आंशिक रूप से वायुमंडल में वापस आ जाता है, वापसी तब होती है जब कार्बनिक खनिज जल जाते हैं।

वातावरण में कार्बन वापसी की अनुपस्थिति में, यह 7-8 वर्षों में हरे पौधों द्वारा उपयोग किया जाएगा। प्रकाश संश्लेषण के माध्यम से कार्बन के जैविक टर्नओवर की दर 300 वर्ष है। वातावरण में CO2 की मात्रा को नियंत्रित करने में महासागर महत्वपूर्ण भूमिका निभाते हैं। यदि CO2 सामग्री वातावरण में बढ़ जाती है, तो इसका कुछ हिस्सा कैल्शियम कार्बोनेट के साथ प्रतिक्रिया करके पानी में घुल जाता है।

ऑक्सीजन चक्र।

ऑक्सीजन की एक उच्च रासायनिक गतिविधि है, यह पृथ्वी की पपड़ी के लगभग सभी तत्वों के साथ यौगिकों में प्रवेश करती है। यह मुख्य रूप से यौगिकों के रूप में होता है। जीवित पदार्थ का हर चौथा परमाणु एक ऑक्सीजन परमाणु है। हरे पौधों की गतिविधि के कारण वातावरण में लगभग सभी आणविक ऑक्सीजन उत्पन्न हुई और निरंतर स्तर पर बनी हुई है। वायुमंडलीय ऑक्सीजन, श्वसन के दौरान बंधे और प्रकाश संश्लेषण के दौरान जारी, 200 वर्षों में सभी जीवित जीवों से गुजरती है।

नाइट्रोजन चक्र। नाइट्रोजन है अभिन्न अंगसभी प्रोटीन। जैविक पदार्थ बनाने वाले तत्व के रूप में बाध्य नाइट्रोजन का प्रकृति में नाइट्रोजन से कुल अनुपात 1:100,000 है। नाइट्रोजन अणु में रासायनिक बंधन ऊर्जा बहुत अधिक है। इसलिए, अन्य तत्वों - ऑक्सीजन, हाइड्रोजन (नाइट्रोजन निर्धारण की प्रक्रिया) के साथ नाइट्रोजन के संयोजन के लिए बहुत अधिक ऊर्जा की आवश्यकता होती है। -500 डिग्री सेल्सियस के तापमान और -300 एटीएम के दबाव पर उत्प्रेरक की उपस्थिति में औद्योगिक नाइट्रोजन स्थिरीकरण होता है।

जैसा कि आप जानते हैं, वायुमंडल में 78% से अधिक आणविक नाइट्रोजन होता है, लेकिन इस अवस्था में यह हरे पौधों के लिए उपलब्ध नहीं होता है। उनके पोषण के लिए, पौधे केवल नाइट्रिक और नाइट्रस एसिड के लवण का उपयोग कर सकते हैं। इन लवणों के निर्माण के तरीके क्या हैं? उनमें से कुछ यहां हैं:

जीवमंडल में, बायोकैटलिसिस की उच्च दक्षता के कारण सामान्य तापमान और दबाव में एनारोबिक बैक्टीरिया और साइनोबैक्टीरिया के कई समूहों द्वारा नाइट्रोजन स्थिरीकरण किया जाता है। ऐसा माना जाता है कि बैक्टीरिया प्रति वर्ष लगभग 1 बिलियन टन नाइट्रोजन को एक बाध्य रूप में परिवर्तित करते हैं (औद्योगिक निर्धारण की विश्व मात्रा लगभग 90 मिलियन टन है)।

मृदा नाइट्रोजन-फिक्सिंग बैक्टीरिया हवा से आणविक नाइट्रोजन को आत्मसात करने में सक्षम हैं। वे मिट्टी को नाइट्रोजन यौगिकों से समृद्ध करते हैं, इसलिए उनका मूल्य बहुत अधिक है।

पौधे और पशु मूल के कार्बनिक पदार्थों के नाइट्रोजन युक्त यौगिकों के अपघटन के परिणामस्वरूप।

बैक्टीरिया की क्रिया के तहत, नाइट्रोजन नाइट्रेट्स, नाइट्राइट्स, अमोनियम यौगिकों में परिवर्तित हो जाती है। पौधों में, नाइट्रोजन यौगिक प्रोटीन यौगिकों के संश्लेषण में भाग लेते हैं, जो खाद्य श्रृंखलाओं में एक जीव से दूसरे जीव में स्थानांतरित होते हैं।

फास्फोरस चक्र। एक अन्य महत्वपूर्ण तत्व, जिसके बिना प्रोटीन संश्लेषण असंभव है, फॉस्फोरस है। मुख्य स्रोत आग्नेय चट्टानें (एपेटाइट्स) और तलछटी चट्टानें (फॉस्फोराइट्स) हैं।

प्राकृतिक लीचिंग प्रक्रियाओं के परिणामस्वरूप अकार्बनिक फास्फोरस चक्र में शामिल होता है। फास्फोरस जीवित जीवों द्वारा आत्मसात किया जाता है, जो इसकी भागीदारी के साथ कई कार्बनिक यौगिकों को संश्लेषित करते हैं और उन्हें विभिन्न ट्रॉफिक स्तरों में स्थानांतरित करते हैं।

ट्रॉफिक श्रृंखलाओं के साथ अपनी यात्रा समाप्त करने के बाद, जैविक फॉस्फेट रोगाणुओं द्वारा विघटित हो जाते हैं और हरे पौधों के लिए उपलब्ध खनिज फॉस्फेट में बदल जाते हैं।

जैविक संचलन की प्रक्रिया में, जो पदार्थ और ऊर्जा की गति को सुनिश्चित करता है, कचरे के संचय के लिए कोई जगह नहीं है। प्रत्येक जीवन रूप के अपशिष्ट उत्पाद (अर्थात् अपशिष्ट उत्पाद) अन्य जीवों के लिए प्रजनन स्थल हैं।

सैद्धांतिक रूप से, जीवमंडल को हमेशा बायोमास के उत्पादन और उसके अपघटन के बीच संतुलन बनाए रखना चाहिए। हालाँकि, कुछ भूगर्भीय काल में, कुछ कारणों से जैविक चक्र का संतुलन बिगड़ गया था स्वाभाविक परिस्थितियां, प्रलय, सभी जैविक उत्पादों को आत्मसात नहीं किया गया, रूपांतरित किया गया। इन मामलों में, जैविक उत्पादों के अधिशेष का गठन किया गया था, जो संरक्षित थे और पृथ्वी की पपड़ी में जमा हो गए थे, पानी के स्तंभ, तलछट के नीचे और परमाफ्रॉस्ट ज़ोन में समाप्त हो गए थे। इस प्रकार कोयला, तेल, गैस, चूना पत्थर के निक्षेप बने। यह ध्यान दिया जाना चाहिए कि वे जीवमंडल को कूड़ा नहीं करते हैं। प्रकाश संश्लेषण की प्रक्रिया में संचित सूर्य की ऊर्जा कार्बनिक खनिजों में केंद्रित है। अब जैविक जीवाश्म ईंधन को जलाने से व्यक्ति इस ऊर्जा को मुक्त करता है।

जीवमंडल में, पदार्थों का एक वैश्विक (बड़ा, या भूगर्भीय) संचलन होता है, जो पहले जीवित जीवों की उपस्थिति से पहले भी मौजूद था। इसमें विभिन्न प्रकार के रासायनिक तत्व शामिल हैं। भूवैज्ञानिक चक्र सौर, गुरुत्वाकर्षण, विवर्तनिक और लौकिक प्रकार की ऊर्जा के कारण होता है।

जीवित पदार्थ के आगमन के साथ, भूवैज्ञानिक चक्र के आधार पर, कार्बनिक पदार्थ का चक्र उत्पन्न हुआ - एक छोटा (जैविक, या जैविक) चक्र।

पदार्थों का जैविक चक्र एक सतत, चक्रीय, समय में असमान और पदार्थों की गति और परिवर्तन की अंतरिक्ष प्रक्रिया है जो जीवित जीवों की प्रत्यक्ष भागीदारी के साथ होती है। यह कार्बनिक पदार्थों के निर्माण और विनाश की एक सतत प्रक्रिया है और इसे जीवों के तीनों समूहों: उत्पादकों, उपभोक्ताओं और डीकंपोजरों की भागीदारी के साथ कार्यान्वित किया जाता है। जैविक चक्रों में लगभग 40 जीवजनित तत्व शामिल होते हैं। उच्चतम मूल्यजीवित जीवों के लिए, उनके पास कार्बन, हाइड्रोजन, ऑक्सीजन, नाइट्रोजन, फास्फोरस, सल्फर, लोहा, पोटेशियम, कैल्शियम और मैग्नीशियम के चक्र होते हैं।

जैसे-जैसे जीवित पदार्थ विकसित होता है, अधिक से अधिक तत्व भूवैज्ञानिक चक्र से लगातार निकाले जाते हैं और एक नए, जैविक चक्र में प्रवेश करते हैं। केवल भूमि पर पदार्थों के जैविक चक्र में शामिल राख पदार्थों का कुल द्रव्यमान लगभग 8 बिलियन टन है। यह पूरे वर्ष में दुनिया के सभी ज्वालामुखियों के विस्फोट के उत्पादों का द्रव्यमान है। जीवमंडल में पदार्थ के संचलन की दर भिन्न होती है। जीवमंडल का जीवित पदार्थ औसतन 8 वर्षों के लिए अद्यतन किया जाता है, समुद्र में फाइटोप्लांकटन का द्रव्यमान प्रतिदिन अद्यतन किया जाता है। जीवमंडल के सभी ऑक्सीजन 2000 वर्षों में जीवित पदार्थ और कार्बन डाइऑक्साइड - 300 वर्षों में गुजरते हैं।

पारिस्थितिक तंत्र में स्थानीय जैविक चक्र किए जाते हैं, और जीवमंडल में परमाणु प्रवासन के जैव-रासायनिक चक्र किए जाते हैं, जो न केवल ग्रह के सभी तीन बाहरी आवरणों को एक पूरे में बांधते हैं, बल्कि इसकी संरचना के निरंतर विकास को भी निर्धारित करते हैं।

वायुमंडल जलमंडल

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जीवित पदार्थ

मिट्टी

जीवमंडल का विकास

जीवमंडल लगभग 3.5 अरब वर्ष पहले पहले जीवित जीवों के जन्म के साथ प्रकट हुआ। जीवन के विकास के क्रम में, यह बदल गया। पारिस्थितिक तंत्र के प्रकार की विशेषताओं को ध्यान में रखते हुए जीवमंडल के विकास के चरणों को प्रतिष्ठित किया जा सकता है।

1. जल में जीवन का उद्भव और विकास। मंच अस्तित्व से जुड़ा है जलीय पारिस्थितिक तंत्र. वातावरण में ऑक्सीजन नहीं थी।

2. भूमि पर जीवित जीवों का उदय, भूमि-वायु पर्यावरण और मिट्टी का विकास, और स्थलीय पारिस्थितिक तंत्र का उदय। यह वातावरण में ऑक्सीजन की उपस्थिति और ओजोन स्क्रीन के कारण संभव हुआ। यह 2.5 अरब साल पहले हुआ था।

3. मनुष्य का उद्भव, एक जैव-सामाजिक प्राणी में उसका परिवर्तन और एंथ्रोपोइकोसिस्टम का उद्भव 1 मिलियन वर्ष पहले हुआ था।

4. बुद्धिमान मानव गतिविधि के प्रभाव में जीवमंडल का संक्रमण एक नए गुणात्मक राज्य में - नोस्फीयर में।

नोस्फीयर

जीवमंडल के विकास में उच्चतम चरण नोस्फियर है - मनुष्य और प्रकृति के बीच संबंधों के उचित नियमन का चरण। यह शब्द 1927 में फ्रांसीसी दार्शनिक ई. लेरॉय द्वारा पेश किया गया था। उनका मानना ​​​​था कि नोस्फीयर में मानव समाज शामिल है जिसमें उद्योग, भाषा और बुद्धिमान गतिविधि के अन्य गुण शामिल हैं। 30-40 के दशक में। XX सदी वी.आई. वर्नाडस्की ने नोस्फीयर के बारे में भौतिकवादी विचार विकसित किए। उनका मानना ​​​​था कि जीवमंडल और समाज की बातचीत के परिणामस्वरूप नोस्फियर उत्पन्न होता है, प्रकृति के नियमों, सोच और समाज के सामाजिक-आर्थिक कानूनों के बीच घनिष्ठ संबंध से नियंत्रित होता है, और इस बात पर जोर दिया

नोस्फीयर (दिमाग का क्षेत्र) - जीवमंडल के विकास का चरण, जब लोगों की बुद्धिमान गतिविधि इसके सतत विकास में मुख्य निर्धारण कारक बन जाएगी।

नोस्फियर बायोस्फीयर का एक नया, उच्च स्तर है, जो इसमें मानव जाति के उद्भव और विकास से जुड़ा है, जो प्रकृति के नियमों को जानने और प्रौद्योगिकी में सुधार करने के लिए, भूवैज्ञानिक लोगों के पैमाने के बराबर सबसे बड़ा बल बन जाता है, और एक होने लगता है। पृथ्वी पर प्रक्रियाओं के पाठ्यक्रम पर निर्णायक प्रभाव, इसे गहराई से बदलना। उनके श्रम के साथ। समाज और प्रकृति के बीच पदार्थ और ऊर्जा के आदान-प्रदान के नए रूपों के उद्भव और जीवमंडल पर मनुष्य के बढ़ते प्रभाव में मानव जाति का गठन और विकास व्यक्त किया गया था। नोस्फीयर तब आएगा जब विज्ञान की मदद से मानवता प्राकृतिक और सामाजिक प्रक्रियाओं को सार्थक रूप से प्रबंधित करने में सक्षम होगी। इसलिए, नोस्फियर को पृथ्वी का एक विशेष खोल नहीं माना जा सकता है।

संबंध प्रबंधन का विज्ञान मनुष्य समाजऔर प्रकृति को नोजेनिक्स कहा जाता है।

नोजेनेटिक्स का मुख्य लक्ष्य भविष्य के लिए वर्तमान की योजना है, और इसका मुख्य कार्य प्रौद्योगिकी की प्रगति के कारण मनुष्य और प्रकृति के बीच संबंधों में उल्लंघन का सुधार है, जीवमंडल के विकास का सचेत नियंत्रण . प्राकृतिक संसाधनों का एक नियोजित, वैज्ञानिक रूप से प्रमाणित उपयोग बनाया जाना चाहिए, जो मनुष्य द्वारा उल्लंघन किए गए पदार्थों के चक्र में बहाली के लिए प्रदान करता है, जो प्रकृति के प्रति एक सहज, शिकारी रवैये के विपरीत, पर्यावरणीय गिरावट के लिए अग्रणी है। इसके लिए यह जरूरी है सतत विकासएक ऐसा समाज जो भविष्य की पीढ़ियों की अपनी जरूरतों को पूरा करने की क्षमता से समझौता किए बिना वर्तमान की जरूरतों को पूरा करता है।

वर्तमान में ग्रह बन गया है बायोटेक्नोस्फीयर - जीवमंडल का एक हिस्सा, मौलिक रूप से मनुष्य द्वारा इंजीनियरिंग संरचनाओं में परिवर्तित: शहर, कारखाने और कारखाने, खदानें और खदानें, सड़कें, बांध और जलाशय, आदि।

बायोस्फीयर और मैन

मनुष्य के लिए जीवमंडल है और आवास और प्राकृतिक संसाधनों का स्रोत।

प्राकृतिक संसाधन – प्राकृतिक वस्तुएँ और घटनाएँ जो एक व्यक्ति श्रम प्रक्रिया में उपयोग करता है। वे लोगों को भोजन, वस्त्र, आश्रय प्रदान करते हैं। थकावट की डिग्री के अनुसार, उन्हें विभाजित किया गया है संपूर्ण और अक्षम्य . हद संसाधनों में बांटा गया है अक्षय और गैर नवीकरणीय . गैर-नवीकरणीय संसाधनों में वे संसाधन शामिल हैं जो पुनर्जीवित नहीं होते हैं (या खर्च किए जाने की तुलना में सैकड़ों गुना धीमी गति से नवीनीकृत होते हैं): तेल, कोयला, धातु अयस्क और अधिकांश खनिज। अक्षय प्राकृतिक संसाधनमिट्टी, वनस्पति और प्राणी जगत, खनिज कच्चे माल (टेबल नमक)। इन संसाधनों की लगातार भरपाई की जा रही है अलग गति: जानवर - कई साल, जंगल - 60-80 साल, मिट्टी जो उर्वरता खो चुकी है - कई सहस्राब्दियों से। प्रजनन की दर से अधिक खपत की दर से संसाधन का पूर्ण रूप से गायब हो जाना होता है।

अटूट संसाधनों में पानी, जलवायु ( वायुमंडलीय हवाऔर पवन ऊर्जा) और अंतरिक्ष: सौर विकिरण, समुद्री ज्वार और ज्वार की ऊर्जा। हालाँकि, पर्यावरण के बढ़ते प्रदूषण के लिए इन संसाधनों के संरक्षण के लिए पर्यावरणीय उपायों के कार्यान्वयन की आवश्यकता है।

प्राकृतिक संसाधनों के दोहन के बिना मानवीय आवश्यकताओं की संतुष्टि की कल्पना भी नहीं की जा सकती।

जीवमंडल में सभी प्रकार की मानवीय गतिविधियों को चार रूपों में संयोजित किया जा सकता है।

1. पृथ्वी की सतह की संरचना में परिवर्तन(भूमि की जुताई, जल निकायों की निकासी, वनों की कटाई, नहरों का निर्माण)। मानवता एक शक्तिशाली भूवैज्ञानिक शक्ति बन रही है। एक व्यक्ति 75% भूमि का उपयोग करता है, 15% नदी का पानी, 20 हेक्टेयर जंगल हर मिनट काटे जाते हैं।

· भूवैज्ञानिक और भू-आकृतिक परिवर्तन - खड्डों के निर्माण की तीव्रता, मडफ्लो और भूस्खलन की उपस्थिति और आवृत्ति।

· जटिल (परिदृश्य) परिवर्तन - परिदृश्य की अखंडता और प्राकृतिक संरचना का उल्लंघन, प्राकृतिक स्मारकों की विशिष्टता, उत्पादक भूमि का नुकसान, मरुस्थलीकरण।