Биосфера және ноосфера туралы В.И.Вернадскийдің ілімі
Жердің ғаламдық экожүйелерінің ең ірісі – биосфера (тіршілік қабығы). Оның даму эволюциясы, болашағы тек жермен байланысты. Биосфераны жан-жақты ғылыми тұрғыда толық зерттеп оның теориялық негізін салушы академик В.И.Вернадский (1863-1945). Оның биосфера туралы ілімі - жаратылыстану ғылымдары бойынша осы күнге дейін маңызын жоймаған теориялық еңбек. В.И.Вернадский 1926 жылы жарық көрген "Биосфера" - деген еңбегінде биосферадағы тіршіліктің дамуын, қалыптасуы мен болашағын зерттей келіп: "Биосферадағы тіршіліктің негізгі, қозгаушы күші күн энергиясы мен химиялық элементтердің (биогендік) тірі және өлі заттар арасындағы миграциясы (ауысуы) жүзеге асатын зат алмасу процесі, яғни организмдердің көбеюі мен дамуы" – деп тұжырым жасайды. Шын мәнінде биосферадағы жалпы тіршіліктің пайда болуы бейорганикалық элементтер негізінде органикалық заттардың пайда болуы түрғысынан қарастырылады.
Биосфера – өзін құрайтын 3 құрамдас бөлігімен сипатталады. Олар – атмосфера, гидросфера және литосфера (жер қабығы). Ноосфера - ақыл-ой сферасы екенін одан әрі зерттеулер жүргізген В. И. Вернадский, Э. Леруа, Т. Шарден сынды ғалымдар: "..Адамның ақыл-ой, мемлекеттер саясаты, ғылым жетістігі, т.б. адамзаттың биік адами деңгейі табиғат пен қоғамның гормониялық дамуын жүзеге асыратын ноосфера" – деген қорытындыға келген.
Тірі заттың әлемдік р ө лін анықтау. Академик В.И.Вернадский биосферадағы тіршілік процестерін зерттей келе химиялык элементтердің бір тобын "тірі заттар" - деп атады. Олар биофильді заттар деп аталатын сутегі, көміртегі, оттегі, азот, фосфор және күкірт элементтері еді. Биофильді элементтердің атомы тірі организмдердін денесінде күрделі органикалық қосылыстар түзе отырып, көмірсулары, липидтер, белоктар және нуклеин қышқылдарын құрайды. Ал, бұл органикалық заттар тіршілік тірегі екені мәлім.
В.И.Вернадский биосфералық қалыптасу және даму эволюциясындағы "тірі заттардың" ролін өте жоғары бағалады. Әсіресе, тірі организмдер оған қоса адам баласының іс-әрекеттерінің биосфера шегіндегі биогеохимиялық фактор ретіндегі ролін бағалай келіп биосфера өзін-өзі реттеп отыратын табиғи жүйе екендігін дәлелдеді. Яғни, планетадағы ең жоғарғы сатыдағы дамыған тіршіліктің ұйытқысы түрлі организммен байланысты екенін баса айтты. Шын мәнінде тірі организмдер ғарыштық энергияны жердегі химиялық энергияға айналдыра отырып планетадағы тіршіліктің көп түрлігіне әкеледі. Осының бәрі биосферадағы химиялық элементтердің миграциясы болып табылады. Бұл процестер табиғаттағы зат және энергия айналымдарымен шектеліп, биосфера шегіндегі ғаламдық зат алмасулардың үздіксіз қозғаушы күшіне айналады.
Ең басты мәселе биосферадағы айналымдардың қалдықсыз жүруі. Нәтижесінде, биосфера деп аталатын үйімізде ешбір басы артық зиянды қосылыстар түзілмейді, бәрі де қайтадан айналымға түсіп табигаттың өзін-өзі тазартуы жүріп жатады. Ол процестердің ең басты қозғаушы күші - Күн екенін есте шығармауымыз керек.
Антропогендік әрекеттік концепциясы. В.Н.Вернадский табиғаттағы зат айналымдарының тұрақты даму процесіндегі адамның роліне ерекше мән берді. Тіптен, оның дәлелдеуінше адам баласы теңдесі жоқ биосферадағы ең қуатты геологиялық күш ретінде бағалады. Яғни, болашақтағы биосфераның тағдыры адамзаттың ақыл-ойының сапасында немесе деңгейінде екенін болжай келе өзінің өте маңызды теорияларының бірін тұжырымдады. Ол – биосфераның жаңа тұрғыдағы ұғымы мен сипаты – ноосфера туралы болжамдар жасады. Ал "ноосфера" деген терминді ғылымға енгізген француз математигі Леруа еді. Академик В. Н. Вернадский өзінің 1944 жылы жазған еңбегінде: "Болашақ планетаның ұсқыны мен тыныс тіршілігі адам баласының ақыл-ойы мен парасатына байланысты дамиды және тәуелді болады. Ең бастысы адамзаттың санасыз ақыл-ойының нәтижесіне байланысты биосфера тағдыры шешіледі", - деген тамаша болжамын айтқан болатын. Шын мәнінде, казіргі биосфераның тұрақтылығы тек адам баласының қолында екенін әрбір көзі ашық, көңілі сергек мүшесі түсініп отыр. Бірақ та, планета тұрғындары ноосфера идеясын айтушы ғұлама ақыл иелерінің болжай айтқан шындығын бағалай білмеді. Жұмыр жер адам баласының бұрын-соңды болмаған небір зорлық-зомбылығына ұшырады. Ғылыми техникалық процесс (FTП) қазіргі биосфераның тағдырын басқаша шешті. Небәрі соңгы 70-100 жыл ішінде адам баласының іс-әрекеті мен ықпалы табигаттың геологиялық жылдар бойы қалыптасқан ұсқының мүлдем өзгертті. Жер шарында тіршілік жоқ жерлер, тіршіліксіз құмдар, шөлдер, тақырлар пайда болды. Ауа райы өзгеріп, табиғат байлықтары сарқыла бастады. Адам баласы табигат байлықтарын меңгеру былай тұрсын, оған пайда көзі ретінде қарап барынша ластап, айналымга келмейтін бөгде заттар мен қоқыстарды шығара бастады. Нәтижесінде, адам баласы өзіне-өзі көпе-көрнеу ор қаза бастады. Яғни, жаппай қырып-жоятын атом қарулары, улы химиялык препараттар, концерегенді, т.б. тіршілікке зиянды заттар табиғаттың тепе-теңдік заңдылықтарын бұзып, планетаның өзіне қауіп төндіре бастады. Мәселен, XX ғасырдың аяғындағы көмір қышқылы газының атмосферадағы көлемі қалыптасқан тепе-тендіктен (оттегімен салыстырғандағы) 0,03 %-тен 0,034 %-ке көбейіп отыр.
Көміртек, азот, оттек, фосфор айналымы. Тірі ағзалар биосферада маңызды биогенді элементтердің зат айналымын жүзеге асырады.Олар кезектесіп тірі заттан бейорганикалық материяға өтіп отырады.Бұл циклдер екі негізгі топқа бөлінеді: газдардың айналымы және шөгінді заттар айналымы.Біріншісінде элементтердің негізгі көзі-атмосфера (көміртегі,оттегі,азот)екіншісінде-таулы шөгінді жыныстар(фосфор,күкірт және т.б)болып табылады
Көміртегінің айналымы.фотосинтез үшін көміртегінің көзі атмосферадағы немесе суда еріген көмірқышқыл газы болып табылады.Өсімдіктер түзген органикалық заттың құрамында көміртегі қоректену тізбегі бойынша тірі не өлі өсімдік ұлпалары арқылы өтіп,тыныс алу,ашу немесе отынның жануы нәтижесінде көмірқышқыл газы түрінде атмосфераға қайтады Көміртегі циклының ұзақтығы үш-төрт жүз-жылдаққа тең.
Азот айналымы.Өсімдіктер азотты ыдыраған өлі органикалық заттан алады.Бактериялар ақуыздардың азотын өсімдіктер сіңіре алатын түрге өткізеді.Атмосферадағы бос азотты өсімдіктер тікелей сіңіре алмайды.Бактериялар мен көк жасыл балдырлар атмосфералық азотты байланыстырып,топыраққа өткізеді.Көптеген өсімдіктер оладың тамырларында түйнектер түзетін азот-фиксациялаушы бактериялармен симбиоз түзеді.Өлген өсімдіктерден немесе жануарлардың өлекселерінен бактериялардың басқа топтарының іс-әрекеті нәтижесінде бос түрге өтеді де қайтадан атмосфераға қайтады.
Фосфор мен күкірттің зат айналымы.Фосфор мен күкірт тау жыныстарында болады.Тау жыныстарының бұзылуы мен эрозиясының әсерінен топыраққа өтеді де,оларды өсімдіктер пайдаланады.Редуцент-ағзалардың тіршілік қызметі нәтижесінде олар қайтадан топыпаққа қайтады.Азот пен фосфор қосылыстарының бі бөлігін жауын сулары өзендерге,одан теңіз бен мұхитқа қарай шайып,оны балдырлар қолданады
Оттегінің циклі Жердегі оттегінің циклі шамамен 2000жылда,судың* шамамен 2млн.жылда жүріп өтеді.Бұл заттардың атомдары Жер шарында әр түрлі тірі зат арқылы өткенАтмосферадағы оттегінің мөлшері біртіндеп артты.Соңғы600млн.жылда зат айналымдардың жылдамдығы мен сипаты қазіргі кездегі деңгейіне жақындады.