Тема 66 - 68: Биосфера.
Владимир Иванович Вернадский (1863-1945).
Один из представителей русского космизма (философское мировоззрение о Космосе и о человеке, как «гражданине Мира». Принцип: мир не был бы таким, каков он есть, если бы в нем не было наблюдателей – чувствующих и мыслящих существ. Так выражена планетарная идея братства людей, преемственности поколений, сплоченных «общим делом», идеей бережного отношения человека к природе); создатель науки биогеохимии и учения о биосфере.
Биосфера – наружная оболочка Земли, область распространения жизни, глобальная экосистема Земли.
Термин введен в биологию Ламарком, вначале 19в., а в 1875 г. австрийским геологом Э.Зюссом, который изучал геологические оболочки планеты Земля, но не дал термину определение. Создал учение о биосфере русский геохимик академик В.И.Вернадский в 1926г.
Возникла 4.5 млрд. лет назад с возникновением жизни на Земле в первичном Мировом океане. Около 450млн. лет назад биосфера начала занимать сушу, где развилась в максимальное видовое разнообразие (соотношение биомасс живого вещества в воде и на суше 1:5).
Биосфера (экосфера ) – совокупность всех экосистем (биогеоценозов), распространенных в пределах геосферы имеет следующие границы и структуру:
1) в атмосфере (газообразная) до озонового слоя (15-25км):
2) в гидросфере (жидкая) до 11км.;
3) в литосфере (твердая) до 8км.
Биосфера располагается на пересечении верхней части литосферы, нижней части атмосферы и занимает почти всю гидросферу.
Деятельностью организмов определяется состав атмосферы, структура и состав почв, содержимое веществ в гидросфере. Благодаря эволюции видов идет эволюция биосферы. В 20 веке роль мощного геологического фактора в эволюции биосферы приобрела деятельность человека.
«Ход научного творчества человека, развитие науки – есть природный процесс перехода биосферы в новую фазу – ноосферу (сферу разума)». В.И.Вернадский
Основные предпосылки возникновения ноосферы :
1. расселение Homo sapiens по всей поверхности планеты и его победа в соревновании с другими видами;
2. развитие всепланетных систем связи, единой для человечества информационной системы;
3. открытие новых источников энергии как атомная, после чего деятельность человека становится важной геологической силой;
4. всё более широкое вовлечение людей в занятия наукой, что делает человечество геологической силой.
В настоящее время становится актуальной идея создания искусственной биосферы, в связи с планами освоения Луны и Марса.
Биосфера (экосфера) включает в себя 7 компонентов по Вернадскому:
1) живое вещество – совокупность всех живых организмов (растения, животные, грибы, микроорганизмы);
2) биогенное вещество - органические продукты, созданные живым веществом (торф, каменный уголь, нефть, карбонатные породы);
3) косное вещество – неживое вещество, в образовании которого живые организмы не участвуют (горные породы, космическая пыль);
4) биокосное вещество, созданное живыми организмами вместе с неживой (косной) природой (водой, атмосферой, горными породами) - почвенный покров, илы, природные воды, кора выветривания; организмы в них играют ведущую роль;
5) вещество в стадии радиоактивного распада;
6) рассеянные атомы, непрерывно создающиеся из всякого рода земного вещества под влиянием космических излучений;
7) вещество космического происхождения.
Функции биосферы:
А) ГЕОХИМИЧЕСКИЕ
1) газовая – поглощает и выделяет газы (поглощение СО2 и выделение О2 в фотосинтезе);
2) окислительно-восстановительная (окисляет углеводы до СО2 и восстанавливает его до углеводов);
3) концентрационная – организмы накапливают , N2, P, Si, Ca, Mg, благодаря чему созданы осадочные породы – залежи мела и известняка;
3) биохимическая – связана с питанием, дыханием, размножением, разрушением.
Б) БИОЛОГИЧЕСКИЕ
Живое вещество создает и поддерживает компоненты биосферы.
Эволюция биосферы.
Биосфера находится в постоянном динамическом равновесии и развитии.
1. Гетеротрофные прокариоты Мирового океана (архей 3.5 млрд. лет назад)
(кризис недостатка органических веществ)
↓
2. Хемоавтотрофные прокариоты (метановые бактерии синтезировали органические соединения из СО2 и Н2 = метан СН4+ Е (энергия). Энергия использовалась для жизнедеятельности организмов.
(кризис исчерпания атмосферного водорода)
↓
3. Фотоавтотрофные анаэробные прокариоты - цианобактерии фотосинтезировали без выделения О2
(кризис обеднения среды органическими азотистыми соединениями)
↓
4. Фотоавтотрофные аэробные прокариоты (азотфиксирующие сине-зеленые водоросли – промежуточные между аэробами и анаэробами, в атмосфере появился О2).Возник кислородный путь расщепления веществ (аэробное дыхание), который в 20 раз эффективнее чем анаэробный.
↓
5. Эукариоты - с развитием растений О2 стало больше, часть его превращалась в озон О3.
Появился озоновый экран – защита от коротковолнового УФ излучения = интенсивное заселение суши. Постепенно между фотосинтезирующими организмами и гетеротрофами установилось равновесие, которое привело к стабилизации нового состава атмосферы. Сформировались современные круговороты углерода и кислорода.
↓
6. Около 2 млн. лет назад появились древнейшие люди – прогрессивные австралопитеки. Вначале люди были охотники и собиратели, затем с усовершенствованием орудий труда человек современного анатомического типа – кроманьонец за 2-3 тсячелетия истребил крупных животных- основу своего пищевого рациона того времени.
кризис голода
↓
7. 10тыс. лет назад настал этап неолитической революции (земледелие, приручение животных, скотоводство).
↓
Круговорот С
СО2 атмосферы Сжигание топлива
и воды (уголь, нефть, торф)
 |  | ||
Животные Растения дышат, фотосинтезируют
питаются
и дышат
 |
Разложение отмерших растительных
и животных остатков
Круговорот Р
 | |||||||||
 | |||||||||
 | |||||||||
 | |||||||||
 | |||||||||
Животные Растения
(зоопланктон) (фитопланктон)
 |  | ||||
 | |||||
Фосфатные осадочные
породы, скопления костей ПОЧВА ГИДРОСФЕРА
рыб, гуано
 |
Переплавление, гранитизация Апатит магматических пород
Последствия:
– ускоряется процесс опустынивания (в мире ежегодно 6 млн. га);
– изменение климата Сибири и Скандинавии;
– ускоряется подъем уровня Мирового океана (за счет таяния полярных льдов). За последнее столетие уровень океана поднялся на 10–12 см, а к середине XXI в. прогнозируется подъем на 150 см.
Парниковый эффект - парниковые газы, попадая в атмосферу, затрудняют отдачу тепла с поверхности планеты, т.е. действуют как стекло в теплице. Углекислый газ ответствен примерно за 50% парникового эффекта.
Сегодня в 50-километровой зоне морских побережий проживает до 30% населения планеты, и хотя подъем уровня океана растянется на многие десятилетия, ущерб от него для мировой экономики станет одним из главных последствий изменения климата.
Парниковый эффект негативно влияет на влажнотропические леса, которые приспособлены к существованию в узком диапазоне температур и влажности, приводит к деградации природной среды, уменьшению количества осадков в одних регионах Земли и их увеличению в других.
Положительные стороны парникового эффекта: расширение лесных экосистем в связи с потеплением климата; изменение режима атмосферных осадков в сторону их увеличения; повышение урожайности с/х растений за счет увеличения концентрации углекислого газа в атмосфере.
Для предотвращения глобального потепления климата экологи предлагают следующие меры:
– замена ископаемого топлива на экологически чистую энергию (энергия ветра, Солнца, морских течений);
– создание энергосберегающих и безотходных технологий, позволяющих уменьшить выброс в атмосферу углекислого газа, метана и других газов;
– разработка технологий поглощения и связывания углекислого газа (создание хранилищ сжиженного CO2 на больших глубинах в морях; поглощение CO2 с помощью цеолитов по методу, разработанному японскими учеными);
– сохранение лесных экосистем, которые выполняют функцию природного поглотителя CO2 (1 га леса поглощает в течение года 15–30 т CO2 и выделяет до 11–23 т O2);
– повышение культуры земледелия, в частности применение фитомелиорации, поможет регулировать содержание CO2 в атмосфере.
Кислотные осадки.
Увеличение кислотности дождей, снега, тумана в результате выброса в атмосферу окислов серы и азота, образующихся после сжигания топлива. Последствия:
– уменьшают содержание элементов питания в листьях (хвойные) и увеличивают вынос минеральных веществ из почвы
– снижают урожай
– губят естественную растительность (леса Белоруссии и Украины)
– уничтожают жизнь в пресных водоемах при pH 5 или ниже (в США более 80% озер безжизненны)
– переводят нерастворимые соединения, находящиеся в почве, в растворимые; в результате закисления почв соединениями Al, Co и др. металлов, они накапливаются в растениях и в концентрациях, представляющих опасность для здоровья.
ВСЕ ЕВРОПЕЙСКИЕ СТРАНЫ, КАНАДА, США ПОДПИСАЛИ СОГЛАШЕНИЕ О СОКРАЩЕНИИ ВЫБРОСОВ СЕРЫ В АТМОСФЕРУ К 1993 г. НА 30%
Тема 66 - 68: Биосфера.
Владимир Иванович Вернадский (1863-1945).
Один из представителей русского космизма (философское мировоззрение о Космосе и о человеке, как «гражданине Мира». Принцип: мир не был бы таким, каков он есть, если бы в нем не было наблюдателей – чувствующих и мыслящих существ. Так выражена планетарная идея братства людей, преемственности поколений, сплоченных «общим делом», идеей бережного отношения человека к природе); создатель науки биогеохимии и учения о биосфере.
Биосфера – наружная оболочка Земли, область распространения жизни, глобальная экосистема Земли.
Термин введен в биологию Ламарком, вначале 19в., а в 1875 г. австрийским геологом Э.Зюссом, который изучал геологические оболочки планеты Земля, но не дал термину определение. Создал учение о биосфере русский геохимик академик В.И.Вернадский в 1926г.
Возникла 4.5 млрд. лет назад с возникновением жизни на Земле в первичном Мировом океане. Около 450млн. лет назад биосфера начала занимать сушу, где развилась в максимальное видовое разнообразие (соотношение биомасс живого вещества в воде и на суше 1:5).
Биосфера (экосфера ) – совокупность всех экосистем (биогеоценозов), распространенных в пределах геосферы имеет следующие границы и структуру:
1) в атмосфере (газообразная) до озонового слоя (15-25км):
2) в гидросфере (жидкая) до 11км.;
3) в литосфере (твердая) до 8км.
Дата: 2019-03-05, просмотров: 183.
