დედამიწაომპლექსური, დინამიკური სისტემაა, სადაც ქიმიური ელემენტები, ფიზიკური პროცესები და ბიოლოგიური ციკლები ერთიან ქსელად ერთიანდება. ამ სისტემას მეცნიერებაში ხშირად განიხილავენ, როგორც დედამიწის სისტემების მეცნიერება -ერთიან პლანეტარულ მექანიზმს, სადაც ატმოსფერო, ჰიდროსფერო, ლითოსფერო და ბიოსფერო ერთმანეთთან უწყვეტ ურთიერთქმედებაშია.
დედამიწის სტრუქტურა ფენებად არის ორგანიზებული: ქერქი, მანტია და ბირთვი. ბირთვი, რომელიც ძირითადად რკინისა (Fe) და ნიკელის (Ni)გან შედგება, წარმოქმნის დედამიწის მაგნიტურ ველს. ეს ველი წარმოიქმნება თხევადი გარე ბირთვის კონვექციური მოძრაობით და იცავს პლანეტას მზის ქარის დამანგრეველი ნაწილაკებისგან.
ქერქი – თხელი, მაგრამ ქიმიურად მრავალფეროვანი შრე. ძირითადად შედგება ჟანგბადის (~46%) და სილიციუმის (~28%)გან. ისინი ქმნიან სილიკატურ მინერალებს, დედამიწის ქანების ძირითად სამშენებლო ერთეულებს. სილიკატები აგებულია სილიციუმ-ჟანგბადის ტეტრაედრებისგან, რომლებიც ერთმანეთთან ერთიანდება სხვადასხვა სტრუქტურაში, ჯაჭვებად, ფენებად ან სივრცულ ბადეებად. სწორედ ამ სტრუქტურული მრავალფეროვნების შედეგად გვხვდება გრანიტი, ბაზალტი, კვარცი და სხვა მინერალები.
რკინა ქერქშიც გვხვდება, ძირითადად ოქსიდების სახით, რაც ქანებს აძლევს დამახასიათებელ მოწითალო ფერს. ალუმინი შედის თიხისა და ფელდსპატების შემადგენლობაში, კალციუმი კარბონატულ ქანებში (მაგალითად, კირქვა), ხოლო ნატრიუმი და კალიუმი მნიშვნელოვან როლს ასრულებენ როგორც მინერალებში, ისე ნიადაგის ქიმიაში.
წყალი (H₂O), რომელიც შედგება წყალბადისა და ჟანგბადისგან, განსაზღვრავს დედამიწის ზედაპირული პროცესების დიდ ნაწილს, ეროზიას, კლიმატს. იგი ასევე წარმოადგენს სიცოცხლისთვის აუცილებელ უნივერსალურ გამხსნელს.
ნახშირბადი (C) კი სიცოცხლის ქიმიური საფუძველია. მისი უნარი შექმნას ოთხი კოვალენტური ბმა საშუალებას აძლევს წარმოქმნას რთული ორგანული მოლეკულები: ცილები, ლიპიდები, ნახშირწყლები და ნუკლეინის მჟავები. ამგვარად ყალიბდება ბიოქიმიური სისტემა, რომელსაც სიცოცხლე ეწოდება.
ფოთლებში მიმდინარე ფოტოსინთეზის პროცესში ქლოროფილი შთანთქავს მზის ფოტონებს და გარდაქმნის მათ ქიმიურ ენერგიად. ეს ენერგია ინახება ორგანულ ნაერთებში და შემდეგ გადადის კვებითი ჯაჭვის სხვა დონეებზე. პარალელურად ატმოსფეროში გამოიყოფა ჟანგბადი. სიცოცხლისთვის აუცილებელი ელემენტი.
ადამიანის ორგანიზმშიც იგივე ელემენტები ფუნქციონირებენ:
რკინა ჰემოგლობინში უზრუნველყოფს ჟანგბადის ტრანსპორტს;
ნატრიუმი და კალიუმი ქმნიან ელექტროქიმიურ გრადიენტებს ნერვულ უჯრედებში;
მაგნიუმი მონაწილეობს ფერმენტულ რეაქციებში;
კალციუმი ძვლების სტრუქტურაში და უჯრედულ სიგნალიზაციაში.
გეოლოგიური დროის განმავლობაში დედამიწა მუდმივად იცვლება. ფირფიტების ტექტონიკა განსაზღვრავს კონტინენტების გადაადგილებას, მთების ფორმირებასა და ვულკანურ აქტივობას. ეს პროცესები ემორჩილება ენერგიის გადანაწილების კანონებს პლანეტის შიგნით.
დედამიწა ღია სისტემაა, რომელიც მუდმივად ცვლის ენერგიას მზესთან და კოსმოსთან, ხოლო მისი შიდა ენერგია მართავს გეოლოგიურ პროცესებს. ქიმიური ელემენტები, რომლებიც ოდესღაც ვარსკვლავებში წარმოიქმნა, აქ ერთიანდება რთულ სტრუქტურებად-მინერალებად, წყლებად და ცოცხალ ორგანიზმებად.
ავტორი: ელენე შენგელია