Біосфера – це сукупність гідро, атмо- та літосфери Землі, у якій є життя та знаходяться продукти функціонування живих організмів

Біосфера як середовище життя людини.

Фітозоосфера і антропосфера. Розпізнають ту частину біосфери, де спостерігається активний метаболізм та оточуючу її "парабіосферну" область, життя якої знаходиться у стані спокою.

Життя на Землі: дощові черви зустрічаються до глибини 8 м, деякі бактерії (сірчані) – до 7,5 тис. м., павуки на паутині – до 4 тис. м, спори рослин і бактерій до 22 тис. м. Це ­ межа біосфери. Вернадський вважав, що товща її в атмосфері – 40 км.

В межах біосфери усі організми стикаються з великою кількістю екологічних умов – t, світло, тиск, солоність. Спостерігається висока адаптація організмів. Але живуть не скрізь: в кратерах вулканів, у гірко-солоній воді, у воді, насиченій сірководнем, життя досить бідне.

Заселена організмами поверхня та найближчі до неї частини земної кори (літосфери), води – річок, морів, океанів (гідросфери) та нижня частина атмосфери яка складає біосферу.

2.Вчення про біосферу. Вернадський Володимир Іванович (1863-1945). Біосфера – зовнішня оболонка Землі, область розповсюдження життя. Це середовище нашого життя, це природа що нас оточує. Між іншим Вернадський не був першовідкривачем біосфери і не перший ввів термін (1875 р. Е. Зюсс). Проблеми біосфери встановив О. Гумбольдт "Космос" I-том – 1855 р. – взаємодія живих організмів з оболонками, в котрі вони проникають. В.І. Вернадський вважав попередником Ж.Б. Ламарка, в працях якого мали місце геохімічні ідеї Чому ж тільки з Вернадського починається справжнє вивчення біосфери, хоча термін запропоновано раніше? Відповідь можна знайти в численних працях. На межі 20-років – "Жива речовина", і 1924 р. "Нариси біохімії"; 1926 р. "Біосфера" …1933-1936 рр. Історія природної води Вернадський надавав першорядне значення характеру часу та простору в живій та неживій природі.

Новітні праці Вернадського надали значення не стільки в розширенні суми явищ, охоплених біосферою, а в усвідомленості системного характеру біосфери, її цінності, і структурною організованістю. Не дав єдиного всеохоплюючого визначення біосфери, тобто: "Біосфера – це термодинамічна оболонка, заселена живими створіннями з t⁰ від + 50⁰ до - 50⁰ та тиском в одну атмосферу". "Жива речовина навіть в великих концентраціях складає десятки відсотків речовини біосфери і в середньому може складати одну – дві сотих проценту за вагою. Але геологічно це є найбільшою силою в біосфері та визначає усі виникаючи в ній процеси і розкручує величезну вільну енергію, створюючи основну геологічно утворену силу в біосфері, потужність якої, можливо перевищує всі інші геологічні прояви в біосфері". Наприклад: «Загальна маса біосфери ~ 1.8Х10¹² т живої речовини, яку при рівномірному розподілі складе лише товщину в 1 см, але вона здатна створю вати значний вплив на всі компоненти біосфери.

Механізм розвитку надходження життя та ускладнення його власної організації сформовані паралельно в 30-роки В.І. Вернадським і Е. Бауером. Пропонується дати назву закони Вернадського-Бауера. Вони затверджують.

Закон 1. Існує стійка нерівновага біосистем.

Закон 2. Існує максимум ефекту зовнішньої роботи екосистем.

Вернадський про автотрофність людини, самозабезпеченності та набуття незалежності на досягненні наукової думки, від обов’язкової участі в ланцюгах живлення.

На основі концепції В.І. Вернадський, російські вчені (А.А. Григор`єв, С.В. Колесник, Ю.К. Єфремов, Ф.Н. Мільков) розвинули вчення про географічну оболонку та ландшафтне середовище Землі.

3. Географічна оболо́нка — це безперервна оболо́нка Землі, у якій її складові (земна кора, тропосфера, стратосфера, гідросфера та біосфера) проникають одне в одного та взаємодіють між собою на енергетичному, мінеральному та інформаційному рівнях. Верхню межу географ. оболонки проводять по стратопаузі, так як до неї помітний тепловий вплив земної поверхні на атмосферні процеси; нижньою межею літосфери вважають середню глибину сейсмічних та вулканічних осередків. Географічна оболонка повністю охоплює гідросферу до глибини 10-11 км, верхню зону земної кори и нижню частину атмосфери (потужністю 25-30 км). Найбільша товщина географічної оболонки близька до 40 км.

Нова стадія еволюції біосфери – ноосфера. Еволюційний процес набуває особливого геологічного значення, завдяки тому, що людина в ньому набуває особливо значного геологічного значення.

Трансформація та Кругообіг речовини і енергії в біосфері.

. Взаємодія компонентів біосфери між собою здійснюється шляхом обміну енергії та речовин. 1-й шлях вам відомий, 2-й – менше.

Елементами Кругообігу речовин є цілеспрямовані процеси послідовного перетворення, розкладення та деструкції синтезованих раніше сполук під впливом абіогенних або біогенних впливів довкілля; постійне або періодичне утворення найпростіших мінеральних, і органо-мінеральних компонентів.

В природі протікають абіогенні і біологічні цикли. Не порушені, вони носять майже замкнутий характер. Ступінь відтворення, що повторюється, дуже завелика – 90 – 98%. Завдяки цьому підтримується відома постійність концентрації та кількості компонентів, привнесених в Кругообіг. Однак неповна замкнутість Кругообігів призводить до міграції і диференціації елементів та сполук у просторі, у різноманітних середовищах та компонентах біосфери, концентрації або розпорошенню тих або інших елементів. Наприклад: біогенне накопичення азоту та кисню в атмосфері сприяє руйнації озонового шару О₃.

Населення Землі у 1950 р. – 2,5 млрд., у 1986 – 4,9 млрд. чол. Його зростання та посилення діяльності сприяє змінам Кругообігів головних біофільних елементів.

Кругообіг вуглецю та баланс CO₂.

Головне джерело антропогенного поповнення СО² – спалювання палива. Подвоєння за 15 років. За рік утворюється 15-20 × 10⁹ т, що, що у 100-200 разів перевищує природні надходження (від дихання, гниття і інше).

Основний споживач двооксиду вуглецю – рослини під час фотосинтезу (раніше вважали, що головний поглинач – фітопланктон, зараз – наземна рослинність). Дотепер маса Землі зменшилася на 25% внаслідок спалювання каустобіолітів та розорювання грунтів.

Кругообіг кисню.

В доісторичний час він йшов трьома шляхами: Гниття, дихання, і утворення карбонатів. Нові споживачі вільного О₂ – ТЕЦ, металургійна, хімічна виробництво – корозія металів. На останні цілі витрачається – 10-20×10⁹ – О₂. Це 10-16% від його біогенного утворення. Наприклад: при спалюванні 1 т вугілля споживається річна норма 10 чоловік, щорічно ця величина зростає на 6%. Інші споживачі: реактивні літаки та інше.

Натомість зараз відбувається значне скорочення площі лісів (Амазонія, Індонезія, Мадагаскар, Україна), відновлення яких є нагальною потребою людства.

Створення зрошувальних земель на площі 600-700 млн. / га при врожаях зернових 50 ц / га дозволило б зв’язати - 20-30×10⁹ т. СО₂, та виробити 15×20×10⁹ т. О_2. Це дало б можливість забезпечити кожного з мешканців планети 500 кг харчових зернопродуктів за чисельності – 6 млрд. мешканцям.

Кругообіг азоту.

Господарська діяльність дуже впливає на цей процес. Промислова фіксація азоту вважається однією з найбільш сильних форм втручання людини в природний Кругообіг. Головне джерело добавок до природного Кругообігу – сільськогосподарські добрива (аміачна вода, аміачна селітра).

Світова промисловість виробляє ~ 32 млн / т фіксованого азоту на рік. Добрива выдновлюють дефіцит азоту у грунті, зумовлений розривом між потребою сільськогосподарських культур та можливістю мобілізації з цього хімічного елементу грунту. Найбільш сильно виснажують грунт технічні культури (цукровий буряк, масличні – до 200 кгN-1 га /рік); далі йдуть зернові, картопля.

Важливість добрив значна, але на долю мінерального азоту ~ 1% від його загальної кількості. Загальний вміст N у грунті – 1,1×10⁹ т і залежить від вмісту гумусу, який ми втрачаємо в результаті надмірного використання грунту у землеробстві та випалювання стерні. Його концентрація коливається у значних межах – від 0,5% від ваги грунту (чорнозем), до 0,03% – піщані грунти.

В економічно розвинутих країнах (Голандія, Японія) за рахунок добрив їх високі дози практично повністю покривають виніс азоту з врожаєм. Це характерно для маленьких країн з великою кількістю населення, які використовують у великій кількості, як мінеральні, так і органічні речовини.

У великих країнах існує значний дефіцит N, тому що виробництво сполук азоту відносно дороге і не завжди окупається високими врожаями. Тому його вносять під найбільш цінні культури.

Наслідки.

1. 30-40% мінерального азоту, що вноситься людиною, залишається у грунті.

2. Виникає нітрифікація, що супроводжується високими концентраціями в харчових продуктах.

3. При певних умовах (під впливом бактерій) нітрати перетворюються в токсичні нітрити, які з гемоглобіном утворюють метгемоглобін, порушуючи збагачення крові киснем.

4. Нешкідливий оксид азоту в атмосфері окислюється озоном до двооксиду N₂ – який токсичний (азотнокислі дощі, фотохімічні реакції тощо).

Поиск по сайту: