Autonominen oppilaitos korkeampi ammatillinen koulutus

Leningradin valtionyliopisto A.S. Pushkin

RAPORTOINTI

tässä aiheessa:

Litosfäärin, hydrosfäärin ja ilmakehän vuorovaikutus.

Filologian tiedekunta, Kurssi 1

Valvoja: biologian tohtori,

Professori Feodor Efimovich Ilyin.

Pietari-Pushkin

1. Esittely.

2. Biosfäärin osat.

3. Ilmakehän, litosfäärin ja hydrosfäärin vuorovaikutus.

4. Yhteenveto.

5. Lähteet.

Johdanto.

Ympäristö - välttämätön edellytys yhteiskunnan elämää ja toimintaa. Se toimii sen elinympäristönä, tärkeimpänä luonnonvarojen lähteenä ja sillä on suuri vaikutus ihmisten henkiseen maailmaan.

Luonnollinen ympäristö on aina ollut ihmisen olemassaolon lähde. Ihmisen ja luonnon välinen vuorovaikutus on kuitenkin muuttunut eri historiallisina aikakausina, ja hydrosfäärin, ilmakehän ja litosfäärin yhdistävät prosessit ovat jatkuvia.

V. V. Dokuchaev, joka löysi lain maantieteellinen vyöhykejako, totesi, että luonnossa kuusi luonnollista komponenttia vuorovaikuttavat harmonisesti keskenään: litosfäärin maankuori, ilmakehän ilma, hydrosfäärin vesi, kasvi ja eläinten maailma biosfäärit ja maaperä vaihtavat jatkuvasti ainetta ja energiaa keskenään.

Biosfäärin kolme komponenttia - hydrosfääri, ilmakehä ja litosfääri - liittyvät läheisesti toisiinsa ja muodostavat yhden toiminnallisen järjestelmän.

Biosfäärin osat.

Biosfääri(kreikan kielestä bios - elämä; sphaire - pallo) - Maan kuori, jonka koostumuksen, rakenteen ja energian määrää elävien organismien yhteinen toiminta.

Biosfääri peittää yläosan maankuorta(maaperä, peruskivi), joukko vesistöjä (hydrosfääri), ilmakehän alaosa (troposfääri ja osittain stratosfääri) (kuva 1). Elämänalueen rajat määrittävät organismien olemassaololle välttämättömät olosuhteet. Elämän ylärajaa rajoittaa ultraviolettisäteiden voimakas pitoisuus, pieni ilmakehän paine ja matala lämpötila. Vain kriittisten ekologisten olosuhteiden vyöhykkeellä 20 km korkeudessa alemmat organismit- bakteerien ja sienten itiöt. Maankuoren sisäosan korkea lämpötila (yli 100 °C) rajoittaa elämän alarajaa. Anaerobisia mikro-organismeja löytyy 3 km:n syvyydestä.

Biosfääri sisältää osia hydrosfääristä, ilmakehästä ja litosfääristä.

Hydrosfääri- yksi maan kuorista. Se yhdistää kaikki vapaat vedet (mukaan lukien Maailman valtameri, maavedet (joet, järvet, suot, jäätiköt), maanalaiset vedet), jotka voivat liikkua aurinkoenergian ja gravitaatiovoimien vaikutuksesta, siirtyä tilasta toiseen. Hydrosfääri on tiiviisti yhteydessä muihin Maan kuoriin - ilmakehään ja litosfääriin.

Hydrosfääriin on keskittynyt lähes koko vedyn ja hapen massa, samoin kuin natrium, kalium, magnesium, boori, rikki, kloori ja bromi, joiden yhdisteet liukenevat hyvin luonnonvesiin; 88 % biosfäärin hiilen kokonaismassasta on liuennut hydrosfäärin vesiin. Veteen liuenneiden aineiden läsnäolo on yksi elävien olentojen olemassaolon edellytyksistä.

Hydrosfäärin pinta-ala on 70,8% maapallon pinta-alasta. Pintaveden osuus hydrosfäärissä on hyvin pieni, mutta ne ovat erittäin aktiivisia (vaihtuu keskimäärin 11 päivän välein), ja tämä on alku lähes kaikkien makean veden lähteiden muodostumiselle maalla. Makean veden määrä on 2,5 % kokonaistilavuudesta, kun taas lähes kaksi kolmasosaa tästä vedestä löytyy Etelämantereen jäätikköistä, Grönlannista, napasaarista, jäälauvoista ja jäävuorista, vuorenhuipuista. Pohjavesi on eri syvyyksillä (jopa 200 m tai enemmän); syvät maanalaiset akviferit ovat mineralisoituneita ja joskus suolaisia. Itse hydrosfäärissä olevan veden, ilmakehän vesihöyryn, maaperän pohjaveden ja maankuoren lisäksi elävissä organismeissa on biologista vettä. Kun elävän aineen kokonaismassa biosfäärissä on 1400 miljardia tonnia, massa biologista vettä on 80 % eli 1120 miljardia tonnia.

Valtaosa hydrosfäärin vesistä on keskittynyt Maailman valtamereen, joka on tärkein vesikierron sulkeva lenkki luonnossa. Se vapauttaa suurimman osan haihtuvasta kosteudesta ilmakehään.

Maan litosfääri koostuu kahdesta kerroksesta: maankuoresta ja osasta ylävaippaa. Maankuori on maan uloin kiinteä kuori. Kuori ei ole ainutlaatuinen muodostuma, joka on luontainen vain maapallolle, koska. löytyy useimmilta maanpäällisiltä planeetoilta, Maan satelliitilta - Kuulta ja jättiläisplaneettojen satelliiteilta: Jupiter, Saturnus, Uranus ja Neptunus. Kuitenkin vain maapallolla on kahdenlaisia ​​​​kuorta: valtamerellinen ja mannermainen.

valtameren kuori koostuu kolmesta kerroksesta: ylempi sedimentti, välibasaltti ja alempi gabbro-serpentiniitti, joka viime aikoihin asti sisältyi basaltin koostumukseen. Sen paksuus vaihtelee 2 km:stä valtameren keskiharjanteilla 130 km:iin subduktiovyöhykkeillä, joissa valtameren kuori uppoaa vaippaan.

Sedimenttikerros koostuu hiekasta, eläinjäännöksistä ja saostuneista mineraaleista. Sen pohjalla esiintyy usein ohuita metallisedimenttejä, jotka eivät ole johdonmukaisia ​​iskun aikana ja joissa vallitsee rautaoksidit.

Yläosan basalttikerros koostuu holeiiittisista basalttilaavoista, joita kutsutaan myös tyynylaavoiksi, koska tyypillinen muoto. Se on paljastunut monissa paikoissa valtameren keskiharjanteiden vieressä.

Gabbro-serpentiniittikerros on suoraan ylemmän vaipan yläpuolella.

mannermainen kuori, kuten nimestä voi päätellä, sijaitsee maan mantereiden ja suurten saarten alla. Kuten valtameren mannermainen kuori, se koostuu kolmesta kerroksesta: ylemmistä sedimenttikerroksista, keskigraniittisesta ja alemmasta basaltista. Tämän tyyppisen kuoren paksuus nuorten vuorten alla on 75 km, tasangoilla 35 - 45 km, saarikaarien alla se pienenee 20-25 km:iin.

Mannerkuoren sedimenttikerroksen muodostavat: saviesiintymät ja matalien merialtaiden karbonaatit.

Maankuoren graniittikerros muodostuu magman tunkeutumisen seurauksena maankuoren halkeamiin. Koostuu piidioksidista, alumiinista ja muista mineraaleista. 15-20 km syvyydessä on usein jäljitetty Konradin raja, joka erottaa graniitti- ja basalttikerrokset.

Basalttikerros muodostuu emäksisten (basalttilaavojen) vuotamisen yhteydessä maan pinnalle levyn sisäisen magmatismin vyöhykkeillä. Basaltti on graniittia raskaampaa ja sisältää enemmän rautaa, magnesiumia ja kalsiumia.

Maankuoren kokonaismassaksi on arvioitu 2,8 × 1019 tonnia, mikä on vain 0,473% koko maapallon massasta.

Maankuoren alla olevaa kerrosta kutsutaan vaipaksi. Alhaalta maankuoren erottaa ylävaipasta Mohorovic- tai Moho-raja, jonka kroatialainen geofyysikko ja seismologi Andrei Mohorovic määritti vuonna 1909.

Vaippa Golitsyn-kerros jakaa sen ylempään ja alempaan kerrokseen, joiden välinen raja kulkee noin 670 km:n syvyydessä. Ylävaipan sisällä erottuu astenosfääri - lamellikerros, jonka sisällä seismisten aaltojen nopeudet laskevat.

Maan litosfääri on jaettu tasoihin. Alustat- Nämä ovat suhteellisen vakaita alueita maankuoressa. Ne syntyvät aiemmin olemassa olevien erittäin liikkuvien taitettujen rakenteiden paikalle, jotka muodostuivat geosynklinaalisten järjestelmien sulkemisen aikana, kun ne muuttuvat peräkkäin tektonisesti vakaiksi alueiksi.

Litosfäärialustat kokevat pystysuuntaisia ​​värähteleviä liikkeitä: ne nousevat tai laskevat. Samanlaiset liikkeet liittyvät niihin, joita esiintyi toistuvasti koko ajan geologinen historia Meren rikkomusten ja taantumisen maat.

Keski-Aasiassa Keski-Aasian vuoristovyöhykkeiden muodostuminen: Tien Shan, Altai, Sayan jne. liittyy uusimpiin alustojen tektonisiin liikkeisiin. Tällaisia ​​vuoria kutsutaan elvytetyiksi (epiplatformit tai epiplatform orogeeniset vyöhykkeet tai toissijaiset orogeenit). Ne muodostuvat orrogeneesikausien aikana geosynkliinisten vyöhykkeiden viereisillä alueilla.

Tunnelma - kaasukuori, joka ympäröi maaplaneetta, yksi geosfääreistä. Sen sisäpinta peittää hydrosfäärin ja osittain maankuoren, kun taas sen ulkopinta rajoittuu ulkoavaruuden maanläheiseen osaan. Ilmakehän katsotaan olevan maata ympäröivä alue, jossa kaasumainen väliaine pyörii yhdessä koko maan kanssa; Tällä määritelmällä ilmakehä siirtyy planeettojenväliseen avaruuteen asteittain, noin 1000 km:n korkeudelta maanpinnasta alkavassa eksosfäärissä ilmakehän raja voidaan vetää ehdollisesti myös 1300 km:n korkeutta pitkin.

Maan ilmakehä syntyi kahden prosessin seurauksena: kosmisten kappaleiden aineen haihtuminen niiden putoamisen aikana maan päälle ja kaasujen vapautuminen tulivuorenpurkauksissa (Maan vaipan kaasunpoisto). Valtamerten erottuessa ja biosfäärin ilmaantumisen myötä ilmakehä muuttui kaasunvaihdon seurauksena veden, kasvien, eläinten ja niiden hajoamistuotteiden kanssa maaperässä ja soissa.

Tällä hetkellä maapallon ilmakehä koostuu pääasiassa kaasuista ja erilaisista epäpuhtauksista (pöly, vesipisarat, jääkiteet, merisuoloja, palamistuotteet). Ilmakehän muodostavien kaasujen pitoisuus on lähes vakio, lukuun ottamatta vettä (H2O) ja hiilidioksidia (CO2).

Ilmakehän kerrokset: 1 troposfääri, 2 tropopaussi, 3 stratosfääri, 4 stratopaussi, 5 mesosfääri, 6 mesopaussi, 7 termosfääri, 8 termopaussi

Otsonikerros on osa stratosfääriä 12-50 km korkeudella (trooppisilla leveysasteilla 25-30 km, lauhkeilla leveysasteilla 20-25, polaarisilla 15-20), jonka seurauksena muodostuu korkein otsonipitoisuus. altistuminen Auringon ultraviolettisäteilylle molekyylihapelle ( O2). Samaan aikaan, kanssa suurin intensiteetti, juuri hapen dissosiaatioprosessien vuoksi, jonka atomit muodostavat sitten otsonin (O3), tapahtuu auringon spektrin ultraviolettisäteilyn läheisen (näkyvän valon) osan absorptio. Lisäksi otsonin dissosioituminen ultraviolettisäteilyn vaikutuksesta johtaa sen vaikeimman osan imeytymiseen.

Tunnelma: Ilmakehän läsnäolo ympäri maapalloa määrittää planeettamme pinnan yleisen lämpöjärjestelmän, suojaa sitä haitallisilta kosmiselta ja ultraviolettisäteilyltä. Ilmakehän kierto vaikuttaa paikallisiin ilmasto-oloihin ja niiden kautta jokien, maaperän ja kasvillisuuden tilaan ja reljeefin muodostumisprosesseihin.

Moderni kaasun koostumus ilmapiiri - maapallon pitkän historiallisen kehityksen tulos. Se edustaa pääasiassa kaasuseos kaksi komponenttia - typpi (78,09 %) ja happi (20,95 %). Normaalisti se sisältää myös argonia (0,93 %), hiilidioksidia (0,03 %) ja pieniä määriä inerttejä kaasuja (neon, helium, krypton, ksenon), ammoniakkia, metaania, otsonia, rikkidioksidia ja muita kaasuja. Ilmakehässä on kaasujen ohella Maan pinnalta tulevia kiinteitä hiukkasia (esim. palamistuotteita, vulkaanista toimintaa, maaperähiukkasia) ja avaruudesta (kosminen pöly) sekä erilaisia ​​kasvi-, eläin- tai mikrobialkuperää olevia tuotteita. Lisäksi vesihöyryllä on tärkeä rooli ilmakehässä.

Korkein arvo varten erilaisia ​​ekosysteemejä Ilmakehässä on kolme kaasua: happi, hiilidioksidi ja typpi. Nämä kaasut osallistuvat tärkeimpiin biogeokemiallisiin sykleihin.

Nykyaikainen ilmakehä sisältää tuskin kahdeskymmenesosaa planeetallamme saatavilla olevasta hapesta. Päähappivarastot ovat keskittyneet karbonaatteihin, orgaanisiin aineisiin ja rautaoksideihin, osa hapesta liukenee veteen.

Hydrosfääri: kaiken kokonaisuus vesivarat Maapallo. Se muodostaa sen epäjatkuvan vesikuoren. Meren keskisyvyys on 3800 m, suurin (Tyynenmeren Mariana-hauta) on 11 034 metriä. Hydrosfäärin massasta noin 97 % on suolaista valtamerivettä, 2,2 % jäätikkövettä, loput pohjavettä, järviä ja jokia. Biosfäärin alue hydrosfäärissä on kuitenkin edustettuna koko paksuudessaan suurin tiheys elävä aine putoaa auringonsäteiden lämmittämille ja valaisemille pintakerroksille sekä rannikkoalueille.

AT yleisnäkymä hyväksytty hydrosfäärin jakaminen valtameriin, mannervedet ja pohjavesi. Suurin osa vedestä on keskittynyt valtamereen, paljon vähemmän - mannerjokiverkostoon ja pohjavesi. Ilmakehässä on myös suuria vesivarantoja pilvien ja vesihöyryn muodossa. Hydrosfäärin tilavuudesta yli 96 % on merta ja valtameriä, noin 2 % pohjavettä, noin 2 % jäätä ja lunta ja noin 0,02 % maan pintavettä. Osa vedestä on kiinteässä tilassa jäätiköiden, lumipeitteen ja ikiroudan muodossa, jotka edustavat kryosfääriä.

pintavesi, jolla on suhteellisen pieni osuus hydrosfäärin kokonaismassasta, on kuitenkin tärkeä rooli maanpäällisen biosfäärin elämässä, koska se on tärkein vesihuollon, kastelun ja kastelun lähde. Lisäksi tämä hydrosfäärin osa on jatkuvassa vuorovaikutuksessa ilmakehän ja maankuoren kanssa.

Litosfääri: maan kiinteä kuori. Se koostuu maankuoresta ja vaipan yläosasta astenosfääriin asti, jossa seismiset aallonnopeudet laskevat, mikä osoittaa kivien plastisuuden muutosta. Litosfäärin rakenteessa erotetaan liikkuvat alueet (taitetut vyöt) ja suhteellisen vakaat alustat.

Litosfäärin lohkot - litosfäärilevyt- liikkua suhteellisen plastista astenosfääriä pitkin. Levytektoniikan geologian osa on omistettu näiden liikkeiden tutkimukselle ja kuvaukselle.

Valtamerien ja maanosien alla oleva litosfääri vaihtelee huomattavasti. Mannerten alla oleva litosfääri koostuu sedimentti-, graniitti- ja basalttikerroksista, joiden kokonaispaksuus on jopa 80 km. Valtamerten alla oleva litosfääri on käynyt läpi monia osittaisen sulamisen vaiheita valtameren kuoren muodostumisen seurauksena.

33. Ilmakehän ilman tärkeimpien ihmisen aiheuttamien epäpuhtauksien (saasteiden) luokitus.

Kaikki saastelähteet on jaettu piste-, lineaar- ja alueellisiin saastelähteisiin. Pistelähteet puolestaan ​​voivat olla liikkuvia ja kiinteitä (kiinteitä). Pisteillä kiinteät lähteet saastuminen sisältää lämpövoimaloiden savupiiput, lämmityskattilat, prosessilaitokset, uunit ja kuivaimet, poistoakselit, ohjaimet, tuuletusputket jne.

Liikkuvia saastelähteitä ovat dieselvetureiden, moottorialusten, lentokoneiden, ajoneuvojen ja muiden liikkuvien laitteiden pakoputket.

Lineaarisia ilmansaasteiden lähteitä ovat tiet ja kadut, joita pitkin ajoneuvot liikkuvat järjestelmällisesti.

Alueen lähteitä ovat ilmanvaihtolyhdyt, ikkunat, ovet, vuodot laitteistoissa, rakennuksissa jne., joiden kautta epäpuhtaudet voivat päästä ilmakehään.

Ilmansaasteita kutsutaan epäpuhtaudet. Tekijä: aggregaation tila haitallisten aineiden päästöt ilmakehään voivat olla kaasumaisia, nestemäisiä ja kiinteitä.

34. Tärkeimmät ilmansaasteiden lähteet:

Tärkeimmät ilmansaasteet ovat:

1) lämpö- ja ydinvoimalaitokset;

2) rautametallialan yritykset;

3) kemian tuotanto;

4) Kuljetus.

Se saastuu voimakkaasti raaka-aineiden käsittelyn aikana, roskien polton aikana, maatalousalueilla - karja- ja siipikarjatiloilla.

Ilmakehän ympäristöongelmat ja niiden Lyhyt kuvaus

Main ympäristöongelmat sen saastumiseen liittyvä ilmakehä:

1) kanssa voisi- myrkyllinen seos.

A) Lontoon savusumu (talvi, märkä)

Korkea teollisten epäpuhtauksien pitoisuus ilmassa

Ei tuulta

Lämpötilan inversio

Tehosteet:

Keuhkojen ja maha-suolikanavan limakalvon vaurioituminen

Kroonisen keuhkosairauden kehittyminen

Sydän verisuonitaudit, heikentynyt immuniteetti

B) Los Angelesin savusumu (kuiva, valokemiallinen)

Korkea pakokaasupitoisuus ilmakehässä

Korkea tutkinto auringonsäteily, jonka seurauksena tapahtui fotokemiallinen reaktio (ilmenee optooksidantteja)

Tehosteet:

Keuhkojen ja maha-suolikanavan limakalvojen vaurioituminen

Näköelinten vaurioituminen

2) Kasvihuoneilmiö- planeetan keskimääräisen vuotuisen lämpötilan nousu ilmakehään kertyneiden kasvihuonekaasujen (hiilidioksidi, metaani, freonit -6%) seurauksena, jotka estävät pitkäaaltoisen lämpösäteilyn planeetan pinnalta. (lämmönvaihto on rikki).

3) otsonin "reiät" - Tämä on valtavia tiloja(20-25 km:n korkeudessa stratosfäärissä), joiden otsonipitoisuus on alennettu vähintään 50 %.

luonnolliset tekijät

1) muutos auringon syklisessä aktiivisuudessa

2) kaasunpoisto - syvien kaasujen vapautuminen luonnollisten vikojen kautta

3) kerrosmaisten nousevien pyörteiden ilmavirtojen läsnäolo Etelämantereen yllä

Antropogeeniset tekijät

1) freonien käyttö

2) sukkulan laukaisu

3) yliäänikoneiden lentoja yli 12 km:n korkeudessa

Tehosteet:

auringonpolttama, syöpä, näköelinten sairaus, heikentynyt vastustuskyky

Vähentynyt kyky fotosyntetisoida ja kasveja

4) happosade - muodostuu teollisten rikkidioksidi- ja typenoksidipäästöjen seurauksena ilmakehään, jotka yhdistyvät ilman kosteuden kanssa muodostaen laimeaa rikki- ja typpihappoa.

Tehosteet:

Happosade huuhtoo ravinteita maaperästä, mikä johtaa niiden vapautumiseen raskasmetallit yhdisteistä, mikä vähentää maaperän hedelmällisyyttä ja raskasmetallien kertymistä ravintoketjuun.

Talvi- ja kesäsumun ominaisuudet ja syyt

sumuinen hunnu päällä teollisuusyritykset ja kaupungit, jotka muodostuvat kaasumaisesta jätteestä, pääasiassa rikkidioksidista. On talvisumua (Lontoo-tyyppi) ja kesäsumua (Los Angeles-tyyppiä). Edellytyksiä talvisumun muodostumiselle ovat tyyni, tyyni sää, mikä edistää ajoneuvojen pakokaasujen kertymistä ja päästöjä alhaisista savupiipuista. Kesäsumun (kutsutaan myös valokemialliseksi savusumuksi) aiheuttavat typen oksidit ja hiilivedyt, joista voimakkaassa auringonpaistetta muodostuu fotooksidantteja, pääasiassa otsonia.

Ilmakehän koostumus

Maan ilmakehä koostuu pääasiassa kaasuista ja erilaisista epäpuhtauksista (pöly, vesipisarat, jääkiteet, merisuolat, palamistuotteet).

Ilmakehän muodostavien kaasujen pitoisuus on lähes vakio, lukuun ottamatta vettä (H 2 O) ja hiilidioksidia (CO 2)

Typpi 75,5 % Happi 23,10 % argon 1,2 % muut kaasut (neon, helium, metaani, vety jne.)

Otsoniaukko - paikallinen otsonipitoisuuden lasku maan otsonikerroksessa. Yleisesti hyväksytyn mukaan tieteellinen ympäristö teorian mukaan 1900-luvun jälkipuoliskolla antropogeenisen tekijän jatkuvasti lisääntyvä vaikutus klooria ja bromia sisältävien freonien vapautumisena johti otsonikerroksen merkittävään ohenemiseen

Uskotaan, että luonnolliset halogeenilähteet, kuten tulivuoret tai valtameret, ovat tärkeämpiä otsonikatoa kuin ihmisen aiheuttamat lähteet. Kyseenalaistamatta luonnollisten lähteiden osuutta kokonaistasapainoa halogeeneja, on huomattava, että ne eivät yleensä pääse stratosfääriin, koska ne ovat vesiliukoisia (pääasiassa kloridi-ionit ja kloorivety) ja huuhtoutuvat pois ilmakehästä ja putoavat sateena maahan.

Tehosteet

Otsonikerroksen heikkeneminen lisää auringon säteilyn virtausta maahan ja lisää ihosyöpien määrää ihmisillä. Kasvit ja eläimet kärsivät myös lisääntyneestä säteilytasosta.

38.Kasvihuoneilmiö

Kasvihuoneilmiö- planeetan ilmakehän alempien kerrosten lämpötilan nousu verrattuna efektiiviseen lämpötilaan, eli planeetan avaruudesta havaitun lämpösäteilyn lämpötilaan.

Kasvihuoneilmiön seuraukset 1. Jos lämpötila maapallolla jatkaa nousuaan, sillä on suuri vaikutus globaaliin ilmastoon.2. Tropiikissa sataa lisää, sillä ylimääräinen lämpö lisää ilman vesihöyrypitoisuutta.3. Kuivilla alueilla sateet harvinaistuvat entisestään ja ne muuttuvat aavikoiksi, minkä seurauksena ihmisten ja eläinten on poistuttava niistä.4. Myös merien lämpötila nousee, mikä johtaa rannikon ala-alueiden tulviin ja kovien myrskyjen lisääntymiseen.5. Maapallon lämpötilan nousu saattaa nostaa meren pintaa6. Asuinmaata vähennetään.7. Valtamerien vesi-suolatasapaino häiriintyy.8. Syklonien ja antisyklonien liikeradat muuttuvat.

Biosfäärin tärkeimmät väliaineet: ilmakehä, hydrosfääri, litosfääri (maaperä)

Biosfääri on järjestelmä, jossa on suoria ja käänteisiä (negatiivisia ja positiivisia) linkkejä, jotka viime kädessä tarjoavat mekanismit sen toiminnalle ja vakaudelle. Biosfääri - keskitetty järjestelmä. keskuslinkki sitä edustavat elävät organismit (elävä aine). Tämän ominaisuuden on paljastanut kattavasti V.I. Vernadsky, mutta valitettavasti ihminen aliarvioi sen tällä hetkellä: vain yksi laji on sijoitettu biosfäärin tai sen linkkien keskelle - ihminen (antroposentrismi).

tunnelmat a- Maan kaasumainen kuori, Tämä on luonnollinen kaasuseos, joka on kehittynyt planeetan evoluution aikana. Tällä hetkellä ilmakehä sisältää 78,08 % typpeä (N 2), 20,9 % happea (0 2), noin 1 % argonia (Ar) ja 0,03 % hiilidioksidia (CO 2).

Maan ilmakehä on ainutlaatuinen. Ilmassa oleva happi on elintärkeää kasvien ja eläinten hengittämiselle. Tällä hetkellä hapen tuotannon ja sen kulutuksen välillä on likimääräinen tasapaino. Kuitenkin kova kulutus 0 2 teollisuus ja liikenne ovat viime aikoina herättäneet huolta ympäristön happitasapainon häiriintymisestä.

Hiilidioksidilla on merkittävä vaikutus planeetan lämpötilaan. Omistaminen suurempi tiheys kuin happi tai typpi, tämä kaasu peittää tiiviisti maapallon vesi- ja maapeitekerroksen. Hiilidioksidi on itsessään vaarallinen ilmakehän komponentti kaikelle elolliselle. CO 2 -pitoisuuden kasvu ilmakehän pintakerroksessa voi johtaa elävien asioiden joukkotuhoon maapeite ja sen hedelmällisyyden heikkeneminen.

Toisin kuin vihreiden kasvien ilmakehään toimittaman hapen, nämä samat kasvit sitovat hiilidioksidia orgaanisiksi yhdisteiksi, jolloin orgaanisissa yhdisteissä oleva hiili muuttuu hengityksen aikana hiilidioksidiksi.

Typpi, joka on suurin osa ilmakehän ilmasta, on kemiallisesti inertti kaasu (käännettynä kreikasta - "eloton"). Ilmassa se on molekyylitilassa inaktiivinen. Typpi ei käytännössä osallistu geokemiallisiin prosesseihin ja vain kertyy ilmakehään. Samaan aikaan N2 on tärkein proteiinien rakennusmateriaali, nukleiinihapot ja muita yhteyksiä. Siitä tulee vain osa elämää kemialliset yhdisteet- helposti liukenevat nitraatti- ja ammoniakkisuolat. Ilmassa ei kuitenkaan ole sitoutunutta typpeä, ja normaaleissa olosuhteissa useimmat organismit eivät pysty erottamaan sitä ilmakehästä.

Ilmapiiri ei vain tue elämää, vaan toimii myös suojana. Auringon ultraviolettisäteilyn vaikutuksesta 20-25 km:n korkeudella maan pinnasta osa happimolekyylistä hajoaa vapaiksi atomeiksi. Jälkimmäinen voi jälleen muodostaa yhdisteitä O 2 -molekyylien kanssa ja muodostaa kolmiatomisen muotonsa 0 3 - otsonin.

Otsonilla on poikkeuksellinen rooli planeetan elämässä. Se muodostaa yläilmakehään ohuen kerroksen - niin kutsutun otsoniverkon, joka suodattaa haitallisen komponentin. auringonsäteily- ultraviolettisäteilyltä. Näiden säteiden suora vaikutus on haitallinen kaikille eläville olennoille, ja ilman otsonikerrosta tämä säteily tuhoaisi elämän maapallolla.

Kaasuvaippa suojaa maata meteoriittipommituksista. Useimmat meteoriitit eivät koskaan saavuta maan pintaa, koska ne palavat, kun ne tulevat ilmakehään suurella nopeudella.

Lisäksi ilmakehä edistää planeetan lämmön säilymistä, joka muuten hajoaisi ulkoavaruuden kylmässä. Lyhyiden sähkömagneettisten aaltojen muodossa ilmakehän läpi maan pinnalle tunkeutuva aurinkoenergia heijastuu siitä suurelta osin pidempien aaltojen muodossa, jotka osittain viivästyvät ja ilmakehän alemmat kerrokset suojaavat takaisin maan pinnalle. Joten planeettamme käyttää aurinkolämpöä kahdesti. Ilman tätä vaikutusta elämä Maan päällä olisi mahdotonta, koska Auringon primäärisäteet lämmittävät sen pinnan vain -18 °C:seen. Troposfäärin heijastamat lämpöenergiavirrat nostavat tämän keskilämpötilan +15 °C:seen. Tietyssä lämpötilassa planeetan pinta ja ilmakehä ovat sisällä lämpötasapaino. Auringon energialla ja ilmakehän infrapunasäteilyllä lämmitettynä Maan pinta palauttaa ilmakehään keskimäärin vastaavan määrän energiaa.

Ilmakehän lämpeneminen johtuu siitä, että siinä on niin kutsuttuja kasvihuonekaasuja; hiilidioksidia, metaania, typen oksideja ja vesihöyryä, jotka pystyvät toisaalta absorboimaan (sieppaamaan) Maan infrapunasäteilyä ja toisaalta heijastamaan osan siitä takaisin Maahan. Ilman planeettaa ympäröivää "kaasupeitettä" sen pinnan lämpötila olisi 30-40 °C alhaisempi, ja elävien organismien olemassaolo tällaisissa olosuhteissa on erittäin ongelmallista,

Hydrosfääri - yksi planeettamme tärkeimmistä osista, joka yhdistää kaikki vapaat vedet. Se kattaa noin 70 % maapallon pinta-alasta. Yleiset osakkeet vapaassa tilassa olevaa vettä on 1386 miljoonaa km 3. Jos tämä vesi peittyy tasaisesti Maapallo, silloin sen kerros olisi 3700 m. Samaan aikaan 97-98 % vedestä on merien ja valtamerten suolaista vettä. Ja vain 2-3% makeaa vettä on elämälle välttämätöntä. Maapallon makeasta vedestä 75 % on jään muodossa, merkittävä osa siitä on pohjavettä ja vain 1 % on elävien organismien saatavilla.

Vesi on osa kaikkia biosfäärin elementtejä. Se on olennainen osa paitsi vesistöjä myös ilmaa, maaperää ja eläviä olentoja.

Vesi on elämän lähde, ilman sitä ei eläimet, kasvit eikä ihminen voi olla olemassa. Se on osa minkä tahansa eläimen ja kasvin soluja ja kudoksia. Monimutkaisimmat reaktiot eläimissä ja kasviorganismit voi virrata vain veden läsnä ollessa. Ihmiskeho on 65 % vettä. Eläinten ruumiissa on yleensä vähintään 50 % vettä. Kasvit sisältävät myös paljon vettä: perunat - 80%, tomaatit - 95% jne.

Aurinkoenergian ja gravitaatiovoimien vaikutuksesta Maan vedet voivat siirtyä tilasta toiseen ja olla jatkuvassa liikkeessä. Veden kiertokulku yhdistää kaikki biosfäärin osat muodostaen suljetun järjestelmän kokonaisuutena; valtameri - ilmapiiri - maa.

Hydrosfäärillä on ratkaiseva rooli planeetan erityispiirteiden muovaamisessa. Sillä on suuri merkitys hapen ja hiilidioksidin vaihdossa ilmakehän kanssa, se edistää suhteellisen muuttumattoman ilmaston ylläpitämistä, mikä mahdollisti elämän lisääntymisen yli 3 miljardia vuotta. Maapallon ilmasto riippuu suurelta osin vesitiloista ja ilmakehän vesihöyryn pitoisuudesta. Valtameret ja meret hillitsevät, säätelevät ilman lämpötilaa, varastoivat lämpöä kesällä ja vapauttavat sitä ilmakehään talvella. Lämpimät ja kylmät vedet kiertävät ja sekoittuvat valtameressä.

Hydrosfäärissä tapahtuu pääasiallinen määrä kemiallisia reaktioita, jotka määräävät biomassan tuotannon ja biosfäärin kemiallisen puhdistumisen. Vesistöjen itsepuhdistumiseen vaikuttavat tekijät ovat lukuisia ja erilaisia. Perinteisesti ne voidaan jakaa kolmeen ryhmään: fysikaalisiin, kemiallisiin ja biologisiin.

Fysikaalisista tekijöistä aineiden laimentaminen, liukeneminen ja sekoittuminen ovat ensiarvoisen tärkeitä. Tätä helpottaa jokien intensiivinen virtaus. Lisäksi puhdistusprosessiin vaikuttavat liukenemattomien sedimenttien laskeutuminen veteen sekä saastuneiden vesien laskeutuminen. Tärkeä fyysinen itsepuhdistuva tekijä on Auringon ultraviolettisäteily. Sen vaikutuksen alaisena bakteerit, virukset ja mikrobit kuolevat.

Itsepuhdistumisen kemiallisista tekijöistä on huomattava orgaanisten ja epäorgaanisten aineiden hapettuminen veteen liuenneella hapella.

Aktiivinen rooli hydrosfäärin itsepuhdistumisessa on kaikkien vesistöissä asuvien organismien yhteistoiminnalla. Elintoiminnan prosesseissa ne hapettavat (hajottavat) orgaanisia epäpuhtauksia.

Kaiken edellä mainitun lisäksi hydrosfääri on tärkeä ravinnonlähde ihmisille ja muille maan asukkaille, arvokkaiden raaka-aineiden ja polttoaineiden lähde. Valtameret, meret, joet ja muut vesistöt ovat luonnollisia kommunikaatioreittejä ja niillä on virkistysarvoa.

Litosfääri (maaperä). Maaperä - maankuoren pintakerros, joka syntyy ulkoisten olosuhteiden yhteisvaikutuksen alaisena: lämpö, ​​vesi, ilma, kasvi- ja eläinorganismit, erityisesti mikro-organismit. Tämä on vuosisatoja vanhan luonnon kärsivällisen työn tulos. Maa keräsi sitä monien vuosituhansien ajan hyvin hitaasti: 1 cm mustaa maata 100-300 vuodessa.

Maaperällä on erityistä fyysiset ominaisuudet: löysyys, vedenläpäisevyys, ilmastavuus jne. Kasvien ravintoon tarvittavat aineet - typpi, fosfori, kalium, kalsium ja muut - keskittyvät maan ylempiin kerroksiin. Se on elinympäristö monille mikro-organismeille ja kaivaville eläimille. Täällä elämä tapahtuu tarpeellista vaihtoa mineraalit biosfäärin ja epäorgaanisen maailman välillä: kasvit saavat vettä ja ravinteita, ja kuolevat lehdet ja oksat palaavat maaperään, missä ne hajoavat ja vapauttavat niissä olevia mineraaleja. Maaperän rooli on siis monipuolinen: toisaalta se on tärkeä paikka kaikille luonnollisille kiertokuluille, toisaalta se on biomassan tuotannon perusta.

Maaperä on elämän tärkein perusta, ainutlaatuinen ja samalla haavoittuva luonnonmuodostelma.

YMPÄRISTÖ JÄRJESTELMÄNÄ

Ympäristö järjestelmänä - 4 tuntia

LUENTO nro 5-6 (4 tuntia).

TEKEMÄT JÄRJESTELMÄT JA YMPÄRISTÖRISKIT

Systeemilähestymistapa ekologisten järjestelmien tutkimuksessa. Ilmakehä, hydrosfääri, litosfääri ovat ympäristön pääkomponentteja. Biosfäärin toiminnan lait.

Luonnonympäristön suojamekanismit ja sen kestävyyden varmistavat tekijät. Dynaaminen tasapaino ympäristössä. hydrologinen kierto. Energian ja aineen kiertokulku biosfäärissä. Fotosynteesi.

Olosuhteet ja tekijät, jotka takaavat turvallisen elämän ympäristössä. Luonnolliset "ravitsevat" syklit, itsesäätelymekanismit, biosfäärin itsepuhdistuminen. Uusiutuvat ja uusiutumattomat luonnonvarat.

Kaikki planeettamme biogeosenoosit (ekosysteemit) muodostavat jättiläisen globaali ekosysteemi, jota kutsutaan biosfääriksi (kreikan kielestä bios - elämä, pallo - pallo) - planeetan elävän ja luuaineen systeemisen vuorovaikutuksen alue. Biosfääri on koko tila, jossa elämää on tai on koskaan ollut, ts. missä eläviä organismeja tai niiden aineenvaihduntatuotteita löytyy. Sitä biosfäärin osaa, jossa eläviä organismeja tällä hetkellä esiintyy, kutsutaan nykyaikaiseksi biosfääriksi tai neobiosfääriksi, ja muinaisia ​​biosfäärejä kutsutaan entisiksi biosfääreiksi, muuten paleobiosfääreiksi tai megasfääreiksi. Esimerkkejä jälkimmäisistä ovat elottomat orgaanisen aineen kertymät (hiilen, öljyn, kaasun esiintymät jne.) tai muiden yhdisteiden varannot, jotka muodostuvat elävien organismien suorasta osallisuudesta (kalkkikivet, kuorikivet, liitumuodostelmat, monet malmit ja monet muut).

Biosfääri sisältää: aerobiosfäärin (ilmakehän alaosan), hydrobiosfäärin (koko hydrosfäärin), litobiosfäärin (litosfäärin ylähorisontit - kiinteä) maan kuori). Uus- ja paleobiosfäärin rajat ovat erilaiset. Teoriassa yläraja he ovat päättäneet otsonikerros. Neobiosfäärissä tämä on otsonikerroksen alaraja (noin 20 km), joka vaimentaa haitallisen kosmisen ultraviolettisäteilyn hyväksyttävälle tasolle, ja paleobiosfäärille tämä on saman kerroksen yläraja (noin 60 km). koska maapallon ilmakehän happi on seurausta pääasiassa kasvillisuuden elintärkeästä toiminnasta (siis sama kuin muut kaasut sopivassa määrin).

Biosfääri on elävien organismien asuttama osa maapallon kuoria, eli osa ilmakehää, hydrosfääriä ja litosfääriä.

16) Ilmakehän kemiallisen koostumuksen ominaisuudet geosfäärinä ja osana biosfääriä

Maan ilmakehä on kaasumainen ympäröivät maata. Ilmakehäksi kutsutaan sitä maapallon ympärillä olevaa aluetta, jossa kaasumainen väliaine pyörii sen mukana kokonaisuudessaan. Ilmakehän massa on 5,15 - 5,9x10 15 tonnia. Ilmakehä biogeosenoosin komponenttina on maaperässä ja sen pinnan yläpuolella oleva ilmakerros, jossa havaitaan biosfäärin komponenttien vuorovaikutusta.

Nykyaikainen ilmakehä on toissijaista alkuperää ja muodostui kaasuista, jotka vapautuivat Maan kiinteästä kuoresta planeetan muodostumisen jälkeen. Maan geologisen historian aikana ilmakehä on kehittynyt merkittävästi useiden tekijöiden vaikutuksesta: haihtuminen ilmakehän kaasut ulkoavaruuteen;

kaasupäästöt tulivuoren toiminnasta, molekyylien halkeamisesta auringon ultraviolettisäteilyn vaikutuksesta, kemiallisista reaktioista ilmakehän komponenttien ja maankuoren kivien välillä; planeettojen välisen väliaineen vangitseminen.

Ilmakehän kehitys liittyy läheisesti geologisiin ja geokemiallisiin prosesseihin sekä elävien organismien toimintaan. Ilmakehä suojaa maan pintaa putoavien meteoriittien haitallisilta vaikutuksilta, joista suurin osa palaa ilmakehän tiheissä kerroksissa.

Ilmakehän rakenne on rakenteeltaan monimutkainen, jonka määräävät pystysuoran lämpötilajakauman ominaisuudet. Yli 1000 km:n korkeudessa on eksosfääri, josta ilmakehän kaasut leviävät maailmanavaruuteen. Tässä tapahtuu asteittainen siirtyminen ilmakehästä planeettojen väliseen tilaan. Kaikilla ilmakehän rakenteellisilla parametreillä - lämpötilalla, paineella ja tiheydellä - on merkittävä aika- ja aikavaihtelu.

Ilmakehän monimutkainen rakenne ilmenee myös sen kemiallisessa koostumuksessa. Joten jos korkeudessa 90 km:iin asti, missä tapahtuu voimakasta sekoittumista, suhteellinen kaasukoostumus pysyy käytännössä muuttumattomana, niin yli 90 km:n yläpuolella auringon ultraviolettisäteilyn vaikutuksesta tapahtuu kaasumolekyylien dissosiaatio ja voimakas muutos kaasumolekyylissä. ilmakehän koostumus korkeuden kanssa. Tyypillisiä ominaisuuksia tämä osa ilmakehää - otsonikerros ja sen oma hehku. Monimutkainen kerrosrakenne on ominaista ilmakehän aerosolille - suspendoituneena kaasumainen ympäristö nestemäiset tai kiinteät hiukkaset, jotka ovat peräisin maanpäällisestä tai kosmisesta alkuperästä. Aerosoli, jossa on nestemäisiä hiukkasia - sumua, kiinteitä hiukkasia - savua. Kiinteiden aerosolihiukkasten halkaisija on keskimäärin 10 -9 - 10 -13 mm, pisaroiden 10 -6 - 10 -2 mm. Myös elektronien ja ionien pystyjakauma ilmakehässä on kerrostunut, mikä ilmenee olemassaolossa eri kerroksia ionosfääri.

Maan ilmakehän koostumus on ainutlaatuinen. Esimerkiksi, jos Jupiterin ja Saturnuksen ilmakehä koostuu pääasiassa vedystä ja heliumista. Mars ja Venus - hiilidioksidista maapallon ilmakehä koostuu pääasiassa hapesta ja typestä. Se sisältää myös argonia, hiilidioksidia, neonia ja muita pysyviä ja muuttuvia komponentteja. Typen tilavuuspitoisuus on 78,084%, hapen - 20,9476%, argonin - 0,934%, hiilidioksidin - 0,0314. Nämä tiedot koskevat vain ilmakehän alempia kerroksia.

Ilmakehän tärkein muuttuva komponentti on vesihöyry. Sen pitoisuuden tilallinen ja ajallinen vaihtelu vaihtelee suuresti lähellä maan pintaa - 3 prosentista tropiikissa 0,00002 prosenttiin Etelämantereella. Suurin osa vesihöyrystä on keskittynyt troposfääriin, ja sen pitoisuus pienenee nopeasti korkeuden kasvaessa. Keskimääräinen vesihöyrypitoisuus ilmakehän pystysuorassa pylväässä lauhkeilla leveysasteilla on noin 15-17 mm "saostetusta vesikerroksesta".

Otsonilla on merkittävä vaikutus ilmakehän prosesseihin, erityisesti lämpöjärjestelmään. Se on keskittynyt pääasiassa stratosfääriin, missä se absorboi auringon ultraviolettisäteilyä. Keskimääräiset kuukausiarvot yleistä sisältöä Otsoni muuttuu leveysasteesta ja vuodenajasta riippuen ja muodostaa kerroksen paksuuden välillä 2,3-5,2 mm maanpäällisillä paineen ja lämpötilan arvoilla. Otsonipitoisuus kasvaa päiväntasaajalta napoille ja muuttuu vuosittain minimiin syksyllä ja maksimiin keväällä. Tällä hetkellä on havaittu otsonikerroksen tuhoutumista taloudellisen toiminnan vaikutuksesta. Otsonikerroksen tärkeimmät tuhoajat ovat freonit (freonit), jotka ovat ryhmä halogeeneja sisältäviä aineita, freonit ovat inerttejä maan pinnalla, mutta stratosfääriin nouseessaan ne läpikäyvät fotokemiallisen hajoamisen, lähettävät kloori-ionin, joka palvelee otsonimolekyylejä tuhoavien kemiallisten reaktioiden katalysaattorina.

Ilmakehän ulompi yläraja muuttuu vähitellen planeettojenväliseksi kaasuksi, jonka tiheys on 1000 paria ioneja kuutiosenttimetrissä.

17) Hydrosfäärin kemiallisen koostumuksen ominaisuudet Miten geosfääri ja biosfäärin osat

Hydrosfääri - vesikuori Maapallo. Veden suuren liikkuvuuden vuoksi ne tunkeutuvat kaikkialle erilaisiin luonnonmuodostelmia. Vesi on höyryjen ja pilvien muodossa maan ilmakehään, muodostaa valtameriä ja meriä, esiintyy jäätiköiden muodossa mantereiden ylängöillä. Ilmakehän sade tunkeutuu sedimenttikivikerroksiin muodostaen pohjavettä. Vesi pystyy liuottamaan monia aineita, joten mitä tahansa hydrosfäärin vettä voidaan pitää luonnollisina liuoksina, joiden pitoisuus vaihtelee. Ilmakehän puhtaimmissakin vesissä on liuenneita aineita 10-50 mg/l.

Vesi vetyoksidina H2O on yksinkertaisin vakaa vedyn ja hapen yhdistelmä normaaleissa olosuhteissa. Veden kokonaismäärä planeetalla on noin 1,5-2,5x10 24 grammaa (1-5 - 2,5 miljardia km3).

V.I. Vernadsky, vesi erottuu planeettamme historiassa, mutta vedellä on tärkeä rooli maapallon geologisessa historiassa. Vesi on yksi tekijöistä fyysisen ja kemiallisen ympäristön, ilmaston ja sään muodostumisessa planeetallamme, elämän syntymisessä maapallolla.

Planeettamme on 3/4 veden, jään peitossa; pilvet kelluvat sen yläpuolella vesihöyryn muodossa. Vesi täyttää kasvien, eläinten solut; Ihmiskehon soluista keskimäärin 70 % on vettä.

Luonnollisissa olosuhteissa vedet sisältävät aina liuenneita suoloja, kaasuja, orgaanisia aineita. Niiden pitoisuus vaihtelee veden alkuperän ja ympäristöolosuhteiden mukaan.Suolapitoisuudella 1 g/kg asti vettä pidetään tuoreena, 25 g/kg asti murtopitoisena ja yli 25 g/kg suolaisena.

Vähiten mineralisoituneena pidetään ilmakehän sadetta, jossa suolapitoisuus on keskimäärin 10-20 mg/kg, sitten tuoreet järvet ja joet (5-1000 mg/kg). Valtameren suolapitoisuus on noin 35 g/kg. Merien mineralisaatio on alhaisempi - 8 - 22 g/kg. Pohjaveden mineralisoituminen pinnan lähellä liiallisen kosteuden olosuhteissa on jopa 1 g/kg ja kuivissa olosuhteissa 100 g/kg.

Makeissa vesissä HCO3 - (-), Ca 2+, Mg 2+ -ionit ovat yleensä vallitsevia. Kun kokonaismineralisaatio kasvaa, SO4 -, Cl -, Na +, K + -ionien pitoisuus kasvaa. Erittäin mineralisoituneissa vesissä vallitsevat kloridi- ja natriumionit, harvemmin magnesium- ja hyvin harvoin kalsiumionit. Muita alkuaineita on hyvin pieniä määriä, mutta lähes kaikki jaksollisen järjestelmän luonnolliset elementit löytyvät luonnollisista vesistä.

Veteen liuenneista kaasuista on typpeä, happea, hiilidioksidia, jalokaasuja ja harvoin rikkivetyä ja hiilivetyjä.

Orgaanisen aineen pitoisuus on alhainen. Se on: joissa - noin 20 mg / l, pohjavedessä vielä vähemmän ja valtamerissä - noin 4 mg / l. Poikkeuksena ovat suovedet ja vedet öljykentät, samoin kuin vettä. Teollisuuden ja kotitalouksien jätevesien saastuttama, jossa orgaanisen aineksen pitoisuus voi olla korkea.

Luonnonvesien suolojen pääasiallisia lähteitä ovat aineet, jotka muodostuvat magneettikivien kemiallisen rapautuman aikana, sekä aineet, jotka ovat vapautuneet maan suolistosta sen historian aikana. Veden koostumus riippuu näiden aineiden koostumuksen monimuotoisuudesta ja olosuhteista, joissa ne ovat vuorovaikutuksessa veden kanssa. Suuri arvo muodostamaan veden koostumuksen, sillä on myös elävien organismien vaikutus siihen, samoin kuin Taloudellinen aktiivisuus henkilö.

Maailmanmeren rooli luonnonolosuhteiden vakauttamisessa maan pinnalla on valtava. Tämä johtuu suurelta osin sen painosta ja pinta-alasta.

Noin 52,6 %:lla valtameren vesialueesta on syvyys 4000-6000 m. Yli 6000 m syvyydeltään noin 1,2 %, matalilla alueilla - jopa 200 m - on myös pieni alue - 7,5 %. Muun vesialueen, noin 38,7 %, syvyys on 200-4000 m. Suurin osa maailman valtamerestä sijaitsee eteläisellä pallonpuoliskolla, jossa se vie 81% pinta-alasta, pohjoisella pallonpuoliskolla - 61% pinta-alasta.

Yleensä hydrosfääri tunnistetaan valtameriin ja meriin, koska niiden massa muodostaa 91,3% koko hydrosfääristä.

Vesi on voimakkain auringon lämpöenergian absorboija maan pinnalla. Ratkaiseva rooli aurinkoenergian imeytymisessä planeetallamme on Maailmanmerellä, jonka kyky absorboida aurinkoenergiaa on 2-3 kertaa suurempi kuin maan. pinta. Vain 8 % auringon säteilystä heijastuu meren pinnalta. Meri on planeetan lämpönielu. Lämmitys tapahtuu sisällä päiväntasaajan vyö noin 15 astetta eteläinen leveysaste jopa 30 astetta pohjoista leveyttä. Korkeammilla leveysasteilla molemmilla pallonpuoliskoilla valtameri vapauttaa lämpöä, joka on vastaanotettu lämmitysvyöhykkeellä.

Maailman vedet Oksan ovat aktiivisessa liikkeessä koko ajan. Tätä helpottavat ilmakehän kiertokulku, pinnan epätasainen lämpeneminen, suolapitoisuuden kontrastit, lämpötilakontrastit sekä Kuun ja Auringon vetovoimat.

Monimuotoisuutensa ansiosta hydrosfääri on kuitenkin erittäin kestävä ulkoisille ja sisäisiä vaikutteita. Merkittävää vaihtelua luo veden samanaikainen olemassaolo kolmessa faasissa, jotka eroavat jyrkästi komponenteistaan, suuri joukko siihen liuenneita aineita ja kaasuja, erilaisten staattisten ja dynaamiset rakenteet. Maan hydrosfääri biosfäärin osana on globaali termodynamiikka avoin systeemi, vakaa ja tukee koko biosfäärin vakautta.

18) Litosfäärin kemiallisen koostumuksen ominaisuudet geosfäärinä ja osana biosfääriä

Maankuori on maapallon heterogeenisin kuori, jonka muodostavat erilaiset mineraaliyhdisteet sedimentti-, magma- ja metamorfisten aineiden muodossa. kiviä, erilaisia ​​esiintymismuotoja.

Tällä hetkellä maankuorella tarkoitetaan ylempää kerrosta kiinteä runko planeetat, jotka sijaitsevat seismisen rajan yläpuolella. Tämä raja sijaitsee eri syvyyksillä, missä maanjäristyksen aikana esiintyvien seismisten aaltojen nopeus hyppää jyrkästi. Maankuorta on kahta tyyppiä - mannermainen ja valtamerinen. Continentalille on ominaista syvempi seisminen raja. Tällä hetkellä käytetään useammin E. Suessin ehdottamaa termiä litosfääri, joka ymmärretään maankuorta laajemmaksi alueeksi.

Litosfääri on huipulla kova kuori Maa, jolla on suurempi vahvuus ja joka muuttuu vähemmän kestäväksi astenosfääriksi. Litosfääri sisältää maankuoren ja ylävaipan noin 200 kilometrin syvyyteen.

Maankuoren rakenne on epätasainen. vuoristojärjestelmät vuorotellen mantereiden tasangojen kanssa. Mantereet puolestaan ​​ovat merenpinnan yläpuolelle kohoavia maankuoren alueita. Mannerten tilajärjestely planeetalla V.I. Vernadsky kutsui sitä "planeetan epäsymmetrisyydeksi". Jos jaamme maapallon Tyynenmeren rannikkoa pitkin kahteen puolikkaaseen, niin saamme ikään kuin kaksi pallonpuoliskoa: manner, jonne ovat keskittyneet kaikki mantereet Atlantin ja Intian valtamerineen, ja valtameren, joka miehittää koko Tyynenmeren Valtameri. Tämä johtuu maankuoren rakenteesta ja koostumuksesta manner- ja valtameren pallonpuoliskolla. Maankuoren eri paksuus mantereiden ja valtamerten alueella liittyy eroon sen muodostavien kivien koostumuksessa. Valtameren kuori koostuu pääasiassa basalttimateriaalista, kun taas mannerkuori koostuu koostumukseltaan graniitin kaltaisesta materiaalista. Graniittikivet sisältävät enemmän piihappoa ja vähemmän rautaa kuin basaltti.

Kenraali kemiallinen koostumus Maankuoren määrää muutama kemiallinen alkuaine. Vain kahdeksan alkuainetta: happea, piitä, alumiinia, rautaa, kalsiumia, natriumia, magnesiumia, kaliumia jakautuu maankuoreen yli 1 % painossa. Maankuoren johtava, yleisin alkuaine on happi, joka muodostaa lähes puolet massasta (47,3 %) ja 92 % sen tilavuudesta. Näin ollen maankuori on kvantitatiivisesti muihin alkuaineisiin kemiallisesti sitoutuneen hapen valtakunta.

Yleisyys kemiallisia alkuaineita maankuoressa ei ole sama ja toistaa jossain määrin kosmista vallitsevuutta. Jaksollisen järjestelmän neljä ensimmäistä jaksoa muodostavien neljän sarjanumeron valoelementit ovat vallitsevia. Hapen hallitsevuus maankuoren kemiallisten alkuaineiden joukossa määrää johtava arvo mineraalien jakautuminen, joihin se sisältyy. Maankuoren alkuaineiden runsautta koskevien tietojen avulla on mahdollista laskea sen muodostavien mineraalien suhde, jota yleensä kutsutaan kivenmuodostukseksi.

Mannerten pinnasta 80 % on sedimenttikiviä ja valtameren pohjaa - lähes kokonaan tuoreet sedimentit, jotka ovat peräisin mantereiden materiaalin tuhoutumisesta ja meren eliöiden toiminnasta. Maankuori syntyi alun perin primaarivaipan sulamisen tuloksena, joka sitten prosessoitiin biosfäärissä ilman, veden ja elävien organismien toiminnan vaikutuksesta.

Maankuoren mannerosa oli pitkän geologisen historian aikana biosfäärissä, mikä jätti jälkensä sedimenttikivien ulkonäköön, koostumukseen ja levinneisyyteen sekä mineraalien pitoisuuteen niissä kivihiilen, öljyn, öljyliuskeen, piipitoisena ja hiilipitoiset kivet, jotka liitettiin aiemmin organismien elintärkeään toimintaan. Tässä suhteessa mannermainen kuori liittyy suoraan maapallon biosfääriin.

19) Biosfäärin toiminnan lait.

Päärooli biosfäärin teoriassa V.I. Vernadsky esittää ajatusta elävästä aineesta ja sen toiminnoista.

Päätoiminto biosfäärin tarkoituksena on varmistaa kemiallisten alkuaineiden kierto. Globaali bioottinen kierto suoritetaan kaikkien planeetalla asuvien organismien osallistuessa. Se koostuu aineiden kierrosta maaperän, ilmakehän, hydrosfäärin ja elävien organismien välillä. Bioottisen syklin ansiosta elämän pitkä olemassaolo ja kehittyminen on mahdollista saatavilla olevien kemiallisten alkuaineiden rajallisella määrällä. Käyttämällä epäorgaaniset aineet, vihreät kasvit luovat auringon energiaa hyödyntäen orgaanista ainetta, jota muut elävät olennot (kuluttajaheterotrofit ja -tuhoajat) tuhoavat, jotta kasvit voivat käyttää tämän tuhon tuotteita uusiin orgaanisiin synteeseihin.

Toinen olennainen toiminto elävä aine, ja siten biosfääri kaasutoiminto. Elävän aineen toiminnan ansiosta ilmakehän koostumus on muuttunut, erityisesti fotosynteesiprosessin seurauksena siihen ilmaantui merkittäviä määriä happea. Suurin osa planeetan ylähorisontissa olevista kaasuista on elämän tuottamia. Troposfäärin ylemmissä kerroksissa ja stratosfäärissä ultraviolettisäteilyn vaikutuksesta otsonia muodostuu hapesta. Olemassaolo otsonikilpi- myös elävän aineen toiminnan tulos, joka V.I. Vernadsky, "ikään kuin se luo itselleen elämänalueen". Hiilidioksidi pääsee ilmakehään kaikkien elävien organismien hengityksen seurauksena. Kaikki ilmakehän typpi on organogeenistä alkuperää. Orgaanista alkuperää olevia kaasuja ovat myös rikkivety, metaani ja monet muut haihtuvat yhdisteet, jotka muodostuvat aiemmin sedimenttikerroksiin hautautuneiden kasviperäisten orgaanisten aineiden hajoamisen seurauksena.

Elävä aine pystyy jakamaan uudelleen atomeja biosfäärissä. Yksi elävän aineen tehtävistä on keskittyminen. Monilla organismeilla on kyky kerätä tiettyjä alkuaineita itsessään huolimatta niiden merkityksettömästä sisällöstä ympäristössä. Hiili tulee ensin. Monet organismit keskittyvät kalsiumia, piitä, natriumia, alumiinia, jodia jne. Kun he kuolevat, ne muodostavat näiden aineiden kertymän. Siellä on kivihiilen, kalkkikiven, bauksiitin, fosforiitin, sedimenttirautamalmien jne. esiintymiä. Monia niistä ihminen käyttää mineraaleina.

Elävän aineen redox-toiminto perustuu sen kykyyn suorittaa oksidatiivisia ja pelkistäviä kemiallisia reaktioita, jotka ovat lähes mahdottomia elottomassa luonnossa. Biosfäärissä mikro-organismien elintärkeän toiminnan seurauksena, kuten kemiallisia prosesseja, kuten vaihtelevan valenssin (typpi, rikki, rauta, mangaani jne.) alkuaineiden hapetus ja pelkistys. Mikro-organismit-restauraattorit - heterotrofit - käyttävät orgaanisia aineita energialähteenä. Näitä ovat denitrifioivat ja sulfaattia pelkistävät bakteerit, jotka pelkistävät typen hapettuneista muodoista alkuainetilaan ja rikin rikkivetyksi. Mikro-organismit-hapetusaineet voivat olla sekä autotrofeja että heterotrofeja. Nämä ovat rikkivetyä ja rikkiä hapettavia bakteereja, nitrifioivia ja nitrifioivia mikro-organismeja, rauta- ja mangaanibakteereja, jotka keskittävät nämä metallit soluihinsa.

20) Luonnonympäristön suojamekanismit ja sen kestävyyden varmistavat tekijät. Dynaaminen tasapaino ympäristössä. hydrologinen kierto. Energian ja aineen kiertokulku biosfäärissä. Fotosynteesi.

Biosfääri toimii valtavana, äärimmäisen monimutkaisena ekologisena järjestelmänä, joka toimii stationääritilassa kaikkien sen osien ja prosessien hienosäädön perusteella.

Biosfäärin stabiilius perustuu elävien organismien suureen monimuotoisuuteen, yksittäisiä ryhmiä jotka suorittavat erilaisia ​​tehtäviä kokonaisaineen virtauksen ja energian jakautumisen ylläpitämisessä, biogeenisten ja abiogeenisten prosessien tiiviimmässä kutoutumisessa ja yhteenliittämisessä, yksittäisten elementtien kiertojen johdonmukaisuudessa ja yksittäisten säiliöiden kapasiteetin tasapainottamisessa. Biosfäärissä niitä on monimutkaiset järjestelmät palautetta ja riippuvuuksia.

Biosfäärin stabiilius johtuu siitä, että kolmen eliöryhmän, jotka suorittavat eri tehtäviä bioottisessa kierrossa - tuottajat (autotrofit), kuluttajat (heterotrofit) ja hajottajat (mineralisoivat orgaaniset jäämät) - toiminnan tulokset ovat keskenään tasapainossa. .

Tärkeää biosfäärin vakauden ylläpitämiselle biologisen kierron ohella on veden kiertokulku, jonka energianlähde on auringon säteily. Veden kierrossa valtava rooli elävät organismit leikkivät erityisesti haihtuvia kasveja, joiden tuotantoyksikön luominen vaatii satoja kertoja enemmän haihtuvaa kosteutta.

Rajoitetuilla alueilla veden kierto muodostuu sen haihtumista maaperän pinnalta, vesistöistä, kasveista, pilvien ja sateiden keskittymisestä. Koko planeetan rajoissa tämä kierto ilmaistaan ​​vedenvaihdossa "valtameret - maanosat". Meren pinnalta haihtunut vesi kulkeutuu tuulen mukana mantereille, putoaa niiden yli ja palaa valtamereen jokien ja maanalaisten valumien mukana.

Veden kierto on tärkein mekaanisen työn lähde biosfäärissä, kun taas biologinen kierto johtuu pääasiassa kemiallisista prosesseista, joihin liittyy kemiallisen energian muunnos. kuitenkin mekaaninen työ suoritetaan maan päällä veden kierron aikana - sää, liukeneminen jne. - siitä huolimatta se tapahtuu joko elävien organismien osallistuessa tai niiden aineenvaihduntatuotteiden kustannuksella. Veden liikkuminen tapahtuu biosfäärissä eroosion, kuljetuksen, uudelleenjakautumisen, sedimentoitumisen ja mekaanisten ja kemiallisten saostumien kerääntymisen kautta maalla ja valtamerissä.

Aurinkoenergia aiheuttaa planeettojen liikkeitä ilmamassat niiden epätasaisen kuumenemisen seurauksena. Syntyy suurenmoisia ilmakehän kiertokulkuja, jotka ovat luonteeltaan rytmiä.

Kaikki nämä planeettaprosessit Maan päällä ovat tiiviisti kietoutuneet toisiinsa muodostaen yhteisen, globaali liikkeeseen aineet, jotka jakavat energiaa auringosta. Se suoritetaan pienten syklien järjestelmällä. Yhdistetty suuriin ja pieniin kierroksiin tektoniset prosessit, jotka johtuvat tulivuoren toiminnasta ja valtamerten laattojen liikkumisesta maankuoressa. Tämän seurauksena suuri geologinen kiertokulku aineet.

Kaikille biologisille kierroille on ominaista kemiallisten alkuaineiden atomien toistuva sisällyttäminen elävien organismien kehoon ja niiden vapautuminen ympäristöön, josta kasvit sieppaavat ne uudelleen ja osallistuvat kiertoon. Pienelle biologiselle kierrolle on ominaista kapasiteetti - kemiallisten alkuaineiden määrä, jotka ovat samanaikaisesti elävän aineen koostumuksessa tietyssä ekosysteemissä, ja nopeus - muodostuneen ja hajoavan elävän aineen määrä aikayksikköä kohti.

Biologisten kiertojen nopeus maalla on vuosia ja vuosikymmeniä, vesiekosysteemeissä - muutama päivä tai viikko.

Maan ja hydrosfäärin biologinen kiertokulku yhdistää yksittäisten maisemien kiertokulkuja veden valumisen ja ilmakehän liikkeiden kautta. Erityisen tärkeä on veden ja ilmakehän kierron rooli kaikkien maanosien ja valtamerten yhdistämisessä yhdeksi biosfäärin kierrokseksi.

Laaja geologinen kiertokulku käsittää syvälle maankuoreen sijoittuvia sedimenttikiviä, jotka pitkäksi aikaa sammuttavat niiden sisältämät alkuaineet järjestelmästä. biologinen kierto. Geologisen historian aikana uudelleen maan pinnalle tulleet muuttuneet sedimenttikivet tuhoutuvat vähitellen elävien organismien, veden ja ilman toiminnan vaikutuksesta, ja ne kuuluvat jälleen biosfäärin kiertokulkuun.

On todettu, että viimeisen 600 miljoonan vuoden aikana maapallon pääkiertojen luonne ei ole muuttunut merkittävästi. Toteutettiin perustavanlaatuisia geokemiallisia prosesseja, jotka ovat myös tyypillisiä moderni aikakausi: hapen kertyminen, typen kiinnittyminen, kalsiumin saostuminen, piikin muodostuminen, raudan, mangaanimalmien ja sulfidimineraalien laskeutuminen, fosforin kertyminen. Vain näiden prosessien nopeus muuttui. Yleisesti ottaen eläviin organismeihin osallistuvien atomien kokonaisvirtaus ei myöskään muuttunut. Asiantuntijat uskovat, että elävän aineen massa on pysynyt suunnilleen vakiona hiilikauden jälkeen, eli biosfääri on sittemmin pysynyt tietyssä vakaassa syklissä.

Biosfäärin vakaa tila johtuu itse elävän aineen aktiivisuudesta, joka tarjoaa tietyn asteisen aurinkoenergian kiinnittymisen (fotosynteesi) ja atomien biogeenisen vaelluksen tason.

Esimerkiksi hiilen kierto alkaa ilmakehän hiilidioksidin kiinnittymisellä fotosynteesin kautta. Osa fotosynteesin aikana muodostuneista hiilihydraateista kuluu kasvien itsensä energiaksi, toisen osan kuluttavat eläimet. Kasvien ja eläinten hengityksen aikana vapautuu hiilidioksidia. Kuolleet kasvit ja eläimet hajoavat, niiden kudoksissa oleva hiili hapettuu ja palautuu ilmakehään. Samanlainen prosessi tapahtuu valtameressä.

On otettava huomioon, että biosfäärin stabiiliudella, kuten kaikilla muillakin järjestelmillä, on tietyt rajat.

Ihmisyhteiskunta, joka käyttää paitsi biosfäärin energiavaroja myös ei-biosfäärisiä energialähteitä (esimerkiksi ydinvoimaa), nopeuttaa geokemiallisia muutoksia planeetalla, häiritsee biosfääriprosessien kulkua. Joillakin ihmisen toiminnan aiheuttamilla prosesseilla on päinvastainen suunta kuin luonnollisilla prosesseilla (metallien, hiilen ja muiden malmien leviäminen). ravinteita, mineralisaation ja kostutuksen estäminen, hiilen vapautuminen ja sen hapettuminen, rikkominen globaaleja prosesseja ilmakehässä, mikä vaikuttaa ilmastoon jne.).

Tämän mukaisesti yksi modernin ekologian päätehtävistä on biosfäärin säätelyprosessien tutkiminen, tieteellisen perustan luominen sen järkevälle käytölle ja sen vakauden ylläpitäminen.

21) Olosuhteet ja tekijät, jotka takaavat turvallisen elämän ympäristössä. Luonnolliset "ravitsevat" syklit, itsesäätelymekanismit, biosfäärin itsepuhdistuminen. Uusiutuvat ja uusiutumattomat luonnonvarat.

Organismien elintärkeän toiminnan ylläpitäminen ja aineiden kierto ekosysteemeissä on mahdollista vain jatkuvan energiavirran ansiosta. Yli 99 % maan pinnan saavuttavasta energiasta on auringon säteilyä. Tämä energia sisään valtava määrä tuhlataan fysikaalisiin ja kemiallisiin prosesseihin ilmakehässä, hydrosfäärissä ja litosfäärissä: ilmavirtojen sekoittumiseen ja vesimassat, haihtuminen, aineiden uudelleenjakautuminen, mineraalien liukeneminen, kaasujen imeytyminen ja vapautuminen.

Vain 1/2 000 000 aurinkoenergiasta saavuttaa maan pinnan, kun taas 1-2 % siitä on kasvien assimiloitua. Maapallolla on vain yksi prosessi, jossa auringon säteilyn energiaa ei vain kuluteta ja jaetaan uudelleen, vaan se myös sidotaan, varastoituu hyvin pitkäksi aikaa. Tämä prosessi on luominen eloperäinen aine fotosynteesin aikana. Uuneissa polttaminen hiiltä, vapautamme ja käytämme kasvien satoja miljoonia vuosia sitten varastoimaa aurinkoenergiaa.

Kasvien (autotrofien) tärkein planeettatoiminto on sitoa ja varastoida aurinkoenergiaa, jota sitten käytetään ylläpitämään biokemialliset prosessit biosfäärissä.

Heterotrofit saavat energiaa ruoasta. Kaikki elävät olennot ovat ravinnon kohteita muille, ts. yhdistetty toisiinsa energiasuhteilla. Biokenoosien ruokayhteydet ovat mekanismi energian siirtämiseksi organismista toiseen. Minkä tahansa lajin organismit ovat potentiaalinen energialähde toiselle lajille. Jokaisessa yhteisössä troofiset suhteet muodostavat monimutkaisen verkoston. Ravintoverkkoon tuleva energia ei kuitenkaan voi vaeltaa siinä pitkään. Se voidaan lähettää enintään 4-5 linkin kautta, koska Virtapiireissä on energiahäviöitä. Jokaisen ravintoketjun lenkin sijaintia kutsutaan troofiseksi tasoksi.

Ensimmäinen troofinen taso on tuottajat, kasvibiomassan luojat; kasvinsyöjäeläimet (ensimmäisen luokan kuluttajat) kuuluvat toiseen trofiatasoon; kasvinsyöjämuotojen kustannuksella elävät lihansyöjäeläimet ovat 2. luokan kuluttajia; lihansyöjät, jotka syövät muita lihansyöjiä - 3. luokan kuluttajat jne.

Kuluttajien energiatase muodostuu seuraavasti. Nielty ruoka ei yleensä sula kokonaan. Ruoan sulavuusprosentti riippuu ruuan koostumuksesta ja läsnäolosta ruoansulatusentsyymit organismi. Eläimillä 12–75 % ruoasta imeytyy aineenvaihduntaprosessiin. Ruoan sulamaton osa palautuu jälleen ulkoiseen ympäristöön (ulosteiden muodossa) ja voi olla mukana muissa ravintoketjuissa. Suurin osa ravintoaineiden hajoamisen seurauksena saadusta energiasta kuluu kehon fysiologisiin prosesseihin, pienempi osa muuttuu kehon itsensä kudoksiksi, ts. käytetään kasvuun, painonnousuun, vararavinteiden laskeutumiseen.

Energian siirto sisään kemialliset reaktiot kehossa tapahtuu termodynamiikan toisen lain mukaan, jolloin osa siitä häviää lämmön muodossa. Nämä tappiot ovat erityisen suuria eläinten lihassolujen työn aikana, kerroin hyödyllistä toimintaa joka on erittäin alhainen.

Hengityksestä aiheutuvat kulut ovat myös monta kertaa suuremmat kuin kehon massan lisäämisen energiakustannukset. Spesifiset suhteet riippuvat yksilön kehitysvaiheesta ja fysiologisesta tilasta. Nuoret yksilöt kuluttavat enemmän kasvuun, kun taas aikuiset käyttävät energiaa lähes yksinomaan aineenvaihdunnan ja fysiologisten prosessien ylläpitämiseen.

Näin ollen suurin osa energiasta siirtymisessä ravintoketjun linkistä toiseen menetetään, koska. toisen, seuraavan linkin käyttämä, ehkä vain edellisen linkin biomassan sisältämä energia. Näiden häviöiden arvioidaan olevan noin 90 %; vain 10 % kulutetusta energiasta varastoidaan biomassaan.

Tämän mukaisesti ravintoketjuihin kasvien biomassaan kertynyt energiavarasto ehtyy nopeasti. Kadonnutta energiaa voidaan korvata vain Auringon energialla, joten biosfäärissä ei voi olla aineiden kiertokulkua vastaavaa energiakiertoa. Biosfääri toimii vain yksisuuntaisen energian virtauksen, sen jatkuvan ulkopuolelta tulevan auringonsäteilyn ansiosta,

Ravintoketjuja, jotka alkavat fotosynteettisistä organismeista, kutsutaan kulutusketjuiksi, ja ketjuja, jotka alkavat kuolleista kasvinjäännöksistä, ruhoista ja eläinten ulosteista, kutsutaan hajoamisketjuiksi.

Biosfäärissä oleva energiavirta on siis jaettu kahteen pääkanavaan, jotka saavuttavat kuluttajat elävien kasvikudosten tai kuolleiden orgaanisten aineiden kautta, joiden lähde on myös fotosynteesi.

Jotta voimme määrittää biosfäärin perusominaisuudet, meidän on ensin ymmärrettävä, mitä olemme tekemisissä. Mikä on sen organisaation ja olemassaolon muoto? Miten se toimii ja miten se on vuorovaikutuksessa ulkopuolinen maailma? Lopulta mitä se on?

Termin ilmestymisestä 1800-luvun lopulla biogeokemisti ja filosofi V.I. luotiin kokonaisvaltainen oppi. Vernadsky, "biosfäärin" käsitteen määritelmä on kokenut merkittäviä muutoksia. Se on siirtynyt paikan tai alueen luokasta, jossa elävät organismit elävät, järjestelmän luokkaan, joka koostuu elementeistä tai osista, jotka toimivat tiettyjen sääntöjen mukaisesti tietyn tavoitteen saavuttamiseksi. Se, miten biosfääriä tarkastellaan, riippuu siitä, mitä ominaisuuksia sillä on.

Termi perustuu antiikin kreikkalaiset sanat: βιος - elämä ja σφαρα - pallo tai pallo. Eli se on jokin maapallon kuori, jossa on elämää. Maapallo itsenäisenä planeetana syntyi tutkijoiden mukaan noin 4,5 miljardia vuotta sitten, ja miljardi vuotta myöhemmin sille ilmestyi elämä.

Arkeinen, proterotsoinen ja fanerotsooinen eon. Eonit koostuvat aikakausista. Jälkimmäinen koostuu paleotsoisesta, mesozoisesta ja kenozoisesta. Aikoja aikakausilta. Cenozoic paleogeenista ja neogeenistä. Aikoja aikakausilta. Nykyinen - holoseeni - alkoi 11,7 tuhatta vuotta sitten.

Reunat ja leviämisen kerrokset

Biosfäärissä on pystysuora ja vaakasuora jakautuminen. Vertikaalisesti se on perinteisesti jaettu kolmeen kerrokseen, joissa on elämää. Nämä ovat litosfääri, hydrosfääri ja ilmakehä. Litosfäärin alaraja ulottuu 7,5 km:n etäisyydelle maan pinnasta. Hydrosfääri sijaitsee litosfäärin ja ilmakehän välissä. Sen suurin syvyys on 11 km. Ilmakehä peittää planeetan ylhäältä ja elämää siinä on oletettavasti jopa 20 kilometrin korkeudessa.

Pystysuorien kerrosten lisäksi biosfäärillä on vaakasuora jako tai vyöhykejako. Tämä on muutos luonnonympäristössä Maan päiväntasaajalta sen napoille. Planeetta on pallon muotoinen ja siksi sen pinnalle tuleva valon ja lämmön määrä on erilainen. Suurimmat alueet ovat maantieteelliset alueet. Päiväntasaajalta alkaen se kulkee ensin päiväntasaajan yläpuolella, trooppisen yläpuolella, sitten lauhkean ja lopuksi lähellä napoja - arktista tai antarktista. Vyöhykkeiden sisällä on luonnollisia vyöhykkeitä: metsät, arot, aavikot, tundrat ja niin edelleen. Nämä vyöhykkeet ovat ominaisia ​​paitsi maalle myös valtamerille. AT vaakasuora järjestely biosfäärillä on oma korkeus. Sen määrää litosfäärin pintarakenne ja se eroaa vuoren juuresta sen huipulle.

Tähän mennessä planeettamme kasvistossa ja eläimistössä on noin 3 000 000 lajia, ja tämä on vain 5% niiden lajien kokonaismäärästä, jotka ovat onnistuneet "elämään" maan päällä. Noin 1,5 miljoonaa eläinlajia ja 0,5 miljoonaa kasvilajia on löytänyt kuvauksensa tieteestä. Maapallolla ei ole vain kuvaamattomia lajeja, vaan myös tutkimattomia alueita, joiden lajisisältöä ei tunneta.

Biosfäärillä on siis ajallinen ja tilallinen ominaisuus, ja sitä täyttävien elävien organismien lajikoostumus vaihtelee sekä ajallisesti että avaruudessa - pysty- ja vaakasuunnassa. Tämä johti tutkijat siihen johtopäätökseen, että biosfääri ei ole tasomainen rakenne ja siinä on merkkejä ajallisesta ja alueellisesta vaihtelusta. On vielä määritettävä, minkä ulkoisen tekijän vaikutuksesta se muuttuu ajassa, tilassa ja rakenteessa. Tämä tekijä on aurinkoenergia.

Jos hyväksymme sen, että kaikkien elävien organismien lajit tila- ja aikakehyksestä riippumatta ovat osia ja niiden kokonaisuus on kokonaisuus, niin niiden vuorovaikutus keskenään ja ulkoisen ympäristön kanssa on järjestelmä. L von Bertalanffy ja F.I. Peregudov, määritellen järjestelmää, väitti, että se on vuorovaikutuksessa olevien komponenttien kompleksi tai joukko elementtejä, jotka ovat suhteessa toisiinsa ja ympäristöön, tai joukko toisiinsa liittyviä elementtejä, jotka on eristetty ympäristöstä ja ovat vuorovaikutuksessa sen kanssa. kokonainen.

Järjestelmä

biosfääri yhtenä kokonaisuutena täydellinen järjestelmä voidaan jakaa osiin. Yleisin tällainen jako on laji. Jokaista eläin- tai kasvityyppiä pidetään kiinteänä osana järjestelmää. Se voidaan tunnistaa myös järjestelmäksi, jolla on oma rakenne ja koostumus. Mutta lajia ei ole olemassa erillään. Sen edustajat asuvat tietyllä alueella, jossa he eivät ole vuorovaikutuksessa vain toistensa ja ympäristön, vaan myös muiden lajien kanssa. Tällaista lajien asuinpaikkaa yhdellä alueella kutsutaan ekosysteemiksi. Pienin ekosysteemi puolestaan ​​sisältyy suurempaan. Että vielä enemmän ja niin globaaliin - biosfääriin. Siten biosfääriä järjestelmänä voidaan pitää osista, jotka ovat joko lajeja tai biosfäärejä, koostuvana. Ainoa ero on, että laji voidaan tunnistaa, koska sillä on ominaisuuksia, jotka erottavat sen muista. Se on itsenäinen ja muissa tyypeissä - osat eivät sisälly toimitukseen. Biosfäärien kanssa tällainen erottelu on mahdotonta - yksi osa toista.

merkkejä

Järjestelmässä on kaksi muuta merkittävää ominaisuutta. Se luotiin saavuttamaan tietty tarkoitus ja toimiva koko järjestelmä tehokkaampi kuin jokainen sen osa erikseen.

Siten ominaisuudet järjestelmänä, sen eheydellä, synergialla ja hierarkialla. Eheys piilee siinä, että sen osien väliset yhteydet tai sisäiset yhteydet ovat paljon vahvempia kuin ympäristön tai ulkoisten yhteyksien kanssa. Synergia eli systeeminen vaikutus on, että koko järjestelmän kyvyt ovat paljon suuremmat kuin sen osien kykyjen summa. Ja vaikka järjestelmän jokainen elementti on itse järjestelmä, se on kuitenkin vain osa yleistä ja suurempaa. Tämä on sen hierarkia.

Biosfääri on dynaaminen järjestelmä, joka muuttaa tilaansa ulkoisen vaikutuksen alaisena. Se on avoin, koska se vaihtaa ainetta ja energiaa ympäristön kanssa. Hänellä on monimutkainen rakenne, koska se koostuu osajärjestelmistä. Ja lopuksi, se on luonnollinen järjestelmä - muodostunut monien vuosien luonnollisten muutosten seurauksena.

Näiden ominaisuuksien ansiosta hän osaa säädellä ja organisoida itseään. Nämä ovat biosfäärin perusominaisuudet.

1900-luvun puolivälissä itsesääntelyn käsitettä käytti ensimmäisenä amerikkalainen fysiologi Walter Cannon, ja englantilainen psykiatri ja kyberneetikko William Ross Ashby otti käyttöön termin itseorganisaatio ja muotoili vaaditun monimuotoisuuden lain. Tämä kyberneettinen laki osoitti muodollisesti suuren lajien monimuotoisuuden tarpeen järjestelmän vakauden kannalta. Mitä suurempi monimuotoisuus, sitä suurempi on järjestelmän todennäköisyys säilyttää dynaaminen vakaus suurten ulkoisten vaikutusten edessä.

Ominaisuudet

Ulkoiseen vaikutukseen reagoiminen, sen vastustaminen ja voittaminen, itsensä uusiutuminen ja sen sisäisen pysyvyyden palauttaminen, eli ylläpitäminen, on biosfääriksi kutsutun järjestelmän tavoite. Nämä koko järjestelmän ominaisuudet rakentuvat sen osan, eli lajin, kykyyn ylläpitää tietty määrä tai homeostaasi, samoin kuin jokaisen yksilön tai elävän organismin kykyyn ylläpitää fysiologisia olosuhteitaan - homeostaasi.

Kuten näette, nämä ominaisuudet kehittyivät hänessä ulkoisten tekijöiden vaikutuksen alaisena ja torjumaan.

Main ulkoinen tekijä on aurinkoenergiaa. Jos kemiallisten alkuaineiden ja yhdisteiden lukumäärä on rajoitettu, Auringon energiaa syötetään jatkuvasti. Sen ansiosta tapahtuu alkuaineiden kulkeutuminen ravintoketjua pitkin elävästä organismista toiseen ja muuttuminen epäorgaanisesta tilasta orgaaniseen ja päinvastoin. Energia nopeuttaa näiden prosessien kulkua elävien organismien sisällä ja reaktionopeuden suhteen ne tapahtuvat paljon nopeammin kuin ulkoinen ympäristö. Energian määrä stimuloi lajien kasvua, lisääntymistä ja lisääntymistä. Monimuotoisuus puolestaan ​​mahdollistaa lisävastuksen. ulkoinen vaikutus, koska on olemassa mahdollisuus päällekkäisyyteen, turvaverkkoon tai lajien korvaamiseen elintarvikeketjussa. Tällöin elementtien siirtyminen varmistetaan lisäksi.

Ihmisen vaikutus

Ainoa osa biosfääriä, joka ei ole kiinnostunut järjestelmän lajien monimuotoisuuden lisäämisestä, on ihminen. Hän pyrkii kaikin mahdollisin tavoin yksinkertaistamaan ekosysteemejä, koska näin hän voi tehokkaammin valvoa ja säädellä sitä tarpeidensa mukaan. Siksi kaikki ihmisen keinotekoisesti luomat biosysteemit tai hänen vaikutuksensa aste, joka on merkittävä, ovat lajeittain hyvin niukkoja. Ja niiden vakaus ja kyky itsensä parantamiseen ja itsesäätelyyn ovat yleensä nollassa.

Ensimmäisten elävien organismien ilmaantumisen myötä he alkoivat muuttaa maan päällä olevia olosuhteita tarpeidensa mukaan. Ihmisen tullessa hän alkoi jo muuttaa planeetan biosfääriä niin, että hänen elämänsä oli mahdollisimman mukavaa. Se on mukavaa, koska emme puhu selviytymisestä tai henkien pelastamisesta. Logiikkaa noudattaen pitäisi ilmestyä jotain, joka muuttaa ihmisen itsensä omiin tarkoituksiinsa. Ihmettelen mitä se tulee olemaan?

Video - Biosfääri ja noosfääri