تعريف الغلاف الحيوي و مكونات الغلاف الحيوي و الغلاف الذي يحتوي مختلف أشكال الحياة هو الغلاف الحيوي
مفهوم الغلاف الحيوي:
المحيط الحيوي هو المكان أو الفضاء الذي توجد فيه الحياة، وتمتد من أعمق إلى أعلى ارتفاع، وتتكون من جميع الكائنات الحية، سواء أكان بشرًا أو حيوانات أو نباتات أو الطحالب والفطريات والبكتيريا يختلف حجمها وشكلها وبيئتها المعيشية، لكنها متشابهة في أداء الحياة كالتدريب والتنفس والتغذية والنمو، وتتكون من مكونات غير حية، بما في ذلك الماء والحجارة والتربة والهواء.
وتفتقر إلى مظهر من مظاهر الحياة أما بالنسبة لهذا الهيكل المحيط، فهو وحدة بناء العالم، ويعود إلى النظم البيئية للغابات والصحراء والمحيطات.
تكوين الغلاف الجوي:
عالم الجماد بما في ذلك اليابسة التي تمثل الجزء الصلب من الأرض.
يتكون الجزء الصلب من مجموعة من الصخور، وهذه الصخور لها أنواع مختلفة باختلاف المعادن، كما يشمل العالم الغلاف الجوي، والأساس هو الحفاظ على توازن الحياة على سطح الأرض، مثل الجاذبية والضغط الجوي .
إذن هذا المحيط يتكون من مجموعة طبقات متصلة من سطح الأرض إلى الغلاف الجوي.
كما أنه يحتوي على غازات وأبخرة مثل الأكسجين وثاني أكسيد الكربون.
أخيرًا، هذا العالم غير الحي يتضمن نظامًا مائيًا، وهو شرط أساسي لوجود و استمرار الحياة على الأرض.
العالم البيولوجي، بما في ذلك جميع الكائنات الحية التي تستخدم مكونات غير بيولوجية للبقاء والاستمرار، يجعل هذه الكائنات الحية والأشياء غير الحية مرتبطة ارتباطًا وثيقًا، لذلك لا يمكن لأي منها القيام بشيء بمعزل عن الآخرين.
أهمية المحيط الحيوي:
هو الوسط الذي تعيش فيه الكائنات الحية وتنمو وتتكاثر في ظل ظروف مناسبة.
إنه المكان الذي تحدث فيه معظم التغييرات الفيزيائية والكيميائية التي تؤثر على الأشياء غير الحية.
يتم تبادل الغازات بين هذا الغلاف والغلاف الجوي، مما يسمح للنباتات بامتصاص ثاني أكسيد الكربون وتوفير الأكسجين لإكمال عملية الغذاء، بينما تمتص الكائنات الحية الأكسجين وتوفر ثاني أكسيد الكربون أثناء التنفس.
المشاكل التي تواجه المحيط الحيوي:
الرعي الجائر: يؤدي إلى استنزاف المراعي بشكل كبير، مما يؤدي إلى تآكل وتصحر تربة المراعي.
يتغير الغطاء النباتي: تحويل الغابات إلى أعشاب، وتحويل هذه الأعشاب إلى نباتات غير مستساغة، ثم إلى صحارى.
لقد استنفد النمو الحضري العديد من الموارد الطبيعية.
أشكال التلوث المختلفة سواء كانت تلوث هواء أو تلوث مائي أدى الافتقار إلى التخطيط الحضري إلى التوسع العشوائي على حساب الغابات والمراعي.
تدمير مناطق الصيد.
تؤدي زيادة الهرمونات الطبيعية إلى زيادة السمية.
يمكن أن تؤدي البراكين والزلازل والفيضانات أيضًا إلى تدهور المحيط الحيوي. دورات الغلاف الحيوي:
دورة الأكسجين: تساعد هذه الدورة في نقل الأكسجين عبر الغلاف الحيوي والغلاف الجوي والصخري.
يحتوي الغلاف الحيوي على كمية كبيرة من الأكسجين الحر يتم إنتاجه أثناء عملية التمثيل الضوئي.
الغلاف الجوي هو أصغر مصدر للأكسجين على سطح الأرض، والذي يتحلل من خلال عملية التحلل الضوئي .
دورة الماء: أولاً، يتبخر الماء تحت تأثير الشمس ليصل إلى الغلاف الجوي، ثم يتكثف الماء ويتكثف في السحب، ثم يسقط على شكل مطر وثلج وبرد.
دورة الكربون:
الكربون عنصر من عناصر الحياة لأنه مكون أساسي للمركبات العضوية التي تتكون منها الخلايا والكائنات الحية.
لذلك، فهو العنصر الرئيسي في تكوين الكائنات الحية، ولكن في تكوين الكائنات الحية هو العنصر الثانوي في القشرة الصخرية للأرض، بتركيز 0.032، ترتيبها الرابع عشر.
يعتقد بعض الباحثين أن دورة الكربون عبارة عن دورة من الأكسجين والهيدروجين والكربون لأن جميع العناصر في دورة واحدة.
ومع ذلك، يدور الأكسجين تقريبًا مع جميع العناصر الأخرى.
تبدأ دورة الكربون في الطبيعة في عملية التمثيل الضوئي، وهي عملية حركة الكربون في الطبيعة، فإذا توقفت سيتوقف وجود هذا العنصر الذي يحمله في أشكال أخرى ضمِّن الكربوهيدرات في مجموعة من المعادلات.
يتم إغلاق هذا الغاز مرة أخرى، ويتم استهلاكه من قبل العديد من الكائنات الحية، وفي بعض التفاعلات، ثم يعود إلى الغلاف الجوي.
ومن المعروف أنه يذوب في مياه المحيط وقد يعود إلى الغلاف الجوي من هذه المياه, يأتي من الغاز البركاني والغابات المشتعلة.
دورة النيتروجين:
تحتاج جميع الكائنات الحية إلى النيتروجين الموجود في بنية الأحماض الأمينية والبروتينات والمواد الوراثية.
على الرغم من أن النيتروجين N2 يمثل 78٪ من الغلاف الجوي، إلا أن المنتجات والكائنات الأخرى الموجودة في النظم البيئية الطبيعية لا يمكن استخلاصها مباشرة من الغلاف الجوي والاستفادة منها.
ومع ذلك، إذا تم تحويل النيتروجين من حالة غاز خامل إلى أيون الأمونيوم NH4 أو نترات NO3، فإن هذا يمكن القيام به قليلا.
تسمى هذه العملية تثبيت النيتروجين ويمكن إجراؤها بالطرق التالية: التثبيت البيولوجي، والتثبيت في الغلاف الجوي، والتثبيت الاصطناعي.
بعد عملية التثبيت يمكن للنباتات الاستفادة منه واستخدامه في بناء جزيئات البروتين النباتي.
قد تكون هذه التحولات ناتجة عن البرق أو النشاط البركاني أو البكتيريا الموجودة في التربة، والتي تحول النيتروجين إلى نترات ثم إلى أحماض أمينية وبروتينات.
تعتبر نفايات وتحلل الكائنات الحية مصدرًا مهمًا للنيتروجين، لأن البكتيريا تحول النيتروجين إلى نيتروجين إلى نتريت NO2 ثم إلى نتريت، وتمتص الجذور نترات NO3 أو تتحول إلى نيتروجين.
دورة الفوسفور:
الفرق بين دورة الفسفور والدورة عبر العناصر هو أن الغلاف الجوي لا يشكل أحد خزاناته.
يوجد في قشرة الأرض على شكل فوسفات، حيث تتحد 4 ذرات أكسجين مع 1 ذرة فوسفور لتكوين أيون الفوسفات، والذي يتحد بدوره مع أيونات الكالسيوم الموجبة لتكوين الحجر المعدني العكسي (فوسفات الكالسيوم)، الموجود في قشرة الأرض والعديد من الصخور النارية والرسوبية.
عندما تتأثر الصخور المحتوية على الفوسفات، تنتقل أيونات الفوسفات عبر التربة إلى الماء ثم إلى النباتات (المنتجات), ثم إلى الكائن الحي (المستهلك)، حيث يصبح المكون الرئيسي لأغشية الخلايا،DNA ،RNA ،ATP ، والأدينوسين ثلاثي الفوسفات.
مع موت النباتات والحيوانات، يعود الفوسفات إلى الماء والتربة.
يدخل الفوسفور في بنية العظام والأسنان, في تركيب السماد، بالإضافة إلى تحلل الحيوانات والنباتات الميتة، يتم نقله أيضًا إلى التربة ثم إلى النباتات.
يوجد الفوسفور بكثرة في براز الإنسان والحيوان، ثم يستخدم كسماد للمحاصيل. يصبح الفوسفور أحد مكونات مسحوق الغسيل.
دورة الكبريت
يدخل الكبريت في تكوين المادة العضوية للحيوانات والنباتات، لذلك فهو أحد العناصر الأساسية الضرورية لحياة الكائنات الحية.
تبدأ دورته عندما ينسحب من أنواع معينة من الصخور التي تحتوي عليه، مثل الصخور الجبس، والتي تتكون من معدن الجبس CaSO4 والكبريت الطبيعي الحر في عملية التجوية الكيميائية.
يتدفق الكبريت مع المياه السطحية أو الجوفية على شكل كبريتات مذابة SO4، يصل معظمها إلى مياه المحيطات.
يتم أخيرًا ترسيب جزء صغير من الكبريت الذي يصل إلى التربة على شكل رواسب في المحيط، وبمرور الوقت يتحول إلى صخور مثل الجبس والأنهيدريت، بحيث يتم إغلاق دورة الكبريت.
أما الكبريت الذي يصل إلى التربة فيمكن للنباتات أن تمتصه على شكل كبريت مذاب، حيث يدخل الكبريت في تركيب موادها العضوية وخاصة البروتينات النباتية.
نتيجة هاتين الحالتين أن الكبريت يعود إلى التربة ليمتصه النباتات الأخرى، أو يتسرب من التربة إلى المياه السطحية أو الغلاف الجوي بواسطة المطر في عملية غسل التربة، وأخيراً يصل إلى المحيط.
بعد البحر والمحيط، ترسبوا وشكلوا رواسب، ثم شكلوا صخور رسوبية تحمل الكبريت خلال فترة جيولوجية طويلة.
الفرق بين دورة الكبريت ودورة الفوسفور هو أن تكوين الطور الغازي للكبريت لا يمكن العثور عليه في دورة الفوسفور.
يمكن أن يدخل الكبريت إلى الغلاف الجوي في شكل مجموعة متنوعة من الغازات، بما في ذلك: ثاني أكسيد الكبريت SO2 وكبريتيد الهيدروجين H2S.
ينتج غاز ثاني أكسيد الكبريت بشكل أساسي عن طريق حرق الوقود الأحفوري، والذي يحتوي في البداية على شكل من أشكال الكبريت، مثل البيريت FeS2 أو الفحم من المواد العضوية المحتوية على الكبريت.
هذا يساعد على تكوين المطر الحمضي الذي يسقط على سطح الأرض ويسبب العديد من المشاكل البيئية.
بالإضافة إلى ذلك، يمكن أن ينتج ثاني أكسيد الكبريت عن طريق بكتيريا الكبريت المؤكسدة للكبريت في مركباته.
يوفر الغلاف الجوي الهواء اللازم للحياة على سطح الأرض، لاحتوائه على العديد من المكونات الأساسية الضرورية للحياة، مثل الأكسجين والنيتروجين وثاني أكسيد الكربون.
بالإضافة إلى الغازات والمركبات الأخرى الموجودة بشكل مباشر أو غير مباشر في معظم الأنشطة البشرية.
إنه يسمح بمرور أشعة الشمس الضوئية والحرارة حتى تتمكن الأرض من امتصاصها وتزويدها بالحماية والدفء.
منع الأشعة فوق البنفسجية الضارة من الوصول إلى سطح الأرض.
يساعد على توزيع درجة حرارة سطح الأرض لأنه يمكن أن ينظم وصول ضوء الشمس ويمنع أيضًا دخول جميع إشعاعات الأرض إلى الفضاء الخارجي.
يعمل كدرع واقي لحماية سطح الأرض، ويمنع النيازك من الاحتراق في الغلاف الجوي العلوي والوصول إلى الأرض على شكل نيازك صغيرة.
وهي وسيلة اتصال بين الأرض والفضاء الخارجي، وتستعملها الطائرات للتنقل من مكان إلى آخر، كما أنها تشكل وسيلة لنشر الصوت، وبدونها يكون سطح الأرض رهيبًا.
المساهمة في توزيع بخار الماء في مناطق مختلفة من العالم.
تساهم حركة الغلاف الجوي في حدوث العديد من الظواهر الطبيعية، مثل تكون السحب، وحدوث المطر، وتوحيد تكوين الهواء، وهبوب الرياح.
كما أنه يساعد في حماية الأرض من المساحات الكبيرة والتغيرات المفاجئة التي قد تحدث بسبب ارتفاع درجات الحرارة.
يجعل السماء تظهر زرقاء جميلة خلال النهار، وهو ما ينعكس أيضًا في المياه الزرقاء.
طبقات الغلاف الجوي:
طبقة التروبوسفير: هي الطبقة الدنيا من الغلاف الجوي، حيث يبلغ سمكها حوالي 16 كيلومترًا عند خط الاستواء و 8 كيلومترات فوق القطبين، وتحتوي هذه الطبقة على كل بخار الماء في الغلاف الجوي و 75٪ من كتل الهواء.
لأن طبقة التروبوسفير بالقرب من سطح الأرض، يحتوي التروبوسفير على 99٪من الملوثات المنبعثة من الأرض.
تسمى هذه الطبقة بطبقة الأوزون, تمتد هذه الطبقة من نهاية طبقة التروبوسفير إلى ارتفاع 55 كيلومترًا فوق مستوى سطح البحر.
تحتوي هذه الطبقة على معظم غاز الأوزون أي حوالي 90٪ وهذا يحمي الأرض من الإشعاع الضار.
الطبقة المتوسطة الميزوسفير: تقع هذه الطبقة بين طبقة الستراتوسفير والطبقة الحرارية، ويبلغ ارتفاعها حوالي 80 كيلو مترًا وبسمك حوالي 25 كيلو مترًا، وتتكون هذه الطبقة من الغازات الخفيفة مثل الهيليوم والهيدروجين.
طبقة الثرموسفير: تسمى هذه الطبقة الغلاف الحراري أو الطبقة الحرارية او المتاينة، وتصل إلى ارتفاع حوالي 1000 كيلومتر فوق مستوى سطح البحر، وتحتوي هذه الطبقة على الأكسجين والأكسجين الذري والهيليوم والنيتروجين.
اختلال التوازن البيئي
يعتبر التفاعل بين مختلف مكونات البيئة عملية مستمرة ستؤدي في النهاية إلى بقاء البيئة في حالة توازن، ما لم يكن ذلك بسبب تغيرات في ظروف طبيعية معينة (مثل الحرارة والمطر)، أو بسبب تغيرات في ظروف الحياة أو بشكل مباشر التدخل البشري نتيجة الظروف البيئية.
تؤدي التغيرات في الظروف الطبيعية إلى اختفاء بعض الكائنات الحية وظهور كائنات أخرى مما يؤدي إلى اختلال التوازن الذي يستغرق فترة زمنية طويلة أو قصيرة حتى يظهر توازن جديد.
أكبر دليل في هذا الصدد هو أن الزواحف الكبيرة اختفت في العصور الوسطى بسبب اختلاف الظروف الطبيعية في البيئة، مما أدى إلى انقراضها، لذلك تغيرت البيئة، ثم عادت إلى حالة من التوازن داخل الإطار.
بالإضافة إلى ذلك، فإن محاولة نقل الكائنات من مكان إلى آخر وتدمير بعض المخلوقات ستؤدي إلى اختلال التوازن البيئي.
ومع ذلك، فإن التدخل البشري المباشر في البيئة هو السبب الرئيسي لاختلال التوازن البيئي، وتغيير الخصائص الطبيعية للبحيرات الجافة، وبناء السدود، واقتلاع الغابات، وردم مستنقعات النفايات، واستخراج المعادنومصادر الاحتراق، والنفايات البشرية السائلة والصلبة والغازية.
بالإضافة إلى استخدام المبيدات الحشرية والأسمدة الكيماوية، فإن كل ذلك سيؤدي إلى تدمير التوازن البيئي، لأن العديد من الأوساط البيئية مهددة بأخطار جسيمة تهدد بتدمير مختلف أشكال الحياة على سطح الأرض.
الغلاف الغازي، خاصة في المدن والمناطق الصناعية، ملوث بشدة، ونسمع من وقت لآخر أن السحب السامة السوداء والصفراء هي السبب الرئيسي لوفاة العديد من الكائنات وخاصة البشر.
بالإضافة إلى التخلص من النفايات الصناعية والصرف الصحي ودفن النفايات الخطرة، فإن الغلاف المائي ملوث أيضًا بسبب استنفاد الموارد المعدنية والغذائية. وأما الأرض فلا حرج في رمي القمامة والصرف الصحي، واقتلاع الغابات، وإتلاف الجبال، وفتح الشوارع، وزيادة المواصلات ادى الي تدهور خصوبة التربة وانتشار الأمراض والأوبئة وخاصة الأمراض المزمنة التي تحدث بعد التعرض لها لفترة من الزمن.
على الرغم من أن البشر قد أحرزوا تقدمًا تقنيًا، إلا أنه كان ينبغي أن يستفيدوا منه لتحسين نوعية الحياة وحماية البيئة الطبيعية.
