Литосфера − жердің қабығы, құрамы, силикаты, 30-80 км болатын жер шарының сыртқы қатты тас қабықшасы. Литосферада тірі организмдер 3 км дейінгі тереңдікте тіршілік етеді.
Топырақ. Жер бетінде күннің энергиясы заттардың екі айналымын: су айналымы мен атмосфера церкулиясында байқалатын үлкен, немесе геологиялық және заттардың топырақ, өсімдіктер, микроорганизмдер мен жануарлар арасында айналымы - кіші немесе биологиялық айналымды туғызады. Екі айналым да бір –бірімен тығыз байланысты.
Топырақтың табиғи ландшафттар мен экожүйелердегі маңызы зор, оны жекелеген экожүйе деп қарастыруға болады.
Топырақтану ғылымының негізін салушылардың В.В.Докучаев ХХ ғасырдың басында топырақты өзіне тән өзара байланыстары, тіршілік ету заңдылықтары мен өзін-өзі реттеуге қабілетті табиғи - тарихи дене деп қарастырады, топырақтың планетаның тарихымен, тау жыныстарымен, климатымен, өсімдіктерімен, рельфімен және ландшафтымен тығыз байланысты болатынын атап көрсеткен.
Тау жыныстарының топыраққа айналу процесінің аса бір маңызды және жалпы құбылысы құрлықтың бүкіл бетін жауып жатқан гумустық қабаттың түзілуі болады. Бұл қабат топырақтың ең бір белсенді бөлігі болып саналады. Топыраққа алғаш рет М. В. Ломоносов ғылыми анықтама берді, ол: топырақ түзілу процесі құнарлық түзіле жүретін өсімдіктер мен тау жыныстарының арасындағы ұзақ өзара қарым –қатынас деп көрсетті.
Топырақ ресурстары жер бетіндегі тіршілікке қажетті ең маңызды алғы шарттардың бірі болып табылады. Топырақ биосфераның компонеттерінің бірі ретінде адам, жануарлар мен өсімдіктер үшін биохимиялық орта болып саналады, ол энергетикалық сиымдылығы жоғары, топырақ биотасы мен адамдар арасындағы тікелей жанама әсерлерді тепе- теңдікте сақтап тұра алатын өздігінен тазару процестерінің механизмдерінің аса маңызды резерві болып табылады. Адамдарға азық –түлік пен жануарларға қоректі өндіру үшін қажетті жағдайлар тек топырақ арқылы ғана жасалады. Топырақтың табиғи дене ретіндегі негізгі функциясы атмосфералық жауын - шашын жинақтау мен су баланысын реттеу, өсімдіктерге қажетті қоректік элементтерді жинақтау, жер асты суларын түзумен тазалығын қамтамасыз ету, ластаушы заттарды тасымалдау.
Топырақ – сыртқы орта жағдайлары жылу, су, ауа, өсімдіктер мен жануарлар микроорганизмдердің әсерінен қалыптасқан жердің беткі құнарлы қабаты. Топырақ түзгіш факторларға сол сияқты рельф пен адамның іс-әрекеті де жатады. Тірі организмдер негізгі қасиеті - құнарлылығын қалыптасуына жағдай жасайды.
Топырақтың құнарлылығы дегеніміз - оның өсімдіктерді оларға қажетті қоректік элементтерімен сумен ауамен қамтамасыз ету қабілеті. Ол топырақ түзілу процесі барысында және адамның топыраққа әсер ету нәтижесінде қалыптасады. Ол бүкіл Адам баласының тіршілігінің көзі болып табылатын аса маңызды байлық, ауылшаруашылық дақылдарының өнімінің, ауылшаруашылық дақылдары өндірісінің негізі.
Топырақ - барлық элементтердің аккумуляторы: ол оларды өзінде жинақтап, сумен шайылып кетуден сақтайды. Өзінің қалыптасқан зат алмасу процесі бар, тұрақты динамикалық жүйе болғандықтан топырақ табиғи факторлар (су тасқыны, эрозия, құрғақшылық, т.б) әсеріне қарсы тұра алады.Бірақ топырақ көптеген антропогендік факторлардың (жер жырту, мал жаю, техниканы қолдану, т.с.с) ұзақ уақытқа созылатын әсеріне сезімтал келеді.Топрақтың құнарлылығы адам іс -әрекетіне де байланысты.
Топырақ – барлық материалдық игіліктердің көзі. Ол азық – түлік, малға жем, киім үшін талшық, құрылыс материялдарын береді. Топырақтың ең маңызды байлық екендігін айта келіп, К.Маркс, еңбек –байлықтың әкесі болса, топырақ – анасы деген.
Топырақтың деградацияланудың (латын тілінен аударғанда - «төмендеу», «артқа кету») негізгі факторлары: эрозия, минералдық тыңайтқыштар мен пестицидтерді шамадан тыс көп қолдану, т.с.с.
Гидросфера деп Жер шарының сулы аудандарының жиынтығын атайды.
Гидросфераға мұхиттар, теңіздер, өзендер, тоғандар, ми батпақ, топырақтағы, жер астындағы және атмосфералық ауадағы сулар кіреді. Дүние жүзінің ¾ бөлігі су. Мұхит теңіздердің жалпы аудандары құрғақ территорияның ауданынан 2,5 есе артық. Гидросфера биосфераның басқа бөліктері – литос-
фера (жер асты сулары), атмосфера (булы дымқыл) және оларда тіршілік ететін тірі организмдермен тығыз байланыста. Гидросфераның жалпы көлемі 1455 млн км.
Жалпы су қорының 97,5% тұзды минералды болып келеді. Теңіз суларын
ертінді деп есептеуге болады,себебі бұл сулардың құрамындағы тұздардың мөлшері орта есеппен 35 г/кг. Менделеев перйодтық системасындағы барлық элементтер жер бетіндегі сулардың құрамында (жерасты суларында 62-сі) кездеседі. Бірақ та олардың ішінде теңіз суларының негізгі тұздылығын құратындарға натрий, магний, калций катиондары мен хлорид,
карбонат, сульфат аниондарын жатқызуға болады. Басқа химиялық элементтердің мөлшері негізгі иондардыкімен салыстырғанда анағұрлым төмен болғанымен, олардың теңіз бен теңіздегі тірі организмдерге жүретін химиялық процестерге қосатын үлесі өте зор. Олардың ішінде тірі организмдер өз тіршіліктеріне пайдаланатын азотты, фосфорды, кремнийді ерекше атап өтуге болады, бұл элементтердің теңіз суындағы мөлшерін реттеп отыратын теңізде тіршілік ететін жан-жануарлар мен өсімдіктер.
Тұщы сулардың қоры жалпы 2,5% құрайды, немесе 35 млн. км. Бұл сулардың орташа тұздылығы 1 г/л аспайды. Планетаның әр тұрғынына келетін тұщы су мөлшері шамамен 8 млн. м3. Тұщы сулардың 30% жер астындағы сулар. Тұщы судың негізгі қоры тау бастарындағы мұздықтарда, Арктика мен Антарктида мұздарында-97%. Антарктидада мұздын ең қалың 4,78 км тең қабаты және дүние жүзі бойынша ең таза суы бар теңіз Уэддела осы Антарктидада тіркелген.Оның мөлдірлігі тазартылган судыкіндей.Жер шарындағы барлык өзендер 650-700 жыл ішінде қанша су берсе, тау мұздарында да сонша су бар.Адамзаттын өз тіршілігіне пайдалана алатын судын мөлшері тек 3% су көздерінің басым көпшілігін пайдалану өте қиынга түседі.
Тұщы су қорының үлкен мөлшері негізінде өзендерде болады, олардың ішінде ең ұзын Ніл және Амазонка өзендері. Нілдің ұзындығы 6670 км, Амазонканыкі – 6437 км.
Жер атмосферасы (грекше:atmos-бу және sphaira-шар)-Жерді қоршап тұрған газды қабықша.
Атмосфера деп Жерді онымен бірге айнала жүріп оны қоршап тұрған газды ортаны айтады. Атмосфераның массасы 5,15-5,9 х 1015 тонна. Атмосфера Жер бетіндегі барлық тіршілік процестерінің жүруін қамтамасыз етіп,адамзат тіршілігінің барлық жақтарына үлкен әсер етеді.
Атмосфераны зерттеуші мамандардың пікірінше, ол Жер бетінен қашықтаған сайын түрлі темперутурадағы бірнеше аймақтардан тұрады.
Тәулігіне адамдар өкпесі арқылы 25 кг, немесе 10-11 мың литр ауа етсе, қойға -20 мың, жылқыға -86 мың литр ауа керек.
Жоғарыда көрсетілген атмосфералық газдардың құрамы жер бетіне жақын кеңістікте болады да, биіктеген сайын өзгеріп отырады. 1000 км. биіктіктен әрі ауа негізінен Гелий газынан, 2000 км-ден әрі сутектен тұрады.
Ең төменгі, жер бетіне жақын атмосфераның қабатын тропосфера деп атайды. Мұнда атмосферада бір ауаның 84 проценті жиналған. Бұлт пен тұман, жел мен дауыл, жаңбыр мен қар, басқаша айтқанда ауадағы барлық құбылыстар осы қабатта өтіп жатады.
Тропосфераның биіктігі экватор (жерорта) маңайында 16-17 км, полюстерде (жершары үйігінде, мередиандар түйіскен торап) – 6-8 км. Жер шарының бөлшектері мен ендіктерінде жылу әртүрлі болғандықтан ауа үнемі қозғалыста болып, араласып жатады. Осыдан жел, дауыл, боран пайда болады.
Тропосферадан жоғарғы қабатта тропопауза дейді. Өзендер сияқты белгілі арнасы жоқ, желдің ыңғайымен жүретін тропопаузаның ұзындығы мыңдаған км-ге, ені жүздеген км-ге, биіктігі 1 ден 3 км-ге дейін созылып жатады. Мұнда үнемі қатты дауыл болып, желдің жылдамдығы секундына 80-100 метрге жетеді.
Онан жоғары қабатта стратосфера деп атайды. Биіктігі 55 км. шамасында. Стратосфераның ішінде, 25-30км биіктікке ОЗОН қабаты болады. (Озон – балауса иіс, найзағай ойнап, қысқа жаңбырдан қарағайлы орманда болатын иіс).
Озонның тіршілік үшін маңызы өте зор. Ол күн сәулесіндегі өте күшті ультракүлгін түстес сәулелерді ұстап, организмдерді өлімнен ақтайды. Озонның көлемі өте аз, жалпы салмағы 3,29 х 10 тоннадай. Озон қабатын жер бетіндегі атмосфералық қысыммен бірдей қысымға алса, оның қалыңдығы 3 мм шамасында ғана болар еді. Сондықтан - өте жұқа, жердегі тіршілік үшін орны бөлек озон қабатын сақтауға аса көңіл бөлу қажет.
Озонның екінші қасиеті – ол өте тұрақсыз, тез бұзылып жоғалып кететін газ. Секунд сайын жаңадан 100 тонна озон пайда болып соншасы жоғалып жатады. Ауада озонның молекулалары бір жылдан артық сақталмайды. Күннің ультракүлгін сәулесінің әсерімен ауадағы оттек пен азот қостотығы, басқада газдар қосылу нәтижесінде озон пайда болады. Стратосферада ауа төменнен жоғары қарай жылжитын болғандықтан озонды 25-50 км-ге дейін табуға болады, бірақ қалыңдау тараған қабаты 25-30 км аралығында.
Озон қабаты ұзындығы 200-300 нанометр шамасындағы ультракүлгін түстес күн сәулесін толықтай ұстап жер бетіне жібермейді. Соның нәтижесінде 30-60 км биіктіктегі ауа 30ºС-қа дейін жылынса, онан төменгі қабаттағы ауа өте салқын – 60-70ºС шамасында болады.
Озонның тез бұзылып, жоғалуына адамдар кінәлі. Халық шаруашылық салаларында түрлі аэрозольдарды шашуға, бояуларды сұйылтуға, сырдың жылтыр түрін кетіруге қолданылатын хлорофторметандар атмосфераға зиянсыз газ ретінде қосылады да, 30 км биіктікке көтерілгеннен кейін күннің ультракүлгін түстес сәулесінің әсерімен хлорға, фторға бөлініп, бұл екеуі де озонды бұзуға тікелей қатынасады.
Атмосферада атом бомбаларын сынау, ғарышқа ракетамен жерсеріктерін ұшыру, жоғары биіктікте ұшатын ұшақтар да озон қабатына өздерінің зиянын тигізуде.
Соңғы 15-20 жылда озон қабатының бұзылу қарқыны күшеюіне байланысты 1985 жылы наурыз айында 37 мемлекет және Еуропалық экономикалық одақ озон қабатын қорғау жөніндегі халықаралық Вена конвенциясына қол қойды. Онда озон қабатын үнемі бақылау, зиянды заттарды қолдануға тиым салу немесе оларды шектеу, озон үшін зиянды заттардың тізімін бекіту, хлорофтормен қалдықтарын атмосфераға шығармау туралы келісті.
Ауаның 55-75 км аралығындағы қабатын Мезосфера деп атайды. Онда ауаның қозғалысы тек тіке, жоғары қарай болып, температура қайтада төмен түседі.
80 км биіктіктен 1000-1200 км-ге дейінгі аралық Ионосфера болып аталады. Мұнда ауа өте сирек, молекулалар қаншама жылдам қозғалса да адамдарды да, жәй термометрді де жылытпайды. Ауаның ионды болуы оның электрлік қасиетіне байланысты. Мұнда мысалы критон -85 көп жиналғандықтан жердің кедергі жасау күші азайып, тіпті өзгеруі де мүмкін.
Ауаның ең жоғарғы, өте селдір, биіктей келе көрінбей кететін, протондардан құралған, 1000-1200 км-ден 1500 км-ге дейінгі аралығын Протоносфера деп атайды.
Дұрысын айтсақ протоносфера да жердің шегі емес, оны қоршап жатқан Радиациялық белдеу аталатын қабат бар. Ондағы ауа күн сәулесімен келіп, жердің магнитті өрісі арасына қосылған протон мен электроннан құралған. Олар жердің магнитті өрісінің күшімен шиыршық сым секілді айналып жүреді. Радиациялық белдеу (1500 км-ден 60000 км-ге дейінгі аралық) үшке бөлінеді:
- ішкі жақ – жерден 1500-4000 км аралығында, өте қуатты протондордан тұрады;
- орта жақ – 12000-20000 км аралығы, қуаты аз электрондардан тұрады.
- жоғарғы жақ – 50000-60000 км аралығы, қуаты аз электрондардан тұрады.
Осы қабатта күші 10 миллион амперге жететін қоршаулы ток жер шарын айналып жүріп отырады.
Жердің ғарыштық қоршауы осылайша қиын болу себебі магниттік өріспен тығыз байланысты. Бұл өріс жердің 15 радиусына дейін күшін жоймайды. Ал бұл (6371х15) = 96,5 мың км-ге дейін созылады деген сөз. Бұл аралықты (60 мың – 96,5 мың км) магнитосфера деп атайды.
Жердің жалғасы ретінде гравитациялық (материалдар арасында өзара әсері) өрісті де айтуға болады. Дүние жүзіндегі барлық заттардың грамматикалық өрісі бар. Ондаған мың км биіктікте көтерілген ғарыштық кемелердің осы өрісті сезетіні белгілі.
Атмосфералық ауа таусылмайтын табиғи қорға жатады. Оның жалпы салмағы 500 триллион (5х10) тонна, оның ішінде оттек 105 триллион тонна. Жыл сайын 10 миллиард тонна оттек жұмсалып, осыншама ауаға қосылып жатады.
Атмосфералық ауа –түрлі газдардың қоспасы.Оның құрамындағы 78,08% азот,20,9% аргон,0,03% көмірқышқыл газы бар.Ал қалған 0,01% басқа неон,гелий,метан,радон,ксенон,т.б. газдардың үлесніе тиеді.Жер бетінде оттексіз тіршілік жоқ.Ол жасыл өсімдіктердің тіршілік әрекеттері нәтижесінде түзіледі.Өсімдіктер су мен көмірқышықылынан фотосинтез процессі кезінде оттекті бөледі.Ал басқа барлық тірі организмдер оттекті тек пайдаланушылар болып есептеледі.Көмірқышқыл газы атмосфераға тірі организмдердің тыныс алуы,отын түрлерінің жануы,органикалық заттардың ыдырауы мен шіруі кезінде бөлінеді.Ауаның құрамындағы көмірқышқыл газы мөлшерінің көбеюі адам мен жануарлар организміне зиянды әсер етеді.
Табиғат үшін атмосфералық ауаның маңызы ерекше және әртүрлі.Ол біріншіден,фотосинтез үшін оттектің көзі.Ол тірі организмдерді космостық сәулелерден қорғайды,Жерде жылуды сақтайлы,климатты реттейді,зат алмасудың газ тәрізді өнімдерін қабылдайды,планетада су буларын тасымалдайды,бұлт жауын-шашын түзілетін және басқа да метеорологиялық процесстер жүретін орны,ұшатын организмдер үшін тіршілік ортасы болып саналады,топырақтың құнарлылығына әсер етеді,т.с.с.
Ғалымдардың пікірінше,қазіргі заманғы атмосфераның шығу тегі екінші реттік және ол жердің қатты қабықшасынан планета түзілгеннен кейін бөлінген газдардан түзілген. Жердің геологиялық тарихы барысында жердің атмосферасын түрлі факторлар: атмосфералық газдардың космос кеңістігіне бөлінуі, вулкандардың әрекетінен газдардың бөлінуі,күннің ультракүлгін сәулелері әсерінен молекулаларының ыдырауы, атмосфера компоненттері мен жер қабығының жыныстары арасындағы химиялық реакциялар нәтижесінде бөлетін газдар әсерінен үлкен эвалюцияның басынан кешірді.
Атмосфераның дамуы геологиялық және геохимиялық процестермен, солсияқты тірі оргонизмдердің тіршілік әрекеттерімен тығыз байланысты. Атмосфера Жердің беткі қабатын оның қалың қабаттарына өту кезінде көпшілігі жанып кететін метеориттердің зиянды әсерінен сақтап тұрады. Атмосфера құрамының қалыптасуына үлкен әсер ететін тірі организмдердің тіршілік әрекеттері өз кезегінде осы атмосфралық жағдайларға тікелей байланысты. Атмосфера тірі организмге зиянды әсер ететін Күннің ультракүлгін көп бөлігін ұстап қалады. Атмосфералық оттегі өсімдіктермен жануарлардың тыныс алу процесстеріне қатысса,ал көмір қышқыл өсімдіктердің қоректенуіне қатысады. Климаттық факторлар әсіресе,жылу режимдерімен адамдардың денсаулығымен тіршілік қызметіне әсер етеді. Планетадағы оттегі тірі заттар арқылы 5200-5800 жылда толық жаңарады.Ал оның бүкіл массасын 2 мың жылда тірі организмдер сіңірсе,көмірқышқылын 300-395 жылда сіңіреді.
Жер атмосферасының газ құрамы ерекше.Егер Юпитер мен Сатурнның атмосферасы негізінен сутек пен гелийден,Марс пен Венераның атмосферасы-көмірқышқылы газынан тұрса, Жердің атмосферасы азот пен оттектен тұрады,сол сияқты аз мөлшерде аргон,көмірқышқыл газы,неон және басқа тұрақты ауыпалы компоненттер бар. Атмосфераның ең маңызды ауыспалы компоненті су буының негізгі массасы тропосферада,өйткені атмосфераның қабаттары жоғалаған сайын оның концентрациясы азая береді.
Атмосфералық процестерге әсіресе стратосфераның жыылу режиміне озон үлкен әсер етеді. Озон стратосферада жинақталып, күн радиациясының ультркүлгін сәулелерін сіңіреді.Ендік пен жылдың мезгіліне байланысты озонның бір айдағы орташа мөлшері өзгеріп отырады, оның қалыңдығы 2,3-5,2 мм аралығында болады. Жалпы табиғатта озонның мөлшері экватордан полюстерге қарай жоғарылайды. Қазіргі кезде адамның шаруашылық тіршілік әрекетінің әсерінен атмосфераның озон қабатының бұзылуы байқалуда. Мысалы, озон қабатының бұзылуына әсер ететін фреондар (хладондар) деп аталатын галогенді қосылыстар. Бұлқосылыстар бөлме температурасында қайнайды, өте ұшқыш, Жердің бетінде химиялық инертті, мұздатқыш қондырғылар қолданылады. Фреондар статосфераға көтеріліп, фотохимиялық айырылу реакциясына түсіп, біздің планетамызды ультракүлгін сәулелерден сақтайтын, озон молекулаларын ыдырататын, химиялық реакциялардың котолизаторы болып саналатын хлор аниондарын бөледі. Қазіргі кезде озон қабатының жағдайына қатаң бақылау –мониториинг жүргізілуде. Озон қабатының бұзылуының үлкен зардаптарға әкелуіне байланысты бірқатар елдер қазіргі кезде фреондар өндірісі мен пайдаланудың қысқартып отыр, дегенменде жалпы әлемге бұл көрсеткіш әлі де жоғары күйінде қалғандықтан, олардың атмосферадағы концентрациясы жылдан жылға ұлғайып отыр.
Көптеген бақылаулар бойынша озон қабаты атмосферадағы біркелкі таралмаған. Солтүстік жарты шар атмосферасында оңтүстікке қарағанда фреондардың концентрациясы 8-9% жоғары.
