რა ჰქვია ხმელეთზე მცხოვრებ ორგანიზმებს. ძირითადი გარემო ფაქტორების შედარება, რომლებიც შემაკავებელ როლს ასრულებენ მიწა-ჰაერსა და წყლის გარემოში

პლანეტა დედამიწაზე რამდენიმე ძირითადი სასიცოცხლო გარემოა:

წყალი

მიწა-ჰაერი

ნიადაგი

ცოცხალი ორგანიზმი.

წყლის გარემო.

წყალში მცხოვრებ ორგანიზმებს აქვთ ადაპტაციები, რომლებიც განისაზღვრება წყლის ფიზიკური თვისებებით (სიმკვრივე, თბოგამტარობა, მარილების დაშლის უნარი).

წყლის სიძლიერის გამო, წყლის გარემოს ბევრი პატარა მცხოვრები შეჩერებულია და ვერ უძლებს დინებას. ასეთი პატარა წყლის მკვიდრთა მთლიანობამ მიიღო სახელი პლანქტონი. პლანქტონში შედის მიკროსკოპული წყალმცენარეები, პატარა კიბოსნაირები, თევზის კვერცხები და ლარვები, მედუზა და მრავალი სხვა სახეობა.

პლანქტონი

პლანქტონური ორგანიზმები ატარებენ დინებებს, ვერ უძლებენ მათ წინააღმდეგობას. წყალში პლანქტონის არსებობა შესაძლებელს ხდის კვების ფილტრაციის ტიპს, ანუ დაძაბვას, წყალში შეჩერებული სხვადასხვა მოწყობილობების, მცირე ორგანიზმების და საკვების ნაწილაკების დახმარებით. განვითარებულია როგორც მოცურავე, ასევე მჯდომარე ფსკერის ცხოველებში, როგორიცაა ზღვის შროშანები, მიდიები, ხამანწკები და სხვა. მჯდომარე სიცოცხლე შეუძლებელი იქნებოდა წყლის ბინადრებისთვის, რომ არ არსებობდეს პლანქტონი და ეს, თავის მხრივ, შესაძლებელია მხოლოდ საკმარისი სიმკვრივის მქონე გარემოში.

წყლის სიმკვრივე ართულებს მასში აქტიურ მოძრაობას, ამიტომ სწრაფად მოცურავე ცხოველებს, როგორიცაა თევზები, დელფინები, კალმარები, უნდა ჰქონდეთ ძლიერი კუნთები და სხეულის გამარტივებული ფორმა.

მაკო ზვიგენი

წყლის მაღალი სიმკვრივის გამო წნევა მკვეთრად იზრდება სიღრმესთან ერთად. ღრმა ზღვის მაცხოვრებლებს შეუძლიათ გაუძლონ ზეწოლას, რომელიც ათასობითჯერ აღემატება მიწის ზედაპირზე.

სინათლე წყალში მხოლოდ არაღრმა სიღრმემდე აღწევს, ამიტომ მცენარეული ორგანიზმები შეიძლება არსებობდნენ მხოლოდ წყლის სვეტის ზედა ჰორიზონტებში. ყველაზე სუფთა ზღვებშიც კი ფოტოსინთეზი შესაძლებელია მხოლოდ 100-200 მ სიღრმეზე, დიდ სიღრმეზე მცენარეები არ არის და ღრმა წყლის ცხოველები სრულ სიბნელეში ცხოვრობენ.

წყლის ობიექტებში ტემპერატურის რეჟიმი უფრო რბილია, ვიდრე ხმელეთზე. წყლის მაღალი სითბური ტევადობის გამო მასში ტემპერატურის რყევები რბილდება და წყლის ბინადრებს არ ემუქრებათ ადაპტაციის აუცილებლობა ძლიერ ყინვებთან ან ორმოცი გრადუსიან სიცხესთან. მხოლოდ ცხელ წყაროებში შეიძლება წყლის ტემპერატურა მიუახლოვდეს დუღილს.

წყლის მაცხოვრებლების ცხოვრების ერთ-ერთი სირთულე ჟანგბადის შეზღუდული რაოდენობაა. მისი ხსნადობა არ არის ძალიან მაღალი და, უფრო მეტიც, მნიშვნელოვნად მცირდება წყლის დაბინძურების ან გაცხელებისას. ამიტომ, წყალსაცავებში ზოგჯერ ხდება გაყინვები - მოსახლეობის მასობრივი სიკვდილი ჟანგბადის ნაკლებობის გამო, რაც ხდება სხვადასხვა მიზეზის გამო.

თევზი კლავს

წყლის ორგანიზმებისთვის ასევე ძალიან მნიშვნელოვანია გარემოს მარილის შემადგენლობა. საზღვაო სახეობებს არ შეუძლიათ მტკნარ წყლებში ცხოვრება, ხოლო მტკნარი წყლის სახეობები ვერ ცხოვრობენ ზღვებში უჯრედების დარღვევის გამო.

სიცოცხლის სახმელეთო ჰაერი.

ამ გარემოს აქვს განსხვავებული მახასიათებლები. ის ზოგადად უფრო რთული და მრავალფეროვანია ვიდრე წყალი. მას აქვს ბევრი ჟანგბადი, ბევრი სინათლე, უფრო მკვეთრი ტემპერატურის ცვლილებები დროსა და სივრცეში, გაცილებით სუსტი წნევის ვარდნა და ხშირად არის ტენიანობის დეფიციტი. მიუხედავად იმისა, რომ ბევრ სახეობას შეუძლია ფრენა, მცირე მწერები, ობობები, მიკროორგანიზმები, თესლები და მცენარეების სპორები ჰაერის ნაკადით გადადიან, ორგანიზმები იკვებებიან და მრავლდებიან მიწის ან მცენარეების ზედაპირზე. ისეთ დაბალი სიმკვრივის გარემოში, როგორიცაა ჰაერი, ორგანიზმებს სჭირდებათ მხარდაჭერა. აქედან გამომდინარე, ხმელეთის მცენარეებში განვითარებულია მექანიკური ქსოვილები, ხოლო ხმელეთის ცხოველებში შიდა ან გარე ჩონჩხი უფრო გამოხატულია, ვიდრე წყლისში. ჰაერის დაბალი სიმკვრივე აადვილებს მასში გადაადგილებას. მიწის მაცხოვრებლების დაახლოებით ორმა მესამედმა აითვისა აქტიური და პასიური ფრენა. მათი უმეტესობა მწერები და ფრინველები არიან.

შავი ფუტკარი

პეპელა კალიგო

ჰაერი სითბოს ცუდი გამტარია. ეს ხელს უწყობს ორგანიზმების შიგნით წარმოქმნილი სითბოს შენარჩუნების შესაძლებლობას და თბილსისხლიან ცხოველებში მუდმივი ტემპერატურის შენარჩუნებას. თვით თბილსისხლიანობის განვითარება შესაძლებელი გახდა ხმელეთის გარემოში. ოდესღაც ხმელეთზე ცხოვრობდნენ თანამედროვე წყლის ძუძუმწოვრების - ვეშაპების, დელფინების, ვალუსების, სელაპების წინაპრები.

მიწის მაცხოვრებლებს აქვთ ძალიან მრავალფეროვანი ადაპტაცია, რომელიც დაკავშირებულია წყლის მიწოდებასთან, განსაკუთრებით მშრალ პირობებში. მცენარეებში ეს არის ძლიერი ფესვთა სისტემა, წყალგაუმტარი ფენა ფოთლებისა და ღეროების ზედაპირზე, წყლის აორთქლების რეგულირების უნარი სტომატის მეშვეობით. ცხოველებში, ეს ასევე სხეულისა და მთლიანი სტრუქტურის განსხვავებული მახასიათებლებია, მაგრამ, გარდა ამისა, შესაბამისი ქცევა ასევე ხელს უწყობს წყლის ბალანსის შენარჩუნებას. მათ შეუძლიათ, მაგალითად, გადავიდნენ წყალსატევებში ან აქტიურად მოერიდონ განსაკუთრებით მშრალ პირობებს. ზოგიერთ ცხოველს შეუძლია მთელი ცხოვრება მშრალ საკვებზე იცხოვროს, მაგალითად, ჟერბოას ან ტანსაცმლის ცნობილი ჩრჩილი. ამ შემთხვევაში ორგანიზმისთვის საჭირო წყალი საკვების შემადგენელი ნაწილების დაჟანგვის გამო ჩნდება.

აქლემის ეკლის ფესვი

ხმელეთის ორგანიზმების ცხოვრებაში ასევე მნიშვნელოვან როლს თამაშობს მრავალი სხვა გარემო ფაქტორი, მაგალითად, ჰაერის შემადგენლობა, ქარები და დედამიწის ზედაპირის ტოპოგრაფია. განსაკუთრებული მნიშვნელობა აქვს ამინდს და კლიმატს. ხმელეთ-ჰაერის გარემოს მცხოვრებნი უნდა იყვნენ ადაპტირებული დედამიწის იმ ნაწილის კლიმატთან, სადაც ისინი ცხოვრობენ და გაუძლონ ამინდის პირობების ცვალებადობას.

ნიადაგი, როგორც საცხოვრებელი გარემო.

ნიადაგი არის მიწის ზედაპირის თხელი ფენა, რომელიც მუშავდება ცოცხალი არსებების მოქმედებით. მყარი ნაწილაკები ნიადაგში გაჟღენთილია ფორებითა და ღრუებით, რომლებიც ივსება ნაწილობრივ წყლით და ნაწილობრივ ჰაერით, ამიტომ მცირე წყლის ორგანიზმებსაც შეუძლიათ ნიადაგში დასახლება. მისი ძალიან მნიშვნელოვანი მახასიათებელია ნიადაგში არსებული წვრილი ღრუების მოცულობა. ფხვიერ ნიადაგებში ის შეიძლება იყოს 70%-მდე, ხოლო მკვრივ ნიადაგებში - დაახლოებით 20%. ამ ფორებსა და ღრუებში ან მყარი ნაწილაკების ზედაპირზე ცხოვრობს მიკროსკოპული არსებების უზარმაზარი მრავალფეროვნება: ბაქტერიები, სოკოები, პროტოზოები, მრგვალი ჭიები, ართროპოდები. უფრო დიდი ცხოველები მიწაში საკუთარ გასასვლელს აკეთებენ.

ნიადაგის მკვიდრნი

მთელი ნიადაგი გაჟღენთილია მცენარის ფესვებით. ნიადაგის სიღრმე განისაზღვრება ფესვის შეღწევის სიღრმით და ბურუსით მოცული ცხოველების აქტივობით. ის არაუმეტეს 1,5-2 მ.

ნიადაგის ღრუებში ჰაერი ყოველთვის გაჯერებულია წყლის ორთქლით, მისი შემადგენლობა გამდიდრებულია ნახშირორჟანგით და იხვეწება ჟანგბადით. ამგვარად, ნიადაგში ცხოვრების პირობები ემსგავსება წყლის გარემოს. მეორე მხრივ, ნიადაგში წყლისა და ჰაერის თანაფარდობა მუდმივად იცვლება ამინდის პირობებიდან გამომდინარე. ტემპერატურის მერყეობა ძალიან მკვეთრია ზედაპირთან ახლოს, მაგრამ სწრაფად იშლება სიღრმით.

ნიადაგის გარემოს მთავარი მახასიათებელია ორგანული ნივთიერებების მუდმივი მიწოდება, ძირითადად მცენარის კვდომი ფესვებისა და ფოთლების ცვენის გამო. ის ენერგიის ღირებული წყაროა ბაქტერიებისთვის, სოკოებისთვის და მრავალი ცხოველისთვის, ამიტომ ნიადაგი სიცოცხლის ყველაზე გაჯერებული გარემოა. მისი ფარული სამყარო ძალიან მდიდარი და მრავალფეროვანია.

ცოცხალი ორგანიზმები, როგორც ცოცხალი გარემო.

ფართო ლენტი

სანქტ-პეტერბურგის სახელმწიფო აკადემია

Ვეტერინარული მედიცინა.

ზოგადი ბიოლოგიის, ეკოლოგიისა და ჰისტოლოგიის კათედრა.

რეზიუმე ეკოლოგიაზე თემაზე:

სახმელეთო ჰაერის გარემო, მისი ფაქტორები

და ორგანიზმების ადაპტაცია მათთან

დაასრულა: I კურსის სტუდენტი

Oh ჯგუფი Pyatochenko N.L.

შეამოწმა: კათედრის ასოცირებული პროფესორი

ვახმისტროვა S.F.

პეტერბურგი

შესავალი

სიცოცხლის პირობები (არსებობის პირობები) არის სხეულისთვის აუცილებელი ელემენტების ერთობლიობა, რომელთანაც იგი განუყოფლად არის დაკავშირებული და რომლის გარეშეც ის ვერ იარსებებს.

ორგანიზმის ადაპტაციას მის გარემოსთან ეწოდება ადაპტაცია. ადაპტაციის უნარი ზოგადად ცხოვრების ერთ-ერთი მთავარი თვისებაა, რაც იძლევა მისი არსებობის, გადარჩენისა და გამრავლების შესაძლებლობას. ადაპტაცია ვლინდება სხვადასხვა დონეზე - უჯრედების ბიოქიმიიდან და ცალკეული ორგანიზმების ქცევიდან დაწყებული, თემებისა და ეკოსისტემების სტრუქტურასა და ფუნქციონირებამდე. ადაპტაციები წარმოიქმნება და იცვლება სახეობების ევოლუციის დროს.

გარემოს ცალკეულ თვისებებს ან ელემენტებს, რომლებიც გავლენას ახდენენ ორგანიზმებზე, ეწოდება გარემო ფაქტორები. გარემო ფაქტორები მრავალფეროვანია. მათ აქვთ განსხვავებული ხასიათი და მოქმედების სპეციფიკა. გარემო ფაქტორები იყოფა ორ დიდ ჯგუფად: აბიოტურ და ბიოტურ.

აბიოტური ფაქტორები- ეს არის არაორგანული გარემოს პირობების კომპლექსი, რომელიც პირდაპირ ან ირიბად მოქმედებს ცოცხალ ორგანიზმებზე: ტემპერატურა, სინათლე, რადიოაქტიური გამოსხივება, წნევა, ჰაერის ტენიანობა, წყლის მარილის შემადგენლობა და ა.შ.

ბიოტიკური ფაქტორები არის ცოცხალი ორგანიზმების ერთმანეთზე გავლენის ყველა ფორმა. თითოეული ორგანიზმი მუდმივად განიცდის სხვების პირდაპირ ან არაპირდაპირ გავლენას, შედის კომუნიკაციაში საკუთარი და სხვა სახეობების წარმომადგენლებთან.

ზოგიერთ შემთხვევაში, ანთროპოგენური ფაქტორები იყოფა დამოუკიდებელ ჯგუფად ბიოტიკურ და აბიოტურ ფაქტორებთან ერთად, რაც ხაზს უსვამს ანთროპოგენური ფაქტორის არაჩვეულებრივ ეფექტს.

ანთროპოგენური ფაქტორები არის ადამიანთა საზოგადოების საქმიანობის ყველა ფორმა, რომელიც იწვევს ბუნების შეცვლას, როგორც სხვა სახეობების ჰაბიტატს ან პირდაპირ გავლენას ახდენს მათ ცხოვრებაზე. ანთროპოგენური ზემოქმედების მნიშვნელობა დედამიწის მთელ ცოცხალ სამყაროზე აგრძელებს სწრაფად ზრდას.

დროთა განმავლობაში გარემო ფაქტორების ცვლილებები შეიძლება იყოს:

1) რეგულარული-მუდმივი, ცვლის ზემოქმედების სიძლიერეს დღის დროსთან, წელიწადის სეზონთან ან ოკეანეში მოქცევის რიტმთან დაკავშირებით;

2) არარეგულარული, მკაფიო პერიოდულობის გარეშე, მაგალითად, ამინდის პირობების ცვლილება სხვადასხვა წლებში, ქარიშხალი, წვიმა, ღვარცოფი და ა.შ.;

3) მიმართულია გარკვეული ან ხანგრძლივი დროის განმავლობაში, მაგალითად, კლიმატის გაცივება ან დათბობა, წყალსაცავის გადაჭარბება და ა.შ.

გარემო ფაქტორებს შეუძლიათ სხვადასხვა გავლენა მოახდინოს ცოცხალ ორგანიზმებზე:

1) როგორც გამღიზიანებლები, რომლებიც იწვევენ ფიზიოლოგიურ და ბიოქიმიურ ფუნქციებში ადაპტირებულ ცვლილებებს;

2) როგორც შეზღუდვები, რაც იწვევს მონაცემებში არსებობის შეუძლებლობას

პირობები;

3) ორგანიზმებში ანატომიური და მორფოლოგიური ცვლილებების გამომწვევი მოდიფიკატორები;

4) როგორც სიგნალები, რომლებიც მიუთითებენ სხვა ფაქტორების ცვლილებაზე.

გარემოსდაცვითი ფაქტორების მრავალფეროვნების მიუხედავად, მრავალი ზოგადი ნიმუში შეიძლება გამოირჩეოდეს ორგანიზმებთან მათი ურთიერთქმედების ბუნებით და ცოცხალი არსებების პასუხებით.

ორგანიზმის სიცოცხლისთვის ყველაზე ხელსაყრელი გარემო ფაქტორის ინტენსივობა ოპტიმალურია, ხოლო ყველაზე უარეს ეფექტს პესიმიუმი, ე.ი. პირობები, რომლებშიც ორგანიზმის სასიცოცხლო აქტივობა მაქსიმალურად დათრგუნულია, მაგრამ ის მაინც შეიძლება არსებობდეს. ასე რომ, როდესაც მცენარეები იზრდება სხვადასხვა ტემპერატურულ პირობებში, ოპტიმალური იქნება წერტილი, სადაც მაქსიმალური ზრდა შეინიშნება. უმეტეს შემთხვევაში, ეს არის გარკვეული ტემპერატურის დიაპაზონი რამდენიმე გრადუსი, ამიტომ აქ უმჯობესია ვისაუბროთ ოპტიმალურ ზონაზე. მთელ ტემპერატურულ დიაპაზონს (მინიმალურიდან მაქსიმუმამდე), რომლის დროსაც ზრდა ჯერ კიდევ შესაძლებელია, ეწოდება სტაბილურობის (გამძლეობის) დიაპაზონს ან ტოლერანტობას. წერტილი, რომელიც ზღუდავს მის (ანუ მინიმალურ და მაქსიმალურ) საცხოვრებელ ტემპერატურას, არის სტაბილურობის ზღვარი. ოპტიმალურ ზონასა და მდგრადობის ზღვარს შორის ამ უკანასკნელის მიახლოებისას მცენარე განიცდის მზარდ სტრესს, ე.ი. ჩვენ ვსაუბრობთ სტრესის ზონებზე, ანუ ჩაგვრის ზონებზე, სტაბილურობის ფარგლებში

გარემო ფაქტორის მოქმედების დამოკიდებულება მის ინტენსივობაზე (ვ.ა. რადკევიჩის მიხედვით, 1977 წ.)

სასწორი მაღლა და ქვევით მოძრაობს, არა მხოლოდ იზრდება სტრესი, არამედ საბოლოოდ, ორგანიზმის წინააღმდეგობის ზღვარს მიღწევისას, ხდება მისი სიკვდილი. მსგავსი ექსპერიმენტები შეიძლება ჩატარდეს სხვა ფაქტორების გავლენის შესამოწმებლად. შედეგები გრაფიკულად მიჰყვება მსგავსი ტიპის მრუდს.

სიცოცხლის სახმელეთო გარემო, მისი მახასიათებლები და მასთან ადაპტაციის ფორმები.

ხმელეთზე ცხოვრება ისეთ ადაპტაციას მოითხოვდა, რაც მხოლოდ მაღალ ორგანიზებულ ცოცხალ ორგანიზმებში იყო შესაძლებელი. სახმელეთო-ჰაერის გარემო უფრო რთულია სიცოცხლისათვის, ხასიათდება ჟანგბადის მაღალი შემცველობით, წყლის ორთქლის მცირე რაოდენობით, დაბალი სიმკვრივით და ა.შ. ამან მნიშვნელოვნად შეცვალა ცოცხალი არსებების სუნთქვის, წყლის გაცვლის და მოძრაობის პირობები.

ჰაერის დაბალი სიმკვრივე განსაზღვრავს მის დაბალ ამწევ ძალას და უმნიშვნელო ტარების სიმძლავრეს. ჰაერის ორგანიზმებს უნდა ჰქონდეთ საკუთარი დამხმარე სისტემა, რომელიც მხარს უჭერს სხეულს: მცენარეები - სხვადასხვა მექანიკური ქსოვილები, ცხოველები - მყარი ან ჰიდროსტატიკური ჩონჩხი. გარდა ამისა, ჰაერის გარემოს ყველა მკვიდრი მჭიდროდ არის დაკავშირებული დედამიწის ზედაპირთან, რომელიც ემსახურება მათ მიმაგრებასა და მხარდაჭერას.

ჰაერის დაბალი სიმკვრივე უზრუნველყოფს დაბალი მოძრაობის წინააღმდეგობას. ამიტომ ბევრმა ხმელეთის ცხოველმა შეიძინა ფრენის უნარი. ყველა ხმელეთის არსებების 75%, ძირითადად მწერები და ფრინველები, ადაპტირებულია აქტიურ ფრენაზე.

ჰაერის მობილურობის, ატმოსფეროს ქვედა ფენებში არსებული ჰაერის მასების ვერტიკალური და ჰორიზონტალური ნაკადების გამო, შესაძლებელია ორგანიზმების პასიური ფრენა. ამ მხრივ, ბევრ სახეობას განუვითარდა ანემოქორია - განსახლება ჰაერის დინების დახმარებით. ანემოქორია დამახასიათებელია სპორების, მცენარეების თესლებისა და ნაყოფის, პროტოზოული ცისტების, წვრილფეხა მწერების, ობობების და სხვ. ჰაერის დინებით პასიურად გადაყვანილ ორგანიზმებს ერთობლივად აეროპლანქტონს უწოდებენ.

ხმელეთის ორგანიზმები არსებობენ შედარებით დაბალი წნევის პირობებში ჰაერის დაბალი სიმკვრივის გამო. ჩვეულებრივ, ის უდრის 760 მმ Hg-ს. სიმაღლის მატებასთან ერთად წნევა მცირდება. დაბალმა წნევამ შესაძლოა შეზღუდოს სახეობების გავრცელება მთებში. ხერხემლიანებისთვის სიცოცხლის ზედა ზღვარი დაახლოებით 60 მმ-ია. წნევის დაქვეითება იწვევს ცხოველების ჟანგბადის მიწოდების შემცირებას და გაუწყლოებას სუნთქვის სიხშირის გაზრდის გამო. მთებში წინსვლის დაახლოებით იგივე საზღვრები აქვს უფრო მაღალ მცენარეებს. გარკვეულწილად უფრო გამძლეა ფეხსახსრიანები, რომლებიც გვხვდება მცენარეულობის ხაზის ზემოთ მყინვარებზე.

ჰაერის გაზის შემადგენლობა. ჰაერის გარემოს ფიზიკური თვისებების გარდა, ხმელეთის ორგანიზმების არსებობისთვის ძალიან მნიშვნელოვანია მისი ქიმიური თვისებები. ჰაერის აირის შემადგენლობა ატმოსფეროს ზედაპირულ ფენაში საკმაოდ ერთგვაროვანია ძირითადი კომპონენტების შემცველობით (აზოტი - 78,1%, ჟანგბადი - 21,0%, არგონი 0,9%, ნახშირორჟანგი - 0,003% მოცულობით).

ჟანგბადის მაღალმა შემცველობამ ხელი შეუწყო ხმელეთის ორგანიზმების მეტაბოლიზმის ზრდას პირველად წყალთან შედარებით. სწორედ ხმელეთის გარემოში, ორგანიზმში ოქსიდაციური პროცესების მაღალი ეფექტურობის საფუძველზე, წარმოიშვა ცხოველთა ჰომეოთერმია. ჰაერში მუდმივი მაღალი შემცველობის გამო ჟანგბადი არ არის ხმელეთის გარემოში სიცოცხლის შემზღუდველი ფაქტორი.

ნახშირორჟანგის შემცველობა შეიძლება განსხვავდებოდეს ჰაერის ზედაპირული ფენის გარკვეულ ადგილებში საკმაოდ მნიშვნელოვან საზღვრებში. გაზრდილი ჰაერის გაჯერება CO-თ? გვხვდება ვულკანური აქტივობის ზონებში, თერმული წყაროებთან და ამ გაზის სხვა მიწისქვეშა გასასვლელებთან. მაღალი კონცენტრაციით ნახშირორჟანგი ტოქსიკურია. ბუნებაში, ასეთი კონცენტრაციები იშვიათია. CO2-ის დაბალი შემცველობა ანელებს ფოტოსინთეზის პროცესს. შიდა პირობებში, თქვენ შეგიძლიათ გაზარდოთ ფოტოსინთეზის სიჩქარე ნახშირორჟანგის კონცენტრაციის გაზრდით. ეს გამოიყენება სათბურებისა და სათბურების პრაქტიკაში.

ჰაერის აზოტი ხმელეთის გარემოს მცხოვრებთა უმეტესობისთვის არის ინერტული გაზი, მაგრამ ცალკეულ მიკროორგანიზმებს (კვანძოვანი ბაქტერიები, აზოტის ბაქტერიები, ლურჯი-მწვანე წყალმცენარეები და ა.

ტენიანობის დეფიციტი სიცოცხლის სახმელეთო ჰაერის გარემოს ერთ-ერთი არსებითი მახასიათებელია. ხმელეთის ორგანიზმების მთელი ევოლუცია ექვემდებარებოდა ადაპტაციის ნიშანს ტენიანობის მოპოვებასა და კონსერვაციაზე. ხმელეთზე გარემოს ტენიანობის რეჟიმები ძალიან მრავალფეროვანია - ტროპიკების ზოგიერთ რაიონში ჰაერის წყლის ორთქლით სრული და მუდმივი გაჯერებიდან დაწყებული უდაბნოების მშრალ ჰაერში მათი თითქმის სრული არარსებობით. ასევე მნიშვნელოვანია ატმოსფეროში წყლის ორთქლის შემცველობის ყოველდღიური და სეზონური ცვალებადობა. ხმელეთის ორგანიზმების წყალმომარაგება ასევე დამოკიდებულია ნალექების რეჟიმზე, რეზერვუარების არსებობაზე, ნიადაგის ტენიანობის რეზერვებზე, მიწისქვეშა წყლების სიახლოვეს და ა.შ.

ამან განაპირობა ხმელეთის ორგანიზმებში ადაპტაციის განვითარება წყალმომარაგების სხვადასხვა რეჟიმებთან.

ტემპერატურული რეჟიმი. ჰაერ-სახმელე გარემოს შემდეგი განმასხვავებელი თვისებაა ტემპერატურის მნიშვნელოვანი რყევები. უმეტეს ხმელეთზე, ყოველდღიური და წლიური ტემპერატურის ამპლიტუდა ათობით გრადუსია. ხმელეთის მაცხოვრებლების გარემოში ტემპერატურის ცვლილებებისადმი წინააღმდეგობა ძალიან განსხვავებულია, რაც დამოკიდებულია კონკრეტულ ჰაბიტატზე, რომელშიც ისინი ცხოვრობენ. თუმცა, ზოგადად, ხმელეთის ორგანიზმები ბევრად უფრო ევრითერმულია, ვიდრე წყლის ორგანიზმები.

სახმელეთო ჰაერის გარემოში ცხოვრების პირობები გართულებულია, გარდა ამისა, ამინდის ცვლილებების არსებობით. ამინდი - ატმოსფეროს მუდმივად ცვალებადი მდგომარეობა ნასესხები ზედაპირის მახლობლად, დაახლოებით 20 კმ სიმაღლემდე (ტროპოსფეროს საზღვარი). ამინდის ცვალებადობა გამოიხატება ისეთი გარემო ფაქტორების კომბინაციის მუდმივ ცვალებადობაში, როგორიცაა ტემპერატურა, ჰაერის ტენიანობა, ღრუბლიანობა, ნალექი, ქარის სიძლიერე და მიმართულება და ა.შ. გრძელვადიანი ამინდის რეჟიმი ახასიათებს ტერიტორიის კლიმატს. "კლიმატის" კონცეფცია მოიცავს არა მხოლოდ მეტეოროლოგიური ფენომენების საშუალო მნიშვნელობებს, არამედ მათ წლიურ და ყოველდღიურ კურსს, მისგან გადახრას და მათ სიხშირეს. კლიმატი განისაზღვრება ტერიტორიის გეოგრაფიული პირობებით. ძირითადი კლიმატური ფაქტორები - ტემპერატურა და ტენიანობა - იზომება ნალექების რაოდენობით და ჰაერის გაჯერებით წყლის ორთქლით.

ხმელეთის ორგანიზმების უმრავლესობისთვის, განსაკუთრებით პატარებისთვის, ტერიტორიის კლიმატი არ არის იმდენად მნიშვნელოვანი, რამდენადაც მათი უშუალო ჰაბიტატის პირობები. ძალიან ხშირად გარემოს ადგილობრივი ელემენტები (რელიეფი, ექსპოზიცია, მცენარეულობა და ა.შ.) ცვლის ტემპერატურის, ტენიანობის, სინათლის, ჰაერის მოძრაობის რეჟიმს კონკრეტულ ტერიტორიაზე ისე, რომ მნიშვნელოვნად განსხვავდება ტერიტორიის კლიმატური პირობებისგან. კლიმატის ასეთ მოდიფიკაციას, რომელიც ყალიბდება ჰაერის ზედაპირულ ფენაში, ეწოდება მიკროკლიმატი. თითოეულ ზონაში მიკროკლიმატი ძალიან მრავალფეროვანია. შეიძლება გამოირჩეოდეს ძალიან მცირე ტერიტორიების მიკროკლიმატი.

სახმელეთო ჰაერის გარემოს სინათლის რეჟიმსაც აქვს გარკვეული მახასიათებლები. სინათლის ინტენსივობა და რაოდენობა აქ ყველაზე დიდია და პრაქტიკულად არ ზღუდავს მწვანე მცენარეების სიცოცხლეს, როგორც წყალში ან ნიადაგში. ხმელეთზე შესაძლებელია უკიდურესად ფოტოფილური სახეობების არსებობა. ხმელეთის ცხოველების აბსოლუტური უმრავლესობისთვის, რომლებსაც აქვთ ყოველდღიური და ღამის აქტივობაც კი, ხედვა ორიენტაციის ერთ-ერთი მთავარი გზაა. ხმელეთის ცხოველებში მხედველობა აუცილებელია მტაცებლის საპოვნელად და ბევრ სახეობას აქვს ფერადი ხედვაც კი. ამასთან დაკავშირებით, მსხვერპლს უვითარდება ისეთი ადაპტაციური თვისებები, როგორიცაა თავდაცვითი რეაქცია, შენიღბვა და გამაფრთხილებელი შეფერილობა, მიმიკა და ა.შ.

წყლის ცხოვრებაში, ასეთი ადაპტაციები გაცილებით ნაკლებად არის განვითარებული. უმაღლესი მცენარეების ნათელი ფერის ყვავილების გაჩენა ასევე დაკავშირებულია დამბინძურებლების აპარატის თავისებურებებთან და, საბოლოო ჯამში, გარემოს სინათლის რეჟიმთან.

რელიეფის რელიეფი და ნიადაგის თვისებები ასევე არის ხმელეთის ორგანიზმების და, პირველ რიგში, მცენარეების სიცოცხლის პირობები. დედამიწის ზედაპირის თვისებებს, რომლებიც ეკოლოგიურ ზემოქმედებას ახდენს მის მკვიდრებზე, გაერთიანებულია „ედაფური გარემო ფაქტორებით“ (ბერძნულიდან „ედაფოს“ - „ნიადაგი“).

ნიადაგის სხვადასხვა თვისებებთან დაკავშირებით შეიძლება გამოიყოს მცენარეთა მთელი რიგი ეკოლოგიური ჯგუფი. ასე რომ, ნიადაგის მჟავიანობაზე რეაქციის მიხედვით განასხვავებენ:

1) აციდოფილური სახეობები - იზრდება მჟავე ნიადაგებზე, რომელთა pH მინიმუმ 6,7 (სფაგნუმის ჭაობების მცენარეები);

2) ნეიტროფილები იზრდება 6,7-7,0 pH-ის მქონე ნიადაგებზე (ყველაზე მეტად კულტივირებული მცენარეები);

3) ბაზიფილური იზრდება 7.0-ზე მეტი pH-ზე (მორდოვნიკი, ტყის ანემონი);

4) ინდიფერენტები შეიძლება გაიზარდოს ნიადაგებზე სხვადასხვა pH მნიშვნელობებით (ველის შროშანა).

მცენარეები ასევე განსხვავდებიან ნიადაგის ტენიანობის მიხედვით. ზოგიერთი სახეობა შემოიფარგლება სხვადასხვა სუბსტრატში, მაგალითად, პეტროფიტები იზრდება კლდოვან ნიადაგებზე, ხოლო პასმოფიტები ბინადრობენ თავისუფალ ქვიშაში.

რელიეფი და ნიადაგის ბუნება გავლენას ახდენს ცხოველების გადაადგილების სპეციფიკაზე: მაგალითად, ჩლიქოსნები, სირაქლემები, ბუსტერები, რომლებიც ცხოვრობენ ღია სივრცეებში, მყარ მიწაზე, სირბილის დროს მოგერიების გასაძლიერებლად. ხვლიკებში, რომლებიც ცხოვრობენ ფხვიერ ქვიშაში, თითები რქოვანი ქერცლებით არის შემოსილი, რაც ზრდის მხარდაჭერას. ხმელეთის მცხოვრებთათვის, რომლებიც თხრიან ორმოებს, მკვრივი ნიადაგი არახელსაყრელია. ნიადაგის ბუნება გარკვეულ შემთხვევებში გავლენას ახდენს ხმელეთის ცხოველების განაწილებაზე, რომლებიც თხრიან ნახვრეტებს ან იჭრებიან მიწაში, ან დებენ კვერცხებს ნიადაგში და ა.შ.

ჰაერის შემადგენლობის შესახებ.

ჰაერის გაზის შემადგენლობა, რომელსაც ჩვენ ვსუნთქავთ, არის 78% აზოტი, 21% ჟანგბადი და 1% სხვა აირები. მაგრამ დიდი ინდუსტრიული ქალაქების ატმოსფეროში ეს თანაფარდობა ხშირად ირღვევა. მნიშვნელოვან ნაწილს შეადგენს მავნე მინარევებისაგან, რომლებიც გამოწვეულია საწარმოებიდან და მანქანებიდან გამონაბოლქვით. საავტომობილო ტრანსპორტი ატმოსფეროში შემოაქვს მრავალი მინარევებისაგან: უცნობი შემადგენლობის ნახშირწყალბადები, ბენზო (ა) პირენი, ნახშირორჟანგი, გოგირდის და აზოტის ნაერთები, ტყვია, ნახშირბადის მონოქსიდი.

ატმოსფერო შედგება რამდენიმე აირის ნარევისგან - ჰაერი, რომელშიც შეჩერებულია კოლოიდური მინარევები - მტვერი, წვეთები, კრისტალები და ა.შ. ატმოსფერული ჰაერის შემადგენლობა ოდნავ იცვლება სიმაღლესთან ერთად. თუმცა დაახლოებით 100 კმ სიმაღლიდან დაწყებული მოლეკულურ ჟანგბადთან და აზოტთან ერთად მოლეკულების დისოციაციის შედეგად ჩნდება ატომური ჟანგბადიც და იწყება აირების გრავიტაციული გამოყოფა. 300 კმ-ზე ზემოთ ატმოსფეროში ჭარბობს ატომური ჟანგბადი, 1000 კმ-ზე მაღლა – ჰელიუმი და შემდეგ ატომური წყალბადი. ატმოსფეროს წნევა და სიმკვრივე მცირდება სიმაღლესთან ერთად; ატმოსფეროს მთლიანი მასის დაახლოებით ნახევარი კონცენტრირებულია ქვედა 5 კმ-ზე, 9/10 - ქვედა 20 კმ-ზე და 99,5% - ქვედა 80 კმ-ზე. დაახლოებით 750 კმ სიმაღლეზე ჰაერის სიმკვრივე ეცემა 10-10 გ/მ3-მდე (დედამიწის ზედაპირთან კი დაახლოებით 103 გ/მ3-ია), მაგრამ ასეთი დაბალი სიმკვრივეც მაინც საკმარისია ავრორას წარმოქმნისთვის. ატმოსფეროს არ აქვს მკვეთრი ზედა საზღვარი; მისი შემადგენელი აირების სიმკვრივე

ატმოსფერული ჰაერის შემადგენლობა, რომელსაც თითოეული ჩვენგანი სუნთქავს, მოიცავს რამდენიმე გაზს, რომელთაგან მთავარია: აზოტი (78,09%), ჟანგბადი (20,95%), წყალბადი (0,01%) ნახშირორჟანგი (ნახშირორჟანგი) (0,03%) და ინერტული. აირები (0,93%). გარდა ამისა, ჰაერში ყოველთვის არის წყლის ორთქლის გარკვეული რაოდენობა, რომლის რაოდენობა ყოველთვის იცვლება ტემპერატურის მიხედვით: რაც უფრო მაღალია ტემპერატურა, მით მეტია ორთქლის შემცველობა და პირიქით. ჰაერში წყლის ორთქლის რაოდენობის რყევების გამო მასში გაზების პროცენტული მაჩვენებელიც ცვალებადია. ჰაერში არსებული ყველა აირი უფერო და უსუნოა. ჰაერის წონა იცვლება არა მხოლოდ ტემპერატურის, არამედ მასში წყლის ორთქლის შემცველობის მიხედვით. ამავე ტემპერატურაზე, მშრალი ჰაერის წონა უფრო დიდია, ვიდრე ტენიანი, რადგან წყლის ორთქლი გაცილებით მსუბუქია, ვიდრე ჰაერის ორთქლი.

ცხრილი გვიჩვენებს ატმოსფეროს გაზის შემადგენლობას მოცულობითი მასის თანაფარდობით, ისევე როგორც ძირითადი კომპონენტების სიცოცხლის ხანგრძლივობა:

Კომპონენტი	% მოცულობით	% მასა
N2	78,09	75,50
O2	20,95	23,15
არ	0,933	1,292
CO2	0,03	0,046
ნე	1,8 10-3	1,4 10-3
ის	4,6 10-4	6,4 10-5
CH4	1,52 10-4	8,4 10-5
კრ	1,14 10-4	3 10-4
H2	5 10-5	8 10-5
N2O	5 10-5	8 10-5
Xe	8,6 10-6	4 10-5
O3	3 10-7 - 3 10-6	5 10-7 - 5 10-6
Rn	6 10-18	4,5 10-17

ატმოსფერული ჰაერის შემადგენელი გაზების თვისებები იცვლება წნევის ქვეშ.

მაგალითად: 2 ატმოსფეროზე მეტი წნევის ქვეშ მყოფი ჟანგბადი ტოქსიკურ გავლენას ახდენს სხეულზე.

5 ატმოსფეროზე ზეწოლის ქვეშ მყოფ აზოტს აქვს ნარკოტიკული ეფექტი (აზოტით ინტოქსიკაცია). სიღრმიდან სწრაფი აწევა იწვევს დეკომპრესიულ დაავადებას სისხლიდან აზოტის ბუშტების სწრაფი გათავისუფლების გამო, თითქოს ქაფდება.

რესპირატორულ ნარევში ნახშირორჟანგის 3%-ზე მეტი მატება იწვევს სიკვდილს.

თითოეული კომპონენტი, რომელიც არის ჰაერის ნაწილი, წნევის მატებასთან ერთად გარკვეულ ზღვრამდე, ხდება შხამი, რომელსაც შეუძლია მოწამლოს სხეული.

ატმოსფეროს გაზის შემადგენლობის შესწავლა. ატმოსფერული ქიმია

მეცნიერების შედარებით ახალგაზრდა დარგის სწრაფი განვითარების ისტორიისთვის, სახელწოდებით ატმოსფერული ქიმია, ყველაზე შესაფერისია მაღალსიჩქარიან სპორტში გამოყენებული ტერმინი "სპურტი" (გასროლა). სასტარტო პისტოლეტიდან გასროლა, ალბათ, იყო ორი სტატია, რომელიც გამოქვეყნდა 1970-იანი წლების დასაწყისში. ისინი ეხებოდნენ სტრატოსფეროს ოზონის შესაძლო განადგურებას აზოტის ოქსიდებით - NO და NO2. პირველი ეკუთვნოდა მომავალ ნობელის პრემიის ლაურეატს, შემდეგ კი სტოკჰოლმის უნივერსიტეტის თანამშრომელს, პ.კრუტცენს, რომელიც სტრატოსფეროში აზოტის ოქსიდების სავარაუდო წყაროდ მიიჩნევდა ბუნებრივად არსებულ აზოტის ოქსიდს N2O, რომელიც იშლება მზის სხივების ზემოქმედებით. მეორე სტატიის ავტორი გ.ჯონსტონი, ქიმიკოსი ბერკლის კალიფორნიის უნივერსიტეტიდან, ვარაუდობს, რომ აზოტის ოქსიდები ჩნდება სტრატოსფეროში ადამიანის აქტივობის შედეგად, კერძოდ, წვის პროდუქტების გამონაბოლქვიდან მაღალი რეაქტიული ძრავებიდან. სიმაღლის თვითმფრინავი.

რა თქმა უნდა, ზემოთ მოყვანილი ჰიპოთეზები ნულიდან არ წარმოიშვა. ატმოსფერულ ჰაერში სულ მცირე ძირითადი კომპონენტების თანაფარდობა - აზოტის მოლეკულები, ჟანგბადი, წყლის ორთქლი და სხვა - ცნობილი იყო ბევრად ადრე. უკვე XIX საუკუნის მეორე ნახევარში. ევროპაში გაკეთდა ოზონის კონცენტრაციის გაზომვები ზედაპირულ ჰაერში. 1930-იან წლებში ინგლისელმა მეცნიერმა ს. ჩაპმენმა აღმოაჩინა ოზონის წარმოქმნის მექანიზმი წმინდა ჟანგბადის ატმოსფეროში, რაც მიუთითებს ჟანგბადის ატომებისა და მოლეკულების ურთიერთქმედების ერთობლიობას, ისევე როგორც ოზონს ჰაერის სხვა კომპონენტების არარსებობის შემთხვევაში. თუმცა, 1950-იანი წლების ბოლოს, რაკეტების მეტეოროლოგიურმა გაზომვებმა აჩვენა, რომ სტრატოსფეროში გაცილებით ნაკლები ოზონი იყო, ვიდრე ეს უნდა ყოფილიყო ჩაპმენის რეაქციის ციკლის მიხედვით. მიუხედავად იმისა, რომ ეს მექანიზმი დღემდე ფუნდამენტურად რჩება, ცხადი გახდა, რომ არსებობს სხვა პროცესებიც, რომლებიც ასევე აქტიურად მონაწილეობენ ატმოსფერული ოზონის ფორმირებაში.

აღსანიშნავია, რომ 1970-იანი წლების დასაწყისისთვის ცოდნა ატმოსფერული ქიმიის დარგში ძირითადად ცალკეული მეცნიერების ძალისხმევით იქნა მიღებული, რომელთა კვლევაც არ იყო გაერთიანებული რაიმე სოციალურად მნიშვნელოვანი კონცეფციით და ყველაზე ხშირად წმინდა აკადემიური ხასიათისა იყო. სხვა საქმეა ჯონსტონის ნამუშევარი: მისი გათვლებით, 500 თვითმფრინავს, რომელიც დაფრინავს დღეში 7 საათის განმავლობაში, შეეძლო სტრატოსფეროს ოზონის რაოდენობა მინიმუმ 10%-ით შეამციროს! და თუ ეს შეფასებები სამართლიანი იქნებოდა, მაშინ პრობლემა მაშინვე გახდებოდა სოციალურ-ეკონომიკური, რადგან ამ შემთხვევაში ზებგერითი სატრანსპორტო ავიაციის და მასთან დაკავშირებული ინფრასტრუქტურის განვითარების ყველა პროგრამა უნდა გაიაროს მნიშვნელოვანი კორექტირება და შესაძლოა დახურვაც კი. გარდა ამისა, მაშინ პირველად მართლაც გაჩნდა კითხვა, რომ ანთროპოგენურმა აქტივობამ შეიძლება გამოიწვიოს არა ადგილობრივი, არამედ გლობალური კატაკლიზმი. ბუნებრივია, არსებულ ვითარებაში თეორიას სჭირდებოდა ძალიან მკაცრი და ამავდროულად სწრაფი გადამოწმება.

შეგახსენებთ, რომ ზემოხსენებული ჰიპოთეზის არსი იყო ის, რომ აზოტის ოქსიდი რეაგირებს ოზონთან NO + O3 ® ® NO2 + O2, შემდეგ ამ რეაქციაში წარმოქმნილი აზოტის დიოქსიდი რეაგირებს ჟანგბადის ატომთან NO2 + O ® NO + O2, რითაც აღადგენს NO არსებობას. ატმოსფეროში, ხოლო ოზონის მოლეკულა შეუქცევადად იკარგება. ამ შემთხვევაში, ასეთი წყვილი რეაქცია, რომელიც წარმოადგენს ოზონის განადგურების აზოტის კატალიზურ ციკლს, მეორდება მანამ, სანამ რაიმე ქიმიური ან ფიზიკური პროცესი არ გამოიწვევს აზოტის ოქსიდების ატმოსფეროდან მოცილებას. მაგალითად, NO2 იჟანგება აზოტის მჟავად HNO3, რომელიც წყალში ძალიან ხსნადია და, შესაბამისად, ატმოსფეროდან ამოღებულია ღრუბლებისა და ნალექებით. აზოტის კატალიზური ციკლი ძალიან ეფექტურია: ერთი NO მოლეკულა ატმოსფეროში ყოფნისას ახერხებს ათიათასობით ოზონის მოლეკულის განადგურებას.

მაგრამ, როგორც მოგეხსენებათ, უბედურება მარტო არ მოდის. მალე აშშ-ს უნივერსიტეტების - მიჩიგანის (რ. სტოლიაარსკი და რ. ციცერონი) და ჰარვარდის (ს. ვოფსი და მ. მაკელროი) სპეციალისტებმა აღმოაჩინეს, რომ ოზონს შეიძლება ჰყავდეს კიდევ უფრო დაუნდობელი მტერი - ქლორის ნაერთები. მათი შეფასებით, ოზონის განადგურების ქლორის კატალიზური ციკლი (რეაქცია Cl + O3 ® ClO + O2 და ClO + O ® Cl + O2) რამდენჯერმე უფრო ეფექტური იყო, ვიდრე აზოტის. ფრთხილი ოპტიმიზმის ერთადერთი მიზეზი ის იყო, რომ ბუნებრივად არსებული ქლორის რაოდენობა ატმოსფეროში შედარებით მცირეა, რაც იმას ნიშნავს, რომ ოზონზე მისი ზემოქმედების საერთო ეფექტი შესაძლოა არც ისე ძლიერი იყოს. თუმცა, სიტუაცია მკვეთრად შეიცვალა, როდესაც 1974 წელს კალიფორნიის უნივერსიტეტის ირვინის თანამშრომლებმა, ს. როულენდმა და მ. მოლინამ აღმოაჩინეს, რომ სტრატოსფეროში ქლორის წყარო არის ქლორფტორჰიდროკარბონული ნაერთები (CFC), რომლებიც ფართოდ გამოიყენება მაცივარში. ერთეულები, აეროზოლური პაკეტები და ა.შ. როგორც არააალებადი, არატოქსიკური და ქიმიურად პასიური, ეს ნივთიერებები ნელ-ნელა ტრანსპორტირდება აღმავალი ჰაერის ნაკადებით დედამიწის ზედაპირიდან სტრატოსფეროში, სადაც მათი მოლეკულები ნადგურდება მზის სხივებით, რის შედეგადაც გამოიყოფა თავისუფალი ქლორის ატომები. CFC-ების სამრეწველო წარმოება, რომელიც დაიწყო 1930-იან წლებში, და მათი ემისიები ატმოსფეროში სტაბილურად გაიზარდა ყველა მომდევნო წლებში, განსაკუთრებით 70-იან და 80-იან წლებში. ამრიგად, ძალიან მოკლე დროში, თეორეტიკოსებმა გამოავლინეს ორი პრობლემა ატმოსფერულ ქიმიაში, რომელიც გამოწვეულია ინტენსიური ანთროპოგენური დაბინძურებით.

თუმცა, შემოთავაზებული ჰიპოთეზების თანმიმდევრულობის შესამოწმებლად, საჭირო იყო მრავალი დავალების შესრულება.

Პირველ რიგში,გაფართოვდეს ლაბორატორიული კვლევა, რომლის დროსაც შესაძლებელი იქნებოდა ატმოსფერული ჰაერის სხვადასხვა კომპონენტებს შორის ფოტოქიმიური რეაქციების სიჩქარის დადგენა ან გარკვევა. უნდა ითქვას, რომ იმ დროისთვის არსებულ ძალიან მწირ მონაცემებსაც ჰქონდა სამართლიანი (რამდენიმე ასეულ პროცენტამდე) შეცდომები. გარდა ამისა, პირობები, რომლებშიც კეთდებოდა გაზომვები, როგორც წესი, დიდად არ შეესაბამებოდა ატმოსფეროს რეალობას, რაც სერიოზულად ამძიმებდა შეცდომას, რადგან უმეტესი რეაქციების ინტენსივობა დამოკიდებულია ტემპერატურაზე, ზოგჯერ კი წნევაზე ან ატმოსფერულ ჰაერზე. სიმჭიდროვე.

Მეორეც,ლაბორატორიულ პირობებში ატმოსფერული გაზების რიგი მცირე აირების რადიაციულ-ოპტიკური თვისებების ინტენსიურად შესწავლა. ატმოსფერული ჰაერის კომპონენტების მნიშვნელოვანი რაოდენობის მოლეკულები განადგურებულია მზის ულტრაიისფერი გამოსხივებით (ფოტოლიზის რეაქციებში), მათ შორისაა არა მხოლოდ ზემოთ ნახსენები CFC, არამედ მოლეკულური ჟანგბადი, ოზონი, აზოტის ოქსიდები და მრავალი სხვა. მაშასადამე, თითოეული ფოტოლიზის რეაქციის პარამეტრების შეფასება ისეთივე აუცილებელი და მნიშვნელოვანი იყო ატმოსფერული ქიმიური პროცესების სწორი რეპროდუქციისთვის, როგორც სხვადასხვა მოლეკულებს შორის რეაქციების სიჩქარე.

მესამედ,საჭირო იყო მათემატიკური მოდელების შექმნა, რომლებიც მაქსიმალურად სრულად აღწერდნენ ატმოსფერული ჰაერის კომპონენტების ურთიერთქიმიურ გარდაქმნებს. როგორც უკვე აღვნიშნეთ, კატალიზურ ციკლებში ოზონის განადგურების პროდუქტიულობა განისაზღვრება იმით, თუ რამდენ ხანს რჩება კატალიზატორი (NO, Cl ან სხვა) ატმოსფეროში. ნათელია, რომ ასეთ კატალიზატორს, ზოგადად რომ ვთქვათ, შეუძლია რეაგირება მოახდინოს ატმოსფერული ჰაერის ათეულობით კომპონენტზე, რომელიც სწრაფად იშლება ამ პროცესში და მაშინ სტრატოსფერული ოზონის დაზიანება მოსალოდნელზე გაცილებით ნაკლები იქნება. მეორე მხრივ, როდესაც ატმოსფეროში ყოველ წამში მრავალი ქიმიური ტრანსფორმაცია ხდება, სავსებით სავარაუდოა, რომ გამოვლინდეს სხვა მექანიზმები, რომლებიც პირდაპირ ან ირიბად გავლენას ახდენენ ოზონის წარმოქმნასა და განადგურებაზე. დაბოლოს, ასეთ მოდელებს შეუძლიათ გამოავლინონ და შეაფასონ ინდივიდუალური რეაქციების ან მათი ჯგუფების მნიშვნელობა სხვა გაზების წარმოქმნაში, რომლებიც ქმნიან ატმოსფერულ ჰაერს, ასევე დაუშვას გაზომვისთვის მიუწვდომელი გაზების კონცენტრაციის გამოთვლა.

Და ბოლოსსაჭირო იყო ფართო ქსელის ორგანიზება ჰაერში სხვადასხვა გაზების შემცველობის გასაზომად, მათ შორის აზოტის ნაერთების, ქლორის და ა.შ., სახმელეთო სადგურების გამოყენებით, ამინდის ბუშტებისა და მეტეოროლოგიური რაკეტების გაშვება და ამ მიზნით თვითმფრინავების ფრენები. რა თქმა უნდა, მონაცემთა ბაზის შექმნა ყველაზე ძვირადღირებული ამოცანა იყო, რომლის მოგვარებაც მოკლე დროში ვერ მოხერხდა. თუმცა, მხოლოდ გაზომვებს შეეძლო თეორიული კვლევის ამოსავალი წერტილი, რომელიც ამავე დროს იყო გამოთქმული ჰიპოთეზების ჭეშმარიტების საგამოცდო ქვა.

1970-იანი წლების დასაწყისიდან სამ წელიწადში ერთხელ მაინც გამოქვეყნდა სპეციალური, მუდმივად განახლებული კრებულები, რომლებიც შეიცავს ინფორმაციას ყველა მნიშვნელოვანი ატმოსფერული რეაქციის, მათ შორის ფოტოლიზის რეაქციების შესახებ. უფრო მეტიც, შეცდომა ჰაერის აირისებრ კომპონენტებს შორის რეაქციების პარამეტრების განსაზღვრისას, როგორც წესი, დღეს არის 10-20%.

ამ ათწლეულის მეორე ნახევარი მოწმე იყო ატმოსფეროში ქიმიური გარდაქმნების აღწერის მოდელების სწრაფი განვითარების მოწმე. მათი უმეტესობა შეიქმნა აშშ-ში, მაგრამ ასევე გამოჩნდა ევროპასა და სსრკ-ში. თავდაპირველად ეს იყო ყუთში (ნულგანზომილებიანი), შემდეგ კი ერთგანზომილებიანი მოდელები. პირველმა აწარმოა სხვადასხვა ხარისხის საიმედოობით ძირითადი ატმოსფერული აირების შემცველობა მოცემულ მოცულობაში - ყუთში (აქედან გამომდინარე მათი სახელი) - მათ შორის ქიმიური ურთიერთქმედების შედეგად. ვინაიდან ჰაერის ნარევის მთლიანი მასის კონსერვაცია იყო პოსტულირებული, მისი რომელიმე ფრაქციის ამოღება ყუთიდან, მაგალითად, ქარით, არ იყო გათვალისწინებული. ყუთის მოდელები მოსახერხებელი იყო ინდივიდუალური რეაქციების ან მათი ჯგუფების როლის გასარკვევად ატმოსფერული აირების ქიმიური წარმოქმნისა და განადგურების პროცესებში, ატმოსფერული აირის შემადგენლობის მგრძნობელობის შესაფასებლად რეაქციის სიჩქარის განსაზღვრაში უზუსტობების მიმართ. მათი დახმარებით, მკვლევარებს შეეძლოთ, ატმოსფერული პარამეტრების (კერძოდ, ჰაერის ტემპერატურისა და სიმკვრივის) დაყენებით, რომელიც შეესაბამება საავიაციო ფრენების სიმაღლეს, უხეში მიახლოებით შეაფასონ, თუ როგორ შეიცვლება ატმოსფერული მინარევების კონცენტრაცია ემისიების შედეგად. საჰაერო ხომალდის ძრავებით წვის პროდუქტები. ამავდროულად, ყუთების მოდელები უვარგისი იყო ქლოროფტორნახშირბადის (CFCs) პრობლემის შესასწავლად, რადგან მათ არ შეეძლოთ დედამიწის ზედაპირიდან სტრატოსფეროში მათი გადაადგილების პროცესის აღწერა. აქ გამოგადგებათ ერთგანზომილებიანი მოდელები, რომლებიც გაერთიანდა ატმოსფეროში ქიმიური ურთიერთქმედების დეტალური აღწერილობისა და მინარევების ვერტიკალური მიმართულებით ტრანსპორტირების გათვალისწინებით. და მიუხედავად იმისა, რომ ვერტიკალური გადაცემა აქ საკმაოდ უხეშად იყო დაყენებული, ერთგანზომილებიანი მოდელების გამოყენება შესამჩნევი წინგადადგმული ნაბიჯი იყო, რადგან მათ შესაძლებელი გახადეს როგორმე აღეწერა რეალური მოვლენები.

თუ გადავხედავთ, შეგვიძლია ვთქვათ, რომ ჩვენი თანამედროვე ცოდნა დიდწილად ეფუძნება იმ წლებში ჩატარებულ უხეშ მუშაობას ერთგანზომილებიანი და ყუთიანი მოდელების დახმარებით. ამან შესაძლებელი გახადა ატმოსფეროს აირისებრი შემადგენლობის ფორმირების მექანიზმების დადგენა, ქიმიური წყაროების და ცალკეული აირების ნიჟარების ინტენსივობის შეფასება. ატმოსფერული ქიმიის განვითარების ამ ეტაპის მნიშვნელოვანი მახასიათებელია ის, რომ წარმოშობილი ახალი იდეები გამოცდა მოდელებზე და ფართოდ განიხილეს სპეციალისტებს შორის. მიღებულ შედეგებს ხშირად ადარებდნენ სხვა სამეცნიერო ჯგუფების შეფასებებს, ვინაიდან საველე გაზომვები აშკარად არ იყო საკმარისი და მათი სიზუსტე ძალიან დაბალი იყო. გარდა ამისა, გარკვეული ქიმიური ურთიერთქმედების მოდელირების სისწორის დასადასტურებლად, საჭირო იყო რთული გაზომვების ჩატარება, როდესაც განისაზღვრებოდა ყველა მონაწილე რეაგენტის კონცენტრაცია ერთდროულად, რაც იმ დროს და ახლაც პრაქტიკულად შეუძლებელი იყო. (აქამდე, შატლის აირების კომპლექსის მხოლოდ რამდენიმე გაზომვა განხორციელდა 2-5 დღის განმავლობაში.) ამიტომ, მოდელის კვლევები წინ უსწრებდა ექსპერიმენტულ კვლევებს და თეორია იმდენად არ ხსნიდა საველე დაკვირვებებს, რამდენადაც ხელს უწყობდა ხელს. მათი ოპტიმალური დაგეგმვა. მაგალითად, ნაერთი, როგორიცაა ქლორის ნიტრატი ClONO2, პირველად გამოჩნდა მოდელის კვლევებში და მხოლოდ ამის შემდეგ აღმოაჩინეს ატმოსფეროში. ძნელი იყო არსებული გაზომვების შედარება მოდელის შეფასებებთან, რადგან ერთგანზომილებიან მოდელს არ შეეძლო ჰაერის ჰორიზონტალური მოძრაობების გათვალისწინება, რის გამოც ატმოსფერო ჰორიზონტალურად ჰომოგენური იყო და მიღებული მოდელის შედეგები შეესაბამებოდა გარკვეულ გლობალურ საშუალოს. მისი მდგომარეობა. თუმცა, სინამდვილეში, ჰაერის შემადგენლობა ევროპის ან შეერთებული შტატების ინდუსტრიულ რეგიონებზე ძალიან განსხვავდება მისი შემადგენლობიდან ავსტრალიაში ან წყნარ ოკეანეში. აქედან გამომდინარე, ნებისმიერი ბუნებრივი დაკვირვების შედეგები დიდწილად დამოკიდებულია გაზომვების ადგილსა და დროს და, რა თქმა უნდა, ზუსტად არ შეესაბამება გლობალურ საშუალოს.

მოდელირებაში ამ ხარვეზის აღმოსაფხვრელად, 1980-იან წლებში მკვლევარებმა შექმნეს ორგანზომილებიანი მოდელები, რომლებიც ვერტიკალურ ტრანსპორტთან ერთად ითვალისწინებდნენ საჰაერო ტრანსპორტის მერიდიანის გასწვრივ (გრძედი წრის გასწვრივ, ატმოსფერო ჯერ კიდევ ერთგვაროვანად ითვლებოდა). ასეთი მოდელების შექმნა თავიდან მნიშვნელოვან სირთულეებთან იყო დაკავშირებული.

Პირველ რიგში,გარე მოდელის პარამეტრების რაოდენობა მკვეთრად გაიზარდა: თითოეულ ქსელის კვანძში საჭირო იყო ტრანსპორტის ვერტიკალური და ინტერლატიტუდინური სიჩქარის დაყენება, ჰაერის ტემპერატურა და სიმკვრივე და ა.შ. ბევრი პარამეტრი (პირველ რიგში, ზემოაღნიშნული სიჩქარეები) არ იყო საიმედოდ განსაზღვრული ექსპერიმენტებში და, შესაბამისად, შეირჩა ხარისხობრივი მოსაზრებების საფუძველზე.

Მეორეც,იმდროინდელი კომპიუტერული ტექნოლოგიების მდგომარეობა მნიშვნელოვნად აფერხებდა ორგანზომილებიანი მოდელების სრულ განვითარებას. ეკონომიური ერთგანზომილებიანი და განსაკუთრებით ყუთიანი ორგანზომილებიანი მოდელებისგან განსხვავებით, მათ მნიშვნელოვნად მეტი მეხსიერება და კომპიუტერის დრო სჭირდება. და შედეგად, მათი შემქმნელები იძულებულნი გახდნენ მნიშვნელოვნად გაემარტივებინათ ატმოსფეროში ქიმიური გარდაქმნების აღრიცხვის სქემები. მიუხედავად ამისა, ატმოსფერული კვლევების კომპლექსმა, როგორც სამოდელო, ისე სრულმასშტაბიანი თანამგზავრების გამოყენებით, შესაძლებელი გახადა ატმოსფეროს შემადგენლობის შედარებით ჰარმონიული, თუმცა შორს შორს, სურათის დადგენა, ასევე ძირითადი მიზეზის დადგენა. გავლენას ახდენს ურთიერთობებზე, რომლებიც იწვევენ ცვლილებებს ჰაერის ცალკეული კომპონენტების შემცველობაში. კერძოდ, მრავალრიცხოვანმა კვლევებმა აჩვენა, რომ თვითმფრინავების ფრენები ტროპოსფეროში რაიმე მნიშვნელოვან ზიანს არ აყენებს ტროპოსფეროს ოზონს, მაგრამ მათი აწევა სტრატოსფეროში, როგორც ჩანს, უარყოფით შედეგებს იწვევს ოზონოსფეროზე. ექსპერტების უმეტესობის მოსაზრება CFC-ების როლზე თითქმის ერთსულოვანი იყო: როულენდის და მოლინის ჰიპოთეზა დადასტურებულია და ეს ნივთიერებები ნამდვილად უწყობს ხელს სტრატოსფერული ოზონის განადგურებას და მათი სამრეწველო წარმოების რეგულარული ზრდა დროის ბომბია, ვინაიდან CFC-ების დაშლა არ ხდება მაშინვე, არამედ ათეულობით და ასობით წლის შემდეგ, ამიტომ დაბინძურების ეფექტი ატმოსფეროზე ძალიან დიდი ხნის განმავლობაში იმოქმედებს. უფრო მეტიც, თუ დიდი ხნის განმავლობაში ინახება, ქლორფტორნახშირბადს შეუძლია მიაღწიოს ატმოსფეროს ნებისმიერ, ყველაზე შორეულ წერტილს და, შესაბამისად, ეს საფრთხეს წარმოადგენს გლობალური მასშტაბით. კოორდინირებული პოლიტიკური გადაწყვეტილებების დრო დადგა.

1985 წელს ვენაში 44 ქვეყნის მონაწილეობით შემუშავდა და მიღებულ იქნა ოზონის შრის დაცვის კონვენცია, რამაც სტიმული მისცა მის ყოვლისმომცველ შესწავლას. თუმცა, კითხვა, რა უნდა გაეკეთებინა CFC-ებთან, ჯერ კიდევ ღია იყო. შეუძლებელი იყო საქმის კურსში მიცემა „ის თავისთავად მოგვარდება“ პრინციპით, მაგრამ ასევე შეუძლებელი იყო ამ ნივთიერებების წარმოების აკრძალვა ღამით, ეკონომიკის უზარმაზარი ზიანის გარეშე. როგორც ჩანს, არსებობს მარტივი გამოსავალი: თქვენ უნდა შეცვალოთ CFC-ები სხვა ნივთიერებებით, რომლებსაც შეუძლიათ იგივე ფუნქციების შესრულება (მაგალითად, სამაცივრო განყოფილებებში) და ამავე დროს უვნებელი ან მინიმუმ ნაკლებად საშიში ოზონისთვის. მაგრამ მარტივი გადაწყვეტილებების განხორციელება ხშირად ძალიან რთულია. არა მხოლოდ ასეთი ნივთიერებების შექმნა და მათი წარმოების ჩამოყალიბება მოითხოვდა უზარმაზარ ინვესტიციებს და დროს, საჭირო იყო კრიტერიუმები ატმოსფეროზე და კლიმატზე რომელიმე მათგანის გავლენის შესაფასებლად.

თეორეტიკოსები კვლავ ყურადღების ცენტრში არიან. ლივერმორის ნაციონალური ლაბორატორიის დ. ვებბლსმა შემოგვთავაზა ამ მიზნით ოზონის დამშლელი პოტენციალის გამოყენება, რამაც აჩვენა, რამდენად ძლიერია (ან სუსტი) შემცვლელი ნივთიერების მოლეკულა, ვიდრე CFCl3 (ფრეონი-11) მოლეკულა გავლენას ახდენს ატმოსფერულ ოზონზე. იმ დროს ასევე კარგად იყო ცნობილი, რომ ზედაპირული ჰაერის ფენის ტემპერატურა მნიშვნელოვნად არის დამოკიდებული გარკვეული აირისებური მინარევების კონცენტრაციაზე (მათ ეძახდნენ სათბურის გაზებს), პირველ რიგში ნახშირორჟანგს CO2, წყლის ორთქლს H2O, ოზონს და ა.შ. შედის ამ კატეგორიაში და ბევრი მათი პოტენციური შემცვლელი. გაზომვებმა აჩვენა, რომ ინდუსტრიული რევოლუციის დროს, ზედაპირული ჰაერის ფენის საშუალო წლიური გლობალური ტემპერატურა გაიზარდა და აგრძელებს ზრდას, რაც მიუთითებს დედამიწის კლიმატის მნიშვნელოვან და არა ყოველთვის სასურველ ცვლილებებზე. ამ სიტუაციის კონტროლის მიზნით, ნივთიერების ოზონის დამშლელი პოტენციალის პარალელურად, მათ დაიწყეს მისი გლობალური დათბობის პოტენციალის განხილვაც. ეს ინდექსი მიუთითებს იმაზე, თუ რამდენად ძლიერი ან სუსტია შესწავლილი ნაერთი გავლენას ახდენს ჰაერის ტემპერატურაზე, ვიდრე იგივე რაოდენობის ნახშირორჟანგი. შესრულებულმა გამოთვლებმა აჩვენა, რომ CFC-ებს და ალტერნატივებს ჰქონდათ გლობალური დათბობის ძალიან მაღალი პოტენციალი, მაგრამ იმის გამო, რომ მათი კონცენტრაცია ატმოსფეროში გაცილებით დაბალი იყო CO2, H2O ან O3-ის კონცენტრაციებზე, მათი საერთო წვლილი გლობალურ დათბობაში უმნიშვნელო დარჩა. Აქამდე…

ქლორფტორნახშირბადის ოზონის დაშლისა და გლობალური დათბობის პოტენციალის და მათი შესაძლო შემცვლელების გამოთვლილი მნიშვნელობების ცხრილები საფუძვლად დაედო საერთაშორისო გადაწყვეტილებებს მრავალი CFC-ის წარმოებისა და გამოყენების შემცირების და შემდგომში აკრძალვის შესახებ (მონრეალის პროტოკოლი 1987 და მისი შემდგომი დამატებები). შესაძლოა, მონრეალში შეკრებილი ექსპერტები ასე ერთსულოვანი არ იქნებოდნენ (ბოლოს და ბოლოს, პროტოკოლის სტატიები ეფუძნებოდა თეორეტიკოსების „ფიქრებს“, რომლებიც არ იყო დადასტურებული ბუნებრივი ექსპერიმენტებით), მაგრამ სხვა დაინტერესებულმა „ადამიანმა“ ისაუბრა ამ დოკუმენტის ხელმოწერაზე - თავად ატმოსფერო.

მესიჯი ბრიტანელი მეცნიერების მიერ 1985 წლის ბოლოს ანტარქტიდაზე "ოზონის ხვრელის" აღმოჩენის შესახებ, ჟურნალისტების მონაწილეობის გარეშე, წლის სენსაციად იქცა და მსოფლიო საზოგადოების რეაქცია ამ გზავნილზე ყველაზე კარგად შეიძლება იყოს აღწერილი. ერთი მოკლე სიტყვით - შოკი. ერთია, როცა ოზონის შრის განადგურების საფრთხე არსებობს მხოლოდ გრძელვადიან პერსპექტივაში, მეორეა, როცა ყველა შესრულებული საქმის წინაშე ვდგებით. ამისთვის მზად არ იყვნენ არც ქალაქელები, არც პოლიტიკოსები და არც სპეციალისტ-თეორეტიკოსები.

სწრაფად გაირკვა, რომ არცერთ იმდროინდელ მოდელს არ შეეძლო ოზონის ასეთი მნიშვნელოვანი შემცირების რეპროდუცირება. ეს ნიშნავს, რომ ზოგიერთი მნიშვნელოვანი ბუნებრივი ფენომენი ან არ იქნა გათვალისწინებული ან არ იყო შეფასებული. მალე ანტარქტიდის ფენომენის შესწავლის პროგრამის ფარგლებში ჩატარებულმა საველე კვლევებმა დაადგინა, რომ "ოზონის ხვრელის" ფორმირებაში, ჩვეულებრივ (გაზის ფაზაში) ატმოსფერულ რეაქციებთან ერთად, მნიშვნელოვან როლს თამაშობს ატმოსფერული თვისებები. საჰაერო ტრანსპორტი ანტარქტიდის სტრატოსფეროში (ზამთარში მისი თითქმის სრული იზოლაცია ატმოსფეროს დანარჩენი ნაწილისგან), ისევე როგორც იმ დროს ნაკლებად შესწავლილი ჰეტეროგენული რეაქციები (რეაქცია ატმოსფერული აეროზოლების ზედაპირზე - მტვრის ნაწილაკები, ჭვარტლი, ყინულის ფანტელები, წყლის წვეთები. და ა.შ.). მხოლოდ ზემოაღნიშნული ფაქტორების გათვალისწინებით შესაძლებელი გახდა მოდელის შედეგებსა და დაკვირვების მონაცემებს შორის დამაკმაყოფილებელი შეთანხმების მიღწევა. ხოლო ანტარქტიდის „ოზონის ხვრელის“ სწავლებამ სერიოზულად იმოქმედა ატმოსფერული ქიმიის შემდგომ განვითარებაზე.

პირველ რიგში, მკვეთრი იმპულსი მიეცა ჰეტეროგენული პროცესების დეტალურ შესწავლას, რომლებიც განსხვავდებიან კანონებისგან, რომლებიც განსაზღვრავენ გაზის ფაზის პროცესებს. მეორეც, ნათელია, რომ რთულ სისტემაში, რომელიც არის ატმოსფერო, მისი ელემენტების ქცევა დამოკიდებულია შიდა კავშირების მთელ კომპლექსზე. სხვა სიტყვებით რომ ვთქვათ, ატმოსფეროში აირების შემცველობა განისაზღვრება არა მხოლოდ ქიმიური პროცესების ინტენსივობით, არამედ ჰაერის ტემპერატურით, ჰაერის მასების გადაცემით, ატმოსფეროს სხვადასხვა ნაწილის აეროზოლური დაბინძურების მახასიათებლებით და ა.შ. თავის მხრივ. რადიაციული გათბობა და გაგრილება, რომლებიც ქმნიან სტრატოსფერული ჰაერის ტემპერატურულ ველს, დამოკიდებულია სათბურის გაზების კონცენტრაციაზე და სივრცით განაწილებაზე და, შესაბამისად, ატმოსფერულ დინამიურ პროცესებზე. და ბოლოს, დედამიწის სხვადასხვა სარტყლების და ატმოსფეროს ნაწილების არაერთგვაროვანი რადიაციული გათბობა წარმოქმნის ატმოსფერულ ჰაერის მოძრაობას და აკონტროლებს მათ ინტენსივობას. ამრიგად, მოდელებში რაიმე გამოხმაურების გათვალისწინება შეიძლება აღიჭურვოს მიღებულ შედეგებში დიდი შეცდომებით (თუმცა, ჩვენ ავღნიშნავთ, რომ მოდელის გადაჭარბებული გართულება გადაუდებელი აუცილებლობის გარეშე ისეთივე შეუსაბამოა, როგორც ქვემეხების სროლა ფრინველების ცნობილი წარმომადგენლების მიმართ. ).

თუ ჰაერის ტემპერატურასა და მის გაზის შემადგენლობას შორის ურთიერთობა გათვალისწინებული იყო ორგანზომილებიან მოდელებში ჯერ კიდევ 80-იან წლებში, მაშინ ატმოსფეროს ზოგადი ცირკულაციის სამგანზომილებიანი მოდელების გამოყენება შესაძლებელი გახდა ატმოსფერული მინარევების განაწილების აღსაწერად. კომპიუტერული ბუმი მხოლოდ 90-იან წლებში. პირველი ასეთი ზოგადი ცირკულაციის მოდელები გამოიყენეს ქიმიურად პასიური ნივთიერებების - ტრასერების სივრცითი განაწილების აღსაწერად. მოგვიანებით, კომპიუტერის არასაკმარისი მეხსიერების გამო, ქიმიური პროცესები დადგინდა მხოლოდ ერთი პარამეტრით - ატმოსფეროში მინარევის ყოფნის დრო, და მხოლოდ შედარებით ცოტა ხნის წინ, ქიმიური გარდაქმნების ბლოკები სამგანზომილებიანი მოდელების სრულფასოვან ნაწილებად იქცა. მიუხედავად იმისა, რომ 3D-ში ატმოსფერული ქიმიური პროცესების დეტალურად წარმოდგენის სირთულეები კვლავ რჩება, დღეს ისინი გადაულახავი აღარ ჩანს და საუკეთესო 3D მოდელები მოიცავს ასობით ქიმიურ რეაქციას, ჰაერის რეალურ კლიმატურ ტრანსპორტთან ერთად გლობალურ ატმოსფეროში.

ამავდროულად, თანამედროვე მოდელების ფართო გამოყენება საერთოდ არ აყენებს ეჭვს ზემოთ ნახსენები უფრო მარტივი მოდელების სარგებლიანობაზე. ცნობილია, რომ რაც უფრო რთულია მოდელი, მით უფრო რთულია „სიგნალის“ გამოყოფა „მოდელის ხმაურისგან“, მიღებული შედეგების ანალიზი, ძირითადი მიზეზ-შედეგობრივი მექანიზმების იდენტიფიცირება, გარკვეული ფენომენების გავლენის შეფასება. საბოლოო შედეგზე (და, შესაბამისად, მოდელში მათი გათვალისწინების მიზანშეწონილობაზე). და აქ, უფრო მარტივი მოდელები ემსახურება იდეალურ საცდელ ადგილს, ისინი საშუალებას გაძლევთ მიიღოთ წინასწარი შეფასებები, რომლებიც მოგვიანებით გამოიყენება სამგანზომილებიან მოდელებში, შეისწავლოთ ახალი ბუნებრივი მოვლენები, სანამ ისინი უფრო რთულში მოხვდებიან და ა.შ.

სწრაფმა მეცნიერულმა და ტექნოლოგიურმა პროგრესმა დასაბამი მისცა კვლევის რამდენიმე სხვა სფეროს, რომლებიც ასე თუ ისე დაკავშირებულია ატმოსფერულ ქიმიასთან.

ატმოსფეროს სატელიტური მონიტორინგი.როდესაც შეიქმნა მონაცემთა ბაზის რეგულარული შევსება თანამგზავრებიდან, ატმოსფეროს ყველაზე მნიშვნელოვანი კომპონენტების უმეტესობისთვის, რომელიც მოიცავს თითქმის მთელ დედამიწას, საჭირო გახდა მათი დამუშავების მეთოდების გაუმჯობესება. აქ ხდება მონაცემთა გაფილტვრა (სიგნალის და გაზომვის შეცდომების გამოყოფა) და მინარევების კონცენტრაციის ვერტიკალური პროფილების აღდგენა მათი მთლიანი შემცველობიდან ატმოსფერულ სვეტში და მონაცემთა ინტერპოლაცია იმ ადგილებში, სადაც პირდაპირი გაზომვები შეუძლებელია ტექნიკური მიზეზების გამო. გარდა ამისა, სატელიტური მონიტორინგს ავსებს საჰაერო ხომალდები, რომლებიც დაგეგმილია სხვადასხვა პრობლემის გადასაჭრელად, მაგალითად, ტროპიკულ წყნარ ოკეანეში, ჩრდილო ატლანტიკაში და თუნდაც არქტიკულ ზაფხულის სტრატოსფეროში.

თანამედროვე კვლევის მნიშვნელოვანი ნაწილია ამ მონაცემთა ბაზების ასიმილაცია (ასიმილაცია) სხვადასხვა სირთულის მოდელებში. ამ შემთხვევაში, პარამეტრები შეირჩევა წერტილებში (რეგიონებში) მინარევების შემცველობის გაზომილი და მოდელის მნიშვნელობების უახლოესი სიახლოვის მდგომარეობიდან. ამრიგად, მოწმდება მოდელების ხარისხი, ასევე გაზომილი მნიშვნელობების ექსტრაპოლაცია რეგიონებისა და გაზომვების პერიოდების მიღმა.

ხანმოკლე ატმოსფერული მინარევების კონცენტრაციების შეფასება. ატმოსფერულ რადიკალებს, რომლებიც თამაშობენ მთავარ როლს ატმოსფერულ ქიმიაში, როგორიცაა ჰიდროქსილ OH, პერჰიდროქსილ HO2, აზოტის ოქსიდი NO, ატომური ჟანგბადი აღგზნებულ მდგომარეობაში O (1D) და ა.შ., აქვთ ყველაზე მაღალი ქიმიური რეაქტიულობა და, შესაბამისად, ძალიან მცირე ( რამდენიმე წამი ან წუთი ) "სიცოცხლის ხანგრძლივობა" ატმოსფეროში. ამიტომ, ასეთი რადიკალების გაზომვა უკიდურესად რთულია და ჰაერში მათი შემცველობის რეკონსტრუქცია ხშირად ხორციელდება ამ რადიკალების ქიმიური წყაროების და ნიჟარების მოდელის კოეფიციენტების გამოყენებით. დიდი ხნის განმავლობაში, წყაროების და ნიჟარების ინტენსივობა გამოითვლებოდა მოდელის მონაცემებით. შესაბამისი გაზომვების მოსვლასთან ერთად შესაძლებელი გახდა მათ საფუძველზე რადიკალების კონცენტრაციების რეკონსტრუქცია, მოდელების გაუმჯობესება და ატმოსფეროს აირისებრი შემადგენლობის შესახებ ინფორმაციის გაფართოება.

ატმოსფეროს გაზის შემადგენლობის რეკონსტრუქცია პრეინდუსტრიულ პერიოდში და დედამიწის ადრეულ ეპოქებში.ანტარქტიდისა და გრენლანდიის ყინულის ბირთვებში გაზომვების წყალობით, რომელთა ასაკი ასობით ათას წლამდე მერყეობს, ცნობილი გახდა ნახშირორჟანგის, აზოტის ოქსიდის, მეთანის, ნახშირბადის მონოქსიდის კონცენტრაცია, ისევე როგორც იმდროინდელი ტემპერატურა. იმ ეპოქებში ატმოსფეროს მდგომარეობის მოდელის რეკონსტრუქცია და მისი შედარება ახლანდელთან შესაძლებელს ხდის დედამიწის ატმოსფეროს ევოლუციის მიკვლევას და ბუნებრივ გარემოზე ადამიანის ზემოქმედების ხარისხის შეფასებას.

ჰაერის ყველაზე მნიშვნელოვანი კომპონენტების წყაროების ინტენსივობის შეფასება.ზედაპირული ჰაერის გაზების შემცველობის სისტემატური გაზომვები, როგორიცაა მეთანი, ნახშირბადის მონოქსიდი, აზოტის ოქსიდები, საფუძველი გახდა შებრუნებული პრობლემის გადასაჭრელად: მიწისქვეშა წყაროებიდან აირების ატმოსფეროში გამონაბოლქვის ოდენობის შეფასება მათი ცნობილი კონცენტრაციების მიხედვით. . სამწუხაროდ, მხოლოდ გლობალური არეულობის დამნაშავეების - CFC-ების ინვენტარიზაცია შედარებით მარტივი ამოცანაა, რადგან თითქმის ყველა ამ ნივთიერებას არ გააჩნია ბუნებრივი წყაროები და მათი მთლიანი რაოდენობა ატმოსფეროში შემოიფარგლება მათი წარმოების მოცულობით. დანარჩენ გაზებს აქვთ ჰეტეროგენული და შესადარებელი ენერგიის წყაროები. მაგალითად, მეთანის წყაროა დატბორილი ადგილები, ჭაობები, ნავთობის ჭაბურღილები, ქვანახშირის მაღაროები; ეს ნაერთი გამოიყოფა ტერმიტების კოლონიების მიერ და არის პირუტყვის ნარჩენი პროდუქტიც კი. ნახშირბადის მონოქსიდი ატმოსფეროში შედის გამონაბოლქვი აირების სახით, საწვავის წვის შედეგად, ასევე მეთანისა და მრავალი ორგანული ნაერთის დაჟანგვის დროს. ძნელია ამ გაზების ემისიების პირდაპირ გაზომვა, მაგრამ შემუშავებულია ტექნიკა დამაბინძურებლების გაზების გლობალური წყაროების შესაფასებლად, რომლის შეცდომა მნიშვნელოვნად შემცირდა ბოლო წლებში, თუმცა ის კვლავ დიდია.

დედამიწის ატმოსფეროსა და კლიმატის შემადგენლობის ცვლილებების პროგნოზირებატენდენციების გათვალისწინებით - ატმოსფერული აირების შემცველობის ტენდენციები, მათი წყაროების შეფასება, დედამიწის მოსახლეობის ზრდის ტემპი, ყველა სახის ენერგიის წარმოების ზრდის ტემპი და ა.შ. - ექსპერტთა სპეციალური ჯგუფები ქმნიან და მუდმივად არეგულირებენ სცენარებს სავარაუდო ატმოსფერული დაბინძურება მომდევნო 10, 30, 100 წლის განმავლობაში. მათზე დაყრდნობით, მოდელების დახმარებით, პროგნოზირებულია გაზის შემადგენლობის, ტემპერატურისა და ატმოსფერული ცირკულაციის შესაძლო ცვლილებები. ამრიგად, შესაძლებელია ატმოსფეროს მდგომარეობის არასახარბიელო ტენდენციების წინასწარ გამოვლენა და მათი აღმოფხვრის მცდელობა. 1985 წლის ანტარქტიდის შოკი არ უნდა განმეორდეს.

ატმოსფეროს სათბურის ეფექტის ფენომენი

ბოლო წლებში ცხადი გახდა, რომ ანალოგია ჩვეულებრივ სათბურსა და ატმოსფეროს სათბურის ეფექტს შორის მთლად სწორი არ არის. გასული საუკუნის ბოლოს, ცნობილმა ამერიკელმა ფიზიკოსმა ვუდმა, სათბურის ლაბორატორიულ მოდელში ჩვეულებრივი მინა კვარცით შეცვალა და სათბურის ფუნქციონირებაში ცვლილებები არ აღმოაჩინა, აჩვენა, რომ საქმე არ იყო თერმული გამოსხივების შეფერხება. ნიადაგის მინის საშუალებით, რომელიც გადასცემს მზის გამოსხივებას, შუშის როლი ამ შემთხვევაში მდგომარეობს მხოლოდ ნიადაგის ზედაპირსა და ატმოსფეროს შორის ტურბულენტური სითბოს გაცვლის „გაწყვეტაში“.

ატმოსფეროს სათბურის (სათბურის) ეფექტი არის მისი თვისება, გაუშვას მზის რადიაცია, მაგრამ შეაფერხოს ხმელეთის რადიაცია, რაც ხელს უწყობს დედამიწის მიერ სითბოს დაგროვებას. დედამიწის ატმოსფერო შედარებით კარგად გადასცემს მზის მოკლე ტალღის გამოსხივებას, რომელიც თითქმის მთლიანად შეიწოვება დედამიწის ზედაპირით. მზის რადიაციის შთანთქმის გამო თბება, დედამიწის ზედაპირი ხდება ხმელეთის, ძირითადად გრძელტალღოვანი გამოსხივების წყარო, რომელთა ნაწილი გადადის კოსმოსში.

CO2-ის კონცენტრაციის გაზრდის ეფექტი

მეცნიერ-მკვლევარები აგრძელებენ კამათს სათბურის გაზების ე.წ. ამ მხრივ ყველაზე დიდ ინტერესს წარმოადგენს ნახშირორჟანგის (CO2) კონცენტრაციის გაზრდის ეფექტი ატმოსფეროს სათბურის ეფექტზე. გამოთქმულია მოსაზრება, რომ ცნობილი სქემა: „ნახშირორჟანგის კონცენტრაციის ზრდა აძლიერებს სათბურის ეფექტს, რაც იწვევს გლობალური კლიმატის დათბობას“ უკიდურესად გამარტივებულია და ძალიან შორს არის რეალობისგან, რადგან ყველაზე მნიშვნელოვანი „სათბური. გაზი” საერთოდ არ არის CO2, არამედ წყლის ორთქლი. ამავდროულად, დათქმა, რომ ატმოსფეროში წყლის ორთქლის კონცენტრაცია განისაზღვრება მხოლოდ თავად კლიმატური სისტემის პარამეტრებით, დღეს აღარ არის მყარად, რადგან დამაჯერებლად დადასტურდა ანთროპოგენური გავლენა გლობალურ წყლის ციკლზე.

როგორც სამეცნიერო ჰიპოთეზები, ჩვენ აღვნიშნავთ მომავალი სათბურის ეფექტის შემდეგ შედეგებს. Პირველ რიგში,ყველაზე გავრცელებული შეფასებით, 21-ე საუკუნის ბოლოსათვის ატმოსფერული CO2-ის შემცველობა გაორმაგდება, რაც აუცილებლად გამოიწვევს გლობალური ზედაპირის საშუალო ტემპერატურის ზრდას 3-5 o C-ით. ამავე დროს, დათბობა ხდება. მოსალოდნელია უფრო მშრალ ზაფხულში ჩრდილოეთ ნახევარსფეროს ზომიერ განედებში.

Მეორეც,ვარაუდობენ, რომ გლობალური ზედაპირის საშუალო ტემპერატურის ასეთი ზრდა გამოიწვევს მსოფლიო ოკეანის დონის მატებას 20 - 165 სანტიმეტრით წყლის თერმული გაფართოების გამო. რაც შეეხება ანტარქტიდის ყინულის ფურცელს, მისი განადგურება გარდაუვალი არ არის, რადგან დნობისთვის უფრო მაღალი ტემპერატურაა საჭირო. ნებისმიერ შემთხვევაში, ანტარქტიდის ყინულის დნობის პროცესს ძალიან დიდი დრო დასჭირდება.

მესამედ,ატმოსფერულ CO2-ის კონცენტრაციას შეუძლია ძალიან სასარგებლო გავლენა მოახდინოს მოსავლის მოსავლიანობაზე. ჩატარებული ექსპერიმენტების შედეგები საშუალებას გვაძლევს ვივარაუდოთ, რომ ჰაერში CO2-ის შემცველობის პროგრესული ზრდის პირობებში ბუნებრივი და კულტივირებული მცენარეულობა ოპტიმალურ მდგომარეობას მიაღწევს; გაიზრდება მცენარის ფოთლის ზედაპირი, გაიზრდება ფოთლების მშრალი ნივთიერების ხვედრითი წონა, გაიზრდება ნაყოფის საშუალო ზომა და თესლის რაოდენობა, დაჩქარდება მარცვლეულის დამწიფება და გაიზრდება მათი მოსავლიანობა.

მეოთხე,მაღალ განედებზე, ბუნებრივი ტყეები, განსაკუთრებით ბორეალური ტყეები, შეიძლება იყოს ძალიან მგრძნობიარე ტემპერატურის ცვლილებების მიმართ. დათბობამ შეიძლება გამოიწვიოს ბორეალური ტყეების ფართობის მკვეთრი შემცირება, ისევე როგორც მათი საზღვრის ჩრდილოეთით გადაადგილება, ტროპიკებისა და სუბტროპიკების ტყეები, სავარაუდოდ, უფრო მგრძნობიარე იქნება ნალექების ცვლილებების მიმართ, ვიდრე ტემპერატურის მიმართ.

მზის სინათლის ენერგია აღწევს ატმოსფეროში, შეიწოვება დედამიწის ზედაპირით და ათბობს მას. ამ შემთხვევაში სინათლის ენერგია გარდაიქმნება სითბურ ენერგიად, რომელიც გამოიყოფა ინფრაწითელი ან თერმული გამოსხივების სახით. დედამიწის ზედაპირიდან არეკლილი ეს ინფრაწითელი გამოსხივება შეიწოვება ნახშირორჟანგით, ხოლო ის თავად თბება და ატმოსფეროს ათბობს. ეს ნიშნავს, რომ რაც უფრო მეტი ნახშირორჟანგია ატმოსფეროში, მით უფრო მეტად იპყრობს ის პლანეტის კლიმატს. იგივე ხდება სათბურებში, რის გამოც ამ მოვლენას სათბურის ეფექტი ეწოდება.

თუ ეგრეთ წოდებული სათბურის გაზები მიმდინარე ტემპით განაგრძობენ ნაკადს, მაშინ მომდევნო საუკუნეში დედამიწის საშუალო ტემპერატურა 4-5 o C-ით გაიზრდება, რამაც შეიძლება პლანეტის გლობალური დათბობა გამოიწვიოს.

დასკვნა

ბუნებისადმი დამოკიდებულების შეცვლა საერთოდ არ ნიშნავს იმას, რომ ტექნოლოგიურ პროგრესს უნდა მიატოვო. მისი შეჩერება პრობლემას არ გადაჭრის, მაგრამ მხოლოდ მისი გადაწყვეტის გადადება შეუძლია. ჩვენ დაჟინებით და მოთმინებით უნდა ვისწრაფოდეთ ემისიების შესამცირებლად ახალი გარემოსდაცვითი ტექნოლოგიების დანერგვით, ნედლეულის დაზოგვის, ენერგიის მოხმარების და გაშენებული ნარგავების რაოდენობის გაზრდის, ეკოლოგიური მსოფლმხედველობის საგანმანათლებლო საქმიანობის მოსახლეობაში.

მაგალითად, შეერთებულ შტატებში, სინთეზური რეზინის წარმოების ერთ-ერთი საწარმო მდებარეობს საცხოვრებელი უბნების გვერდით და ეს არ იწვევს მოსახლეობის პროტესტს, რადგან მოქმედებს ეკოლოგიურად სუფთა ტექნოლოგიური სქემები, რომლებიც წარსულში, ძველი ტექნოლოგიები, არ იყო სუფთა.

ეს ნიშნავს, რომ საჭიროა ტექნოლოგიების მკაცრი შერჩევა, რომლებიც აკმაყოფილებენ ყველაზე მკაცრ კრიტერიუმებს, თანამედროვე პერსპექტიული ტექნოლოგიები შესაძლებელს გახდის მიაღწიოს გარემოსდაცვითი კეთილგანწყობის მაღალ დონეს წარმოებაში ყველა ინდუსტრიაში და ტრანსპორტში, ასევე გაზარდოს დარგული რაოდენობა. მწვანე სივრცეები ინდუსტრიულ ზონებსა და ქალაქებში.

ბოლო წლებში ექსპერიმენტმა ატმოსფერული ქიმიის განვითარებაში წამყვანი ადგილი დაიკავა და თეორიის ადგილი ისეთივეა, როგორც კლასიკურ, პატივცემულ მეცნიერებებში. მაგრამ ჯერ კიდევ არის სფეროები, სადაც თეორიული კვლევა რჩება პრიორიტეტად: მაგალითად, მხოლოდ მოდელის ექსპერიმენტებს შეუძლიათ ატმოსფეროს შემადგენლობის ცვლილებების პროგნოზირება ან მონრეალის პროტოკოლით განხორციელებული შემზღუდავი ზომების ეფექტურობის შეფასება. მნიშვნელოვანი, მაგრამ კერძო პრობლემის გადაწყვეტიდან დაწყებული, დღეს ატმოსფერული ქიმია შესაბამის დისციპლინებთან თანამშრომლობით მოიცავს გარემოს შესწავლისა და დაცვის პრობლემათა მთელ კომპლექსს. შეიძლება ითქვას, რომ ატმოსფერული ქიმიის ჩამოყალიბების პირველმა წლებმა ჩაიარა დევიზით: "ნუ დააგვიანებ!" სასტარტო ნაკადი დასრულდა, სირბილი გრძელდება.

II. გაანაწილეთ მახასიათებლები უჯრედის ორგანოიდების მიხედვით (ორგანოიდის სახელწოდების წინ დადეთ ორგანოიდის მახასიათებლების შესაბამისი ასოები). (26 ქულა)

II. საგანმანათლებლო და მეთოდოლოგიური რეკომენდაციები ყველა არაფილოსოფიური სპეციალობის სრულ განაკვეთზე სტუდენტებისთვის 1 გვერდი

საცხოვრებლის მიწა-ჰაერული გარემოს თავისებურებები.მიწა-ჰაერის გარემოში საკმარისი შუქი და ჰაერია. მაგრამ ტენიანობა და ჰაერის ტემპერატურა ძალიან მრავალფეროვანია. ჭაობიან ადგილებში ჭარბი ტენიანობაა, სტეპებში გაცილებით ნაკლებია. ასევე შეინიშნება ტემპერატურის ყოველდღიური და სეზონური რყევები.

ორგანიზმების ადაპტაცია სიცოცხლესთან სხვადასხვა ტემპერატურისა და ტენიანობის პირობებში. დედამიწა-ჰაერის გარემოში ორგანიზმების ადაპტაციის დიდი რაოდენობა დაკავშირებულია ტემპერატურასა და ტენიანობასთან. სტეპის ცხოველები (მორიელები, ტარანტულა და კარაკურტის ობობები, მიწის ციყვი, თაგვები, ვოლელები) სიცხისგან იმალებიან ბურუსში. მცენარეები დაცულია მზის ცხელი სხივებისგან, ფოთლებიდან წყლის გაზრდილი აორთქლებით. ცხოველებში ეს ადაპტაცია არის ოფლის გამოყოფა.

ცივი ამინდის დადგომასთან ერთად, ფრინველები მიფრინავენ თბილ კლიმატებში, რათა გაზაფხულზე ისევ დაბრუნდნენ იმ ადგილას, სადაც დაიბადნენ და სადაც გააჩენენ. უკრაინის სამხრეთ რეგიონებში ან ყირიმში სახმელეთო ჰაერის მახასიათებელია ტენიანობის არასაკმარისი რაოდენობა.

გაეცანით ლეღვს. 151 მცენარეებით, რომლებიც ადაპტირდნენ მსგავს პირობებთან.

ორგანიზმების ადაპტაცია მოძრაობასთან მიწა-ჰაერის გარემოში.მიწისზედა ჰაერის გარემოს მრავალი ცხოველისთვის მნიშვნელოვანია დედამიწის ზედაპირის გასწვრივ ან ჰაერში გადაადგილება. ამისათვის მათ აქვთ გარკვეული ადაპტაცია და მათ კიდურებს განსხვავებული სტრუქტურა აქვთ. ზოგი შეეგუა სირბილს (მგელი, ცხენი), სხვები ხტუნვას (კენგურუ, ჯერბოა, კალია), სხვები ფრენას (ფრინველები, ღამურები, მწერები) (სურ. 152). გველებს, გველგესლას კიდურები არ აქვთ. ისინი მოძრაობენ სხეულის მოღუნვით.

გაცილებით ნაკლები ორგანიზმი შეეგუა მთებში ცხოვრებას, რადგან მცენარეებისთვის ნიადაგი, ტენიანობა და ჰაერი ცოტაა და ცხოველებს უჭირთ გადაადგილება. მაგრამ ზოგიერთ ცხოველს, როგორიცაა მთის თხის მუფლონი (სურ. 154), შეუძლია თითქმის ვერტიკალურად გადაადგილება მაღლა და ქვევით, თუ არის თუნდაც უმნიშვნელო დარღვევები. ამიტომ მათ შეუძლიათ მთებში მაღლა ცხოვრება. მასალა საიტიდან

ორგანიზმების ადაპტაცია განათების სხვადასხვა პირობებში.მცენარეების ერთ-ერთი ადაპტაცია სხვადასხვა განათებაზე არის ფოთლების მიმართულება სინათლისკენ. ჩრდილში ფოთლები განლაგებულია ჰორიზონტალურად: ამ გზით ისინი უფრო მეტ სინათლის სხივებს იღებენ. ადრე გაზაფხულზე ვითარდება და ყვავის სინათლის მოყვარული თოვლს და რიასტს. ამ პერიოდის განმავლობაში მათ აქვთ საკმარისი შუქი, რადგან ტყეში ხეებზე ფოთლები ჯერ არ გამოჩენილა.

ცხოველების ადაპტაცია მიწა-ჰაერის ჰაბიტატის მითითებულ ფაქტორთან - თვალების სტრუქტურასა და ზომაზე. ამ გარემოს ცხოველთა უმეტესობაში მხედველობის ორგანოები კარგად არის განვითარებული. მაგალითად, ქორი ფრენის სიმაღლიდან ხედავს თაგვს, რომელიც მინდორზე გადის.

მრავალი საუკუნის განმავლობაში, სახმელეთო-ჰაერული გარემოს ორგანიზმები ადაპტირდნენ მისი ფაქტორების გავლენას.

ვერ იპოვეთ რასაც ეძებდით? გამოიყენეთ ძებნა

ამ გვერდზე, მასალა თემებზე:

მოხსენება ცოცხალი ორგანიზმის ჰაბიტატის თემაზე მე-6 კლასი
თოვლიანი ბუს ადაპტირება გარემოსთან
ტერმინები თემაზე საჰაერო გარემო
ანგარიში ხმელეთის ჰაერის ჰაბიტატის შესახებ
მტაცებელი ფრინველების ადაპტაცია მათ გარემოსთან

ახალი სახეორგანიზმების ადაპტაცია საცხოვრებლად მიწა-ჰაერის გარემოში ცოცხალი ორგანიზმები მიწა-ჰაერი გარემოჰაერით გარშემორტყმული. ჰაერს აქვს დაბალი სიმკვრივე და, შედეგად, დაბალი ამწევი ძალა, უმნიშვნელო მხარდაჭერა და დაბალი წინააღმდეგობა ორგანიზმების მოძრაობის მიმართ. ხმელეთის ორგანიზმები ცხოვრობენ შედარებით დაბალი და მუდმივი ატმოსფერული წნევის პირობებში, ასევე ჰაერის დაბალი სიმკვრივის გამო.

ჰაერს აქვს დაბალი სითბოს ტევადობა, ამიტომ ის სწრაფად თბება და ისევე სწრაფად გაცივდება. ამ პროცესის სიჩქარე საპირისპიროდ არის დაკავშირებული მასში არსებული წყლის ორთქლის რაოდენობასთან.

მსუბუქი ჰაერის მასებს აქვთ უფრო დიდი მობილურობა, როგორც ჰორიზონტალურად, ასევე ვერტიკალურად. ეს ხელს უწყობს ჰაერის გაზის შემადგენლობის მუდმივი დონის შენარჩუნებას. ჰაერში ჟანგბადის შემცველობა გაცილებით მაღალია, ვიდრე წყალში, ამიტომ ხმელეთზე ჟანგბადი არ არის შემზღუდველი ფაქტორი.

სინათლე ხმელეთის საცხოვრებლის პირობებში, ატმოსფეროს მაღალი გამჭვირვალობის გამო, არ მოქმედებს როგორც შემზღუდველი ფაქტორი, განსხვავებით წყლის გარემოსგან.

მიწა-ჰაერის გარემოს აქვს ტენიანობის სხვადასხვა რეჟიმი: ტროპიკების ზოგიერთ რაიონში ჰაერის წყლის ორთქლით სრული და მუდმივი გაჯერებიდან დაწყებული უდაბნოების მშრალ ჰაერში მათი თითქმის სრული არარსებობით. ასევე დიდია ჰაერის ტენიანობის ცვალებადობა დღისა და წლის სეზონის განმავლობაში.

ტენიანობა მიწაზე მოქმედებს როგორც შემზღუდველი ფაქტორი.

გრავიტაციის არსებობისა და ბუასუს არარსებობის გამო, მიწის ხმელეთის მცხოვრებლებს აქვთ კარგად განვითარებული დამხმარე სისტემები, რომლებიც მხარს უჭერენ მათ სხეულს. მცენარეებში ეს არის სხვადასხვა მექანიკური ქსოვილები, განსაკუთრებით ძლიერად განვითარებული ხეებში. ევოლუციის პროცესში ცხოველებს განუვითარდათ როგორც გარეგანი (ფეხსახსრიანი) ასევე შიდა (აკორდის) ჩონჩხი. ცხოველთა ზოგიერთ ჯგუფს აქვს ჰიდროჩონჩხი (მრგვალი ჭიები და ანელიდები). ხმელეთის ორგანიზმებში არსებულმა პრობლემებმა სხეულის სივრცეში შენარჩუნებასთან და მიზიდულობის ძალების დაძლევასთან დაკავშირებით შეზღუდა მათი მაქსიმალური მასა და ზომა. ყველაზე დიდი ხმელეთის ცხოველები ზომითა და მასით ჩამოუვარდებიან წყლის გარემოს გიგანტებს (სპილოს მასა 5 ტონას აღწევს, ხოლო ლურჯი ვეშაპის - 150 ტონას).

ჰაერის დაბალმა წინააღმდეგობამ ხელი შეუწყო ხმელეთის ცხოველების მოძრაობის სისტემების პროგრესულ ევოლუციას. ასე რომ, ძუძუმწოვრებმა მიიღეს ხმელეთზე გადაადგილების ყველაზე მაღალი სიჩქარე და ფრინველებმა აითვისეს ჰაერის გარემო, განვითარებული ფრენის უნარი.

ჰაერის მაღალი მობილურობა ვერტიკალური და ჰორიზონტალური მიმართულებით გამოიყენება ზოგიერთი ხმელეთის ორგანიზმების მიერ მათი განვითარების სხვადასხვა სტადიაზე ჰაერის ნაკადების (ახალგაზრდა ობობები, მწერები, სპორები, თესლი, მცენარის ნაყოფი, პროტისტის ცისტები) დასამკვიდრებლად. წყლის პლანქტონური ორგანიზმების ანალოგიით, როგორც ჰაერში პასიური აფრენის ადაპტაცია, მწერებმა განავითარეს მსგავსი ადაპტაციები - სხეულის მცირე ზომები, სხვადასხვა გამონაზარდები, რომლებიც ზრდის სხეულის შედარებით ზედაპირს ან მის ზოგიერთ ნაწილს. ქარის მიერ გაფანტულ თესლსა და ნაყოფს აქვს სხვადასხვა პტერიგოიდური და პარაგაიატის დანამატები, რომლებიც ზრდის მათ დაგეგმვის უნარს.

ასევე მრავალფეროვანია ხმელეთის ორგანიზმების ადაპტაცია ტენიანობის შესანარჩუნებლად. მწერებში ორგანიზმს გამოშრობისგან საიმედოდ იცავს მრავალშრიანი ქიტინიზებული კუტიკულა, რომლის გარეთა შრე შეიცავს ცხიმებს და ცვილის მსგავს ნივთიერებებს. წყლის დაზოგვის მსგავსი ადაპტაციები ასევე განვითარებულია ქვეწარმავლებში. ხმელეთის ცხოველებში განვითარებული შინაგანი განაყოფიერების უნარი მათ დამოუკიდებელ ხდიდა წყლის გარემოს არსებობისგან.

ნიადაგიარის რთული სისტემა, რომელიც შედგება მყარი ნაწილაკებისგან, რომლებიც გარშემორტყმულია ჰაერით და წყლით.

ტიპის მიხედვით - თიხიანი, ქვიშიანი, თიხიან-ქვიშიანიდა სხვა - ნიადაგი მეტ-ნაკლებად გაჟღენთილია გაზებისა და წყალხსნარების ნარევით სავსე ღრუებით. ნიადაგში, ჰაერის ზედაპირულ ფენასთან შედარებით, ტემპერატურის რყევები გლუვდება, ხოლო 1 მ სიღრმეზე სეზონური ტემპერატურის ცვლილებებიც შეუმჩნეველია.

ნიადაგის ზედა ჰორიზონტი მეტ-ნაკლებად შეიცავს ნეშომპალა,რომელზედაც დამოკიდებულია მცენარის პროდუქტიულობა. მის ქვეშ მდებარე შუა ფენა შეიცავს ზედა ფენიდან გარეცხილს და გარდაქმნილი ნივთიერებები.ქვედა ფენა არის დედა ჯიშის.

ნიადაგში წყალი არის სიცარიელეებში, ყველაზე პატარა სივრცეებში. ნიადაგის ჰაერის შემადგენლობა მკვეთრად იცვლება სიღრმესთან ერთად: ჟანგბადის შემცველობა მცირდება და ნახშირორჟანგი იზრდება. როდესაც ნიადაგი დატბორილია წყლით ან ორგანული ნარჩენების ინტენსიური გახრწნისას, ჩნდება ანოქსიური ზონები. ამრიგად, ნიადაგში არსებობის პირობები განსხვავებულია მის სხვადასხვა ჰორიზონტზე.

ევოლუციის პროცესში ეს გარემო წყალზე უფრო გვიან აითვისა. მისი თავისებურება მდგომარეობს იმაში, რომ ის აირისებრია, ამიტომ ხასიათდება დაბალი ტენიანობით, სიმკვრივით და წნევით, ჟანგბადის მაღალი შემცველობით.

ევოლუციის პროცესში ცოცხალ ორგანიზმებს განუვითარდათ აუცილებელი ანატომიური, მორფოლოგიური, ფიზიოლოგიური, ქცევითი და სხვა ადაპტაციები.

მიწა-ჰაერის გარემოში მყოფი ცხოველები მოძრაობენ ნიადაგში ან ჰაერში (ფრინველები, მწერები), მცენარეები კი ფესვებს იღებენ ნიადაგში. ამასთან დაკავშირებით ცხოველებს განუვითარდათ ფილტვები და ტრაქეები, მცენარეებს კი სტომატოლოგიური აპარატი, ე.ი.

ორგანოები, რომლებითაც პლანეტის ხმელეთის მცხოვრებნი შთანთქავენ ჟანგბადს პირდაპირ ჰაერიდან. ძლიერი განვითარება მიიღეს ჩონჩხის ორგანოებმა, რომლებიც უზრუნველყოფენ ხმელეთზე მოძრაობის ავტონომიას და მხარს უჭერენ სხეულს მთელი მისი ორგანოებით საშუალო დაბალი სიმკვრივის პირობებში, წყალზე ათასობით ჯერ ნაკლები.

გარემო ფაქტორები ხმელეთსა და ჰაერში სხვა ჰაბიტატებისაგან განსხვავდება სინათლის მაღალი ინტენსივობით, ჰაერის ტემპერატურისა და ტენიანობის მნიშვნელოვანი რყევებით, ყველა ფაქტორის გეოგრაფიულ მდებარეობასთან შეფარდებით, წელიწადის სეზონებისა და დღის დროით.

მათი ზემოქმედება ორგანიზმებზე განუყოფლად არის დაკავშირებული ჰაერის მოძრაობასთან და ზღვებსა და ოკეანეებთან მიმართებაში არსებულ მდგომარეობასთან და ძალიან განსხვავდება წყლის გარემოზე ზემოქმედებისგან (ცხრილი 1).

ცხრილი 5

ჰაერისა და წყლის ორგანიზმების ცხოვრების პირობები

(დ.ფ. მორდუხაი-ბოლტოვსკის მიხედვით, 1974 წ.)

ჰაერის გარემო

წყლის გარემო

ტენიანობა	ძალიან მნიშვნელოვანი (ხშირად დეფიციტი)	არ აქვს (ყოველთვის ჭარბი)
სიმკვრივე	მცირე (გარდა ნიადაგისა)	ჰაერის მაცხოვრებლებისთვის მის როლთან შედარებით დიდია
წნევა	თითქმის არ აქვს	დიდი (შეიძლება მიაღწიოს 1000 ატმოსფეროს)
ტემპერატურა	მნიშვნელოვანი (რყევა ძალიან ფართო საზღვრებში - -80-დან + 100 ° С-მდე და მეტი)	ჰაერის მაცხოვრებლებისთვის მნიშვნელობაზე ნაკლები (რყევა ბევრად ნაკლები, ჩვეულებრივ -2-დან + 40 ° C-მდე)
ჟანგბადი	მცირე (ძირითადად ჭარბი)	აუცილებელი (ხშირად დეფიციტი)
შეჩერებული მყარი	უმნიშვნელო; არ გამოიყენება საკვებად (ძირითადად მინერალური)	მნიშვნელოვანია (კვების წყარო, განსაკუთრებით ორგანული ნივთიერებები)
ხსნარი გარემოში	გარკვეულწილად (რელევანტურია მხოლოდ ნიადაგის ხსნარებში)	მნიშვნელოვანია (საჭიროა გარკვეული რაოდენობით)

მიწის ცხოველებმა და მცენარეებმა შეიმუშავეს საკუთარი, არანაკლებ ორიგინალური ადაპტაცია არახელსაყრელი გარემო ფაქტორების მიმართ: სხეულისა და მისი მთლიანობის რთული სტრუქტურა, სიცოცხლის ციკლების სიხშირე და რიტმი, თერმორეგულაციის მექანიზმები და ა.შ.

განვითარდა ცხოველების მიზანმიმართული მობილურობა საკვების საძიებლად, გაჩნდა ქარის სპორები, მცენარეების თესლი და მტვერი, ასევე მცენარეები და ცხოველები, რომელთა სიცოცხლე მთლიანად ჰაერთან არის დაკავშირებული. ჩამოყალიბდა ნიადაგთან განსაკუთრებული მჭიდრო ფუნქციონალური, რესურსული და მექანიკური ურთიერთობა.

ბევრი ადაპტაცია, რომელიც ზემოთ განვიხილეთ, როგორც მაგალითები აბიოტიკური გარემო ფაქტორების დახასიათებაში.

ამიტომ, ახლა გამეორებას აზრი არ აქვს, რადგან მათ პრაქტიკულ სავარჯიშოებში დავუბრუნდებით

ნიადაგი, როგორც ჰაბიტატი

დედამიწა ერთადერთი პლანეტაა, რომელსაც აქვს ნიადაგი (ედასფერო, პედოსფერო) - მიწის განსაკუთრებული, ზედა გარსი.

ეს ჭურვი ჩამოყალიბდა ისტორიულად თვალსაჩინო დროში - ის იმავე ასაკისაა, როგორც ხმელეთის სიცოცხლე პლანეტაზე. პირველად ნიადაგის წარმოშობის კითხვას უპასუხა მ.ვ. ლომონოსოვი ("დედამიწის ფენებზე"): "... ნიადაგი წარმოიშვა ცხოველთა და მცენარეთა სხეულების მოხრილისაგან... დროის ხანგრძლივობით...".

და დიდი რუსი მეცნიერი შენ. შენ. დოკუჩაევმა (1899: 16) პირველმა უწოდა ნიადაგს დამოუკიდებელი ბუნებრივი სხეული და დაამტკიცა, რომ ნიადაგი არის "... იგივე დამოუკიდებელი ბუნებრივ-ისტორიული სხეული, როგორც ნებისმიერი მცენარე, ნებისმიერი ცხოველი, ნებისმიერი მინერალი... ეს არის შედეგი, მოცემული ტერიტორიის კლიმატის, მისი მცენარეული და ცხოველური ორგანიზმების კუმულაციური, ურთიერთმოქმედების ფუნქცია, ქვეყნის რელიეფი და ასაკი..., ბოლოს, წიაღის, ე.ი.

დაფქული მშობელი ქანები. ... ყველა ეს ნიადაგწარმომქმნელი აგენტი, არსებითად, სიდიდით სრულიად ექვივალენტურია და თანაბარ მონაწილეობას იღებს ნორმალური ნიადაგის ფორმირებაში...“.

და თანამედროვე ცნობილი ნიადაგმცოდნე ნ.ა.

კაჩინსკი ("ნიადაგი, მისი თვისებები და სიცოცხლე", 1975) იძლევა ნიადაგის შემდეგ განმარტებას: "ნიადაგის ქვეშ უნდა იყოს გაგებული ქანების ყველა ზედაპირული ფენა, დამუშავებული და შეცვლილი კლიმატის ერთობლივი გავლენით (შუქი, სითბო, ჰაერი, წყალი), მცენარეული და ცხოველური ორგანიზმები“.

ნიადაგის ძირითადი სტრუქტურული ელემენტებია: მინერალური ფუძე, ორგანული ნივთიერებები, ჰაერი და წყალი.

მინერალური ბაზა (ჩონჩხი)(მთლიანი ნიადაგის 50-60%) წარმოადგენს არაორგანულ ნივთიერებას, რომელიც წარმოიქმნება მის ქვეშ მყოფი მთის (მშობელი, მშობელი) კლდის შედეგად მისი ამინდობის შედეგად.

ჩონჩხის ნაწილაკების ზომები: ლოდებიდან და ქვებიდან დაწყებული ქვიშისა და სილის ნაწილაკებამდე. ნიადაგის ფიზიკურ-ქიმიურ თვისებებს ძირითადად ძირითადი ქანების შემადგენლობა განაპირობებს.

ნიადაგის გამტარიანობა და ფორიანობა, რომელიც უზრუნველყოფს როგორც წყლის, ასევე ჰაერის მიმოქცევას, დამოკიდებულია ნიადაგში თიხისა და ქვიშის თანაფარდობაზე, ფრაგმენტების ზომაზე.

ზომიერი კლიმატის პირობებში იდეალურია, თუ ნიადაგი წარმოიქმნება თიხისა და ქვიშის თანაბარი რაოდენობით, ე.ი. წარმოადგენს თიხნარს.

ამ შემთხვევაში ნიადაგებს არ ემუქრება არც წყალდიდობა და არც გამოშრობა. ორივე ერთნაირად საზიანოა როგორც მცენარეებისთვის, ასევე ცხოველებისთვის.

ორგანული ნივთიერებები- ნიადაგის 10%-მდე, წარმოიქმნება მკვდარი ბიომასისგან (მცენარის მასა - ფოთლების, ტოტებისა და ფესვების ნაგავი, მკვდარი ტოტები, ბალახის ბალახი, მკვდარი ცხოველების ორგანიზმები), დაქუცმაცებული და გადამუშავებული ნიადაგის ჰუმუსში მიკროორგანიზმების და გარკვეული ჯგუფების მიერ. ცხოველები და მცენარეები.

ორგანული ნივთიერებების დაშლის შედეგად წარმოქმნილი უფრო მარტივი ელემენტები კვლავ ითვისება მცენარეების მიერ და ერთვება ბიოლოგიურ ციკლში.

Საჰაერო(15-25%) ნიადაგში შეიცავს ღრუებში - ფორებს, ორგანულ და მინერალურ ნაწილაკებს შორის. არარსებობის შემთხვევაში (მძიმე თიხის ნიადაგები) ან ფორების წყლით სავსე (დატბორვის, მუდმივი ყინვის დნობის დროს) ნიადაგში აერაცია უარესდება და ვითარდება ანაერობული პირობები.

ასეთ პირობებში ჟანგბადის მომხმარებელ ორგანიზმთა - აერობების ფიზიოლოგიური პროცესები ინჰიბირებულია, ორგანული ნივთიერებების დაშლა ნელია. თანდათან გროვდება, ისინი ქმნიან ტორფს. ტორფის დიდი მარაგი დამახასიათებელია ჭაობებისთვის, ჭაობიანი ტყეებისთვის და ტუნდრას თემებისთვის. ტორფის დაგროვება განსაკუთრებით გამოხატულია ჩრდილოეთ რაიონებში, სადაც ნიადაგების სიცივე და წყალდიდობა ურთიერთგანსაზღვრავს და ავსებს ერთმანეთს.

წყალი(25-30%) ნიადაგში წარმოდგენილია 4 ტიპით: გრავიტაციული, ჰიგიროსკოპული (შეკრული), კაპილარული და ორთქლოვანი.

გრავიტაცია- მოძრავი წყალი, რომელიც იკავებს ფართო უფსკრული ნიადაგის ნაწილაკებს შორის, საკუთარი წონის ქვეშ ჩაედინება მიწისქვეშა წყლების დონემდე.

ადვილად შეიწოვება მცენარეებით.

ჰიგიროსკოპიული, ან შეკრული– შეიწოვება ნიადაგის კოლოიდური ნაწილაკების (თიხა, კვარცი) ირგვლივ და წყალბადის ბმების გამო ინარჩუნებს თხელი ფირის სახით. მათგან გამოიყოფა მაღალ ტემპერატურაზე (102-105°C). ის მიუწვდომელია მცენარეებისთვის, არ აორთქლდება. თიხნარ ნიადაგებში ასეთი წყალი 15%-მდეა, ქვიშიან ნიადაგებში - 5%.

კაპილარული- ინარჩუნებს ნიადაგის ნაწილაკებს ზედაპირული დაძაბულობის ძალით.

ვიწრო ფორებისა და არხების - კაპილარების მეშვეობით ის ამოდის მიწისქვეშა წყლების დონიდან ან შორდება ღრუებიდან გრავიტაციული წყლით. უკეთესად ინარჩუნებს თიხის ნიადაგებს, ადვილად აორთქლდება.

მცენარეები ადვილად ითვისებენ მას.

ორთქლი- იკავებს წყლისგან თავისუფალ ყველა ფორას. ჯერ ორთქლდება.

ხდება ზედაპირული ნიადაგისა და მიწისქვეშა წყლების მუდმივი გაცვლა, როგორც ბუნებაში წყლის ზოგადი ციკლის რგოლი, იცვლება სიჩქარე და მიმართულება სეზონისა და ამინდის პირობების მიხედვით.

Დაკავშირებული ინფორმაცია:

საიტის ძებნა:

ატმოსფეროს გაზის შემადგენლობაასევე მნიშვნელოვანი კლიმატური ფაქტორია.

დაახლოებით 3-3,5 მილიარდი წლის წინ ატმოსფერო შეიცავდა აზოტს, ამიაკს, წყალბადს, მეთანს და წყლის ორთქლს და მასში თავისუფალი ჟანგბადი არ იყო. ატმოსფეროს შემადგენლობა დიდწილად განისაზღვრა ვულკანური გაზებით.

სწორედ ხმელეთის გარემოში, ორგანიზმში ოქსიდაციური პროცესების მაღალი ეფექტურობის საფუძველზე, წარმოიშვა ცხოველური ჰომოიოთერმია. ჟანგბადი, ჰაერში მუდმივად მაღალი შემცველობის გამო, არ არის ხმელეთის გარემოში სიცოცხლის შეზღუდვის ფაქტორი. მხოლოდ ადგილებზე, კონკრეტულ პირობებში, იქმნება დროებითი დეფიციტი, მაგალითად, დამპალი მცენარის ნარჩენების დაგროვება, მარცვლეულის მარაგი, ფქვილი და ა.შ.

მაგალითად, დიდი ქალაქების ცენტრში ქარის არარსებობის შემთხვევაში, მისი კონცენტრაცია ათჯერ იზრდება. ზედაპირულ ფენებში ნახშირორჟანგის შემცველობის რეგულარული ყოველდღიური ცვლილებები, რაც დაკავშირებულია მცენარეთა ფოტოსინთეზის რიტმთან და სეზონურად, ცოცხალი ორგანიზმების, ძირითადად, ნიადაგების მიკროსკოპული პოპულაციის სუნთქვის ინტენსივობის ცვლილების გამო. გაზრდილი ჰაერის გაჯერება ნახშირორჟანგით ხდება ვულკანური აქტივობის ზონებში, თერმული წყაროებთან და ამ გაზის სხვა მიწისქვეშა გასასვლელებთან.

ჰაერის დაბალი სიმკვრივეგანსაზღვრავს მის დაბალ ამწევ ძალას და უმნიშვნელო ტარების სიმძლავრეს.

ჰაერის მაცხოვრებლებს უნდა ჰქონდეთ საკუთარი დამხმარე სისტემა, რომელიც მხარს უჭერს სხეულს: მცენარეები - სხვადასხვა მექანიკური ქსოვილები, ცხოველები - მყარი ან, უფრო იშვიათად, ჰიდროსტატიკური ჩონჩხი.

ქარი

ქარიშხლები

წნევა

ჰაერის დაბალი სიმკვრივე იწვევს ხმელეთზე შედარებით დაბალ წნევას. ჩვეულებრივ, ის უდრის 760 მმ Hg-ს, ხელოვნება. სიმაღლის მატებასთან ერთად წნევა მცირდება. 5800 მ სიმაღლეზე ეს მხოლოდ ნახევრად ნორმალურია. დაბალმა წნევამ შესაძლოა შეზღუდოს სახეობების გავრცელება მთებში. ხერხემლიანთა უმეტესობისთვის სიცოცხლის ზედა ზღვარი არის დაახლოებით 6000 მ. წნევის დაქვეითება იწვევს ჟანგბადის მიწოდების შემცირებას და ცხოველების გაუწყლოებას სუნთქვის სიხშირის გაზრდის გამო.

დაახლოებით იგივეა უმაღლესი მცენარეების მთებზე წინსვლის საზღვრები. რამდენადმე უფრო გამძლეა ფეხსახსრიანები (ზამბარა, ტკიპები, ობობები), რომლებიც გვხვდება მცენარეულობის საზღვრებს ზემოთ მყინვარებზე.

ზოგადად, ყველა ხმელეთის ორგანიზმი ბევრად უფრო სტენობატურია, ვიდრე წყლის.

სახმელეთო-ჰაბიტატი

ევოლუციის პროცესში ეს გარემო წყალზე უფრო გვიან აითვისა. გარემო ფაქტორები ხმელეთსა და ჰაერში სხვა ჰაბიტატებისაგან განსხვავდება სინათლის მაღალი ინტენსივობით, ჰაერის ტემპერატურისა და ტენიანობის მნიშვნელოვანი რყევებით, ყველა ფაქტორის გეოგრაფიულ მდებარეობასთან შეფარდებით, წელიწადის სეზონებისა და დღის დროით.

გარემო აირისებრია, ამიტომ ხასიათდება დაბალი ტენიანობით, სიმკვრივით და წნევით, ჟანგბადის მაღალი შემცველობით.

სინათლის, ტემპერატურის, ტენიანობის აბიოტიკური გარემო ფაქტორების დახასიათება - იხილეთ წინა ლექცია.

ატმოსფეროს გაზის შემადგენლობაასევე მნიშვნელოვანი კლიმატური ფაქტორია. დაახლოებით 3-3,5 მილიარდი წლის წინ ატმოსფერო შეიცავდა აზოტს, ამიაკს, წყალბადს, მეთანს და წყლის ორთქლს და მასში თავისუფალი ჟანგბადი არ იყო. ატმოსფეროს შემადგენლობა დიდწილად განისაზღვრა ვულკანური გაზებით.

ამჟამად ატმოსფერო ძირითადად შედგება აზოტის, ჟანგბადის და შედარებით მცირე რაოდენობით არგონისა და ნახშირორჟანგისგან.

ატმოსფეროში არსებული ყველა სხვა აირი შეიცავს მხოლოდ კვალი რაოდენობით. ბიოტასთვის განსაკუთრებული მნიშვნელობა აქვს ჟანგბადის და ნახშირორჟანგის შედარებით შემცველობას.

მხოლოდ ადგილებზე, კონკრეტულ პირობებში, იქმნება დროებითი დეფიციტი, მაგალითად, დამპალი მცენარის ნარჩენების დაგროვება, მარცვლეულის მარაგი, ფქვილი და ა.შ.

ნახშირორჟანგის შემცველობა შეიძლება განსხვავდებოდეს ჰაერის ზედაპირული ფენის გარკვეულ ადგილებში საკმაოდ მნიშვნელოვან დიაპაზონში. მაგალითად, დიდი ქალაქების ცენტრში ქარის არარსებობის შემთხვევაში, მისი კონცენტრაცია ათჯერ იზრდება. ნახშირორჟანგის შემცველობის რეგულარული ყოველდღიური ცვლილებები ზედაპირულ ფენებში, რაც დაკავშირებულია მცენარეთა ფოტოსინთეზის რიტმთან და სეზონური, ცოცხალი ორგანიზმების, ძირითადად, ნიადაგების მიკროსკოპული პოპულაციის სუნთქვის ინტენსივობის ცვლილების გამო.

გაზრდილი ჰაერის გაჯერება ნახშირორჟანგით ხდება ვულკანური აქტივობის ზონებში, თერმული წყაროებთან და ამ გაზის სხვა მიწისქვეშა გასასვლელებთან. ნახშირორჟანგის დაბალი შემცველობა აფერხებს ფოტოსინთეზის პროცესს.

შიდა პირობებში ფოტოსინთეზის სიჩქარე შეიძლება გაიზარდოს ნახშირორჟანგის კონცენტრაციის გაზრდით; იგი გამოიყენება სასათბურე და სასათბურე მეურნეობის პრაქტიკაში.

ჰაერის აზოტი ხმელეთის გარემოს მცხოვრებთა უმეტესობისთვის არის ინერტული აირი, მაგრამ რიგ მიკროორგანიზმებს (კვანძოვანი ბაქტერიები, აზოტობაქტერიები, კლოსტრიდიები, ლურჯ-მწვანე წყალმცენარეები და ა.შ.) აქვთ მისი შებოჭვის და ბიოლოგიურ ციკლში ჩართვის უნარი.

ჰაერში შემავალი ადგილობრივი მინარევები ასევე შეიძლება მნიშვნელოვნად იმოქმედოს ცოცხალ ორგანიზმებზე.

ეს განსაკუთრებით ეხება ტოქსიკურ აირისებრ ნივთიერებებს - მეთანს, გოგირდის ოქსიდს (IV), ნახშირბადის მონოქსიდს (II), აზოტის ოქსიდს (IV), წყალბადის სულფიდს, ქლორის ნაერთებს, აგრეთვე მტვრის, ჭვარტლის ნაწილაკებს და ა.შ., რომლებიც აბინძურებენ ჰაერს. ინდუსტრიულ ადგილებში. ატმოსფეროს ქიმიური და ფიზიკური დაბინძურების ძირითადი თანამედროვე წყარო ანთროპოგენურია: სხვადასხვა სამრეწველო საწარმოებისა და ტრანსპორტის მუშაობა, ნიადაგის ეროზია და ა.შ.

ნ. გოგირდის ოქსიდი (SO2), მაგალითად, ტოქსიკურია მცენარეებისთვის ჰაერის მოცულობის ერთი ორმოცდაათათასიდან მემილიონედი კონცენტრაციითაც კი.. ზოგიერთი მცენარის სახეობა განსაკუთრებით მგრძნობიარეა SO2-ის მიმართ და მისი დაგროვების მგრძნობიარე ინდიკატორია. ჰაერში (მაგალითად, ლიქენები.

ჰაერის დაბალი სიმკვრივეგანსაზღვრავს მის დაბალ ამწევ ძალას და უმნიშვნელო ტარების სიმძლავრეს. ჰაერის მაცხოვრებლებს უნდა ჰქონდეთ საკუთარი დამხმარე სისტემა, რომელიც მხარს უჭერს სხეულს: მცენარეები - სხვადასხვა მექანიკური ქსოვილები, ცხოველები - მყარი ან, უფრო იშვიათად, ჰიდროსტატიკური ჩონჩხი.

გარდა ამისა, ჰაერის გარემოს ყველა მკვიდრი მჭიდროდ არის დაკავშირებული დედამიწის ზედაპირთან, რომელიც ემსახურება მათ მიმაგრებასა და მხარდაჭერას. ჰაერში შეჩერებულ მდგომარეობაში ცხოვრება შეუძლებელია. მართალია, ბევრი მიკროორგანიზმი და ცხოველი, სპორები, თესლი და მცენარეების მტვერი რეგულარულად არის ჰაერში და გადატანილია ჰაერის დინებით (ანემოქორია), ბევრ ცხოველს შეუძლია აქტიური ფრენა, მაგრამ ყველა ამ სახეობაში მათი სასიცოცხლო ციკლის მთავარი ფუნქციაა. არის გამრავლება.- ხორციელდება დედამიწის ზედაპირზე.

მათი უმრავლესობისთვის ჰაერში ყოფნა დაკავშირებულია მხოლოდ განსახლებასთან ან მტაცებლის ძიებასთან.

ქარიმას აქვს შემზღუდველი ეფექტი ორგანიზმების აქტივობაზე და თანაბარ განაწილებაზე. ქარს შეუძლია მცენარეების გარეგნობაც კი შეცვალოს, განსაკუთრებით ისეთ ჰაბიტატებში, როგორიცაა ალპური ზონები, სადაც სხვა ფაქტორები ზღუდავს. ღია მთის ჰაბიტატებში ქარი ზღუდავს მცენარის ზრდას, რის გამოც მცენარეები ქარისკენ იხრება.

გარდა ამისა, ქარი ზრდის აორთქლებას დაბალი ტენიანობის პირობებში. დიდი მნიშვნელობა აქვს ქარიშხლებითუმცა მათი მოქმედება წმინდა ლოკალურია. ქარიშხლებს, ისევე როგორც ჩვეულებრივ ქარებს, შეუძლიათ ცხოველებისა და მცენარეების გადატანა დიდ დისტანციებზე და ამით შეცვალონ თემების შემადგენლობა.

წნევაროგორც ჩანს, არ არის პირდაპირი მოქმედების შემზღუდველი ფაქტორი, მაგრამ ის პირდაპირ კავშირშია ამინდთან და კლიმატთან, რომლებსაც აქვთ პირდაპირი შემზღუდველი ეფექტი.

დაბალმა წნევამ შესაძლოა შეზღუდოს სახეობების გავრცელება მთებში.

ხერხემლიანთა უმეტესობისთვის სიცოცხლის ზედა ზღვარი არის დაახლოებით 6000 მ. წნევის დაქვეითება იწვევს ჟანგბადის მიწოდების შემცირებას და ცხოველების გაუწყლოებას სუნთქვის სიხშირის გაზრდის გამო. დაახლოებით იგივეა უმაღლესი მცენარეების მთებზე წინსვლის საზღვრები. რამდენადმე უფრო გამძლეა ფეხსახსრიანები (ზამბარა, ტკიპები, ობობები), რომლებიც გვხვდება მცენარეულობის საზღვრებს ზემოთ მყინვარებზე.

ხმელეთ-ჰაერის ჰაბიტატი მთელი ევოლუციის მანძილზე შეისწავლეს გაცილებით გვიან, ვიდრე წყლის. მისი გამორჩეული თვისება ის არის, რომ არის აირისებრი, შესაბამისად, შემადგენლობაში ჭარბობს მნიშვნელოვანი ჟანგბადის შემცველობა, ასევე დაბალი წნევა, ტენიანობა და სიმკვრივე.

ასეთი ევოლუციური პროცესის დიდი ხნის განმავლობაში, ფლორასა და ფაუნას სჭირდებოდა გარკვეული ქცევის და ფიზიოლოგიის, ანატომიური და სხვა ადაპტაციების ჩამოყალიბება, მათ შეძლეს მოერგებინათ გარემომცველი სამყაროს ცვლილებებთან.

დამახასიათებელი

გარემო ხასიათდება:

ჰაერში ტემპერატურისა და ტენიანობის დონის მუდმივი ცვლილება;
დღისა და სეზონების გავლა;
სინათლის დიდი ინტენსივობა;
ტერიტორიული მდებარეობის ფაქტორების დამოკიდებულება.

თავისებურებები

გარემოს თავისებურება ის არის, რომ მცენარეებს შეუძლიათ მიწაში ფესვის გაღება, ხოლო ცხოველებს შეუძლიათ გადაადგილება ჰაერისა და ნიადაგის სივრცეში. ყველა მცენარეს აქვს სტომატოლოგიური აპარატი, რომლის დახმარებით მსოფლიოს მიწის ორგანიზმებს შეუძლიათ ჟანგბადის მიღება პირდაპირ ჰაერიდან. ჰაერის დაბალმა ტენიანობამ და მასში ჟანგბადის უპირატესმა არსებობამ განაპირობა ცხოველებში სასუნთქი ორგანოების - ტრაქეისა და ფილტვების გამოჩენა. კარგად განვითარებული ჩონჩხის სტრუქტურა საშუალებას აძლევს დამოუკიდებელ მოძრაობას ადგილზე და უზრუნველყოფს სხეულისა და ორგანოების ძლიერ მხარდაჭერას, გარემოს დაბალი სიმკვრივის გათვალისწინებით.

ცხოველები

ცხოველთა სახეობების ძირითადი ნაწილი ცხოვრობს მიწა-ჰაერულ გარემოში: ფრინველები, ცხოველები, ქვეწარმავლები და მწერები.

ადაპტაცია და ფიტნესი (მაგალითები)

ცოცხალმა ორგანიზმებმა შეიმუშავეს გარკვეული ადაპტაცია გარემომცველი სამყაროს ნეგატიურ ფაქტორებთან: ადაპტაცია ტემპერატურისა და კლიმატის ცვლილებებთან, სხეულის სპეციალური სტრუქტურა, თერმორეგულაცია, აგრეთვე სიცოცხლის ციკლების ცვლილება და დინამიკა. მაგალითად, ზოგიერთი მცენარე სიცივისა და გვალვის პერიოდში ნორმალური მდგომარეობის შესანარჩუნებლად ცვლის ყლორტებს და ფესვთა სისტემას. ბოსტნეულის ფესვებში - ჭარხალი და სტაფილო, ყვავილების ფოთლებში - ალოე, ტიტებისა და პრასის ბოლქვში ინახება საკვები ნივთიერებები და ტენიანობა.

ზაფხულში და ზამთარში სხეულის ტემპერატურის უცვლელად შესანარჩუნებლად ცხოველებმა შეიმუშავეს გარე სამყაროსთან სითბოს გაცვლისა და თერმორეგულაციის სპეციალური სისტემა. მცენარეებმა განავითარეს მტვერი და ქარის მიერ გადატანილი თესლი გამრავლებისთვის. ეს მცენარეები ცალსახად განლაგებულია მტვრის თვისებების გასაუმჯობესებლად, რაც იწვევს ეფექტურ დამტვერვას. ცხოველებმა მოიპოვეს მიზანმიმართული მობილურობა საკვების მისაღებად. ჩამოყალიბდა აბსოლუტური მექანიკური, ფუნქციური და რესურსული კავშირი დედამიწასთან.

გარემოს მაცხოვრებლებისთვის შეზღუდული ფაქტორი წყლის წყაროების ნაკლებობაა.
ცოცხალ ორგანიზმებს შეუძლიათ შეცვალონ სხეულის ფორმა ჰაერში დაბალი სიმკვრივის გამო. მაგალითად, ჩონჩხის სექციების ფორმირება მნიშვნელოვანია ცხოველებისთვის, ხოლო ფრინველებს სჭირდებათ გლუვი ფრთის ფორმა და სხეულის სტრუქტურა.
მცენარეებს სჭირდებათ მოქნილი შემაერთებელი ქსოვილები, ასევე დამახასიათებელი გვირგვინის ფორმისა და ყვავილების არსებობა.
ფრინველები და ძუძუმწოვრები თბილსისხლიანობის ფუნქციის შეძენას ევალებათ ჰაერის თვისებების - თბოგამტარობის, სითბოს სიმძლავრის არსებობას.

დასკვნები

სახმელეთო ჰაერის ჰაბიტატი უჩვეულოა გარემო ფაქტორების თვალსაზრისით. მასში ცხოველებისა და მცენარეების დარჩენა შესაძლებელია მათში მრავალი ადაპტაციის გაჩენისა და ჩამოყალიბების გამო. ყველა მკვიდრი განუყოფელია დედამიწის ზედაპირისგან დამაგრებისა და სტაბილური საყრდენისთვის. ამ მხრივ ნიადაგი განუყოფელია წყლისა და ხმელეთის გარემოსგან, რომელიც დიდ როლს ასრულებს ცხოველთა და მცენარეთა სამყაროს ევოლუციაში.

ბევრი ადამიანისთვის ეს იყო ხიდი, რომლითაც წყლის წყაროების ორგანიზმები გადადიოდნენ ხმელეთის ცხოვრების პირობებში და ამით დაიპყრეს მიწა. ფლორისა და ფაუნის განაწილება მთელ პლანეტაზე დამოკიდებულია ნიადაგის შემადგენლობაზე და რელიეფზე, ცხოვრების წესის მიხედვით.

ბოლო დროს, ხმელეთ-ჰაერის გარემო შეიცვალა ადამიანის საქმიანობის გამო. ადამიანები ხელოვნურად გარდაქმნიან ბუნებრივ ლანდშაფტებს, წყლის ობიექტების რაოდენობასა და ზომას. ასეთ ვითარებაში, ბევრ ორგანიზმს არ შეუძლია სწრაფად შეეგუოს ახალ საცხოვრებელ პირობებს. აუცილებელია დაიმახსოვროთ ეს და შეწყვიტოთ ადამიანების ნეგატიური ჩარევა ცხოველებისა და მცენარეების მიწა-ჰაერში!

პორტალი სტუდენტისთვის. თვითმმართველობის ტრენინგი