Меню

Биосфера часть геологических оболочек земли

Биосфера

Разработал учение о биосфере Владимир Иванович Вернадский («Биосфера» 1926 г). Биосфера — общепланетарная оболочка, обусловленная деятельностью живых организмов в течение геологического времени.

I. Строение биосферы.
В состав биосферы входят (рис. 45):
1. Воздушная оболочка (нижняя часть атмосферы — тропосфера).
2. Водная оболочка (вся гидросфера).
3. Твердая оболочка (верхняя часть литосферы).

Воздушная оболочка. Верхняя граница жизни в атмосфере доходит до высоты около 22 км, где ещё обнаруживаются живые организмы, занесенные восходящими потоками воздуха. Именно на этой высоте находится озоновый слой; все живое, поднявшееся выше, уничтожается жестким ультрафиолетовым облучением. Химический состав атмосферы регулируется деятельностью живых организмов и протеканием геохимических процессов на планете. Из четырех основных газов атмосферы (азот — 78%, кислород — 21%, аргон — 0,9%, СО2 — 0,03%) только аргон не связан с жизнедеятельностью живых организмов.
Водная оболочка. Гидросфера занимает 70% поверхности Земли. Нижняя граница жизни достигает глубины 11 км. Химический состав гидросферы формируется под действием организмов непосредственно или косвенно. 96,5% воды гидросферы сосредоточено в океанах, 1,7% это льды, 1,7% подземные воды и др. Пресной воды в гидросфере всего 2,8%, из них 62% сосредоточено в Антарктиде в виде льда. Твердая оболочка. Максимальное количество организмов литосферы сосредоточено в почве, всего в нескольких метрах. Исходным материалом для почвообразования служат поверхностные слои горных пород, которые подвергаются действию климатических факторов, микроорганизмов, растений и животных. Отмирание и разложение животных приводит к аккумулированию биологических элементов почвы (гумус). Основоположник учения о почвах — В.В. Докучаев. В литосфере жизнь обнаружена до 7500 м глубины (нефтяные бактерии), вследствие движения земной коры. Органогенное происхождение в литосфере имеют: известняк, диатомит, угли, горючие сланцы, нефть, торфы, сапропели, марганцевые руды, железные руды, фосфориты, бокситы и т.д.

II. Компоненты биосферы.
В состав биосферы входят:
1. Живое вещество — совокупность всех организмов в целом (биомасса планеты).
2. Биогенное вещество — создается и преобразуется в процессе жизнедеятельности организмов.
3. Косное вещество — образуется без участия живых организмов.
4. Биокосное вещество — результат совместной деятельности живых организмов и абиогенных процессов (почва).
Живое вещество составляет 0,01% массы земной коры. Распределение живых организмов на поверхности Земли неравномерно. Масса живого вещества, располагающегося на поверхности суши , составляет 99,87%, соответственно водного 0,13%. Биомасса растений 99%, животных 1%. Человечество от всей биомассы составляет 0,0002%.

III. Биотический круговорот (миграция элементов) — это циркуляция веществ между почвой, атмосферой, гидросферой и живыми организмами (рис. 46).

«Жизнь захватывает значительную часть атомов, составляющих материю земной поверхности. Под ее влиянием эти атомы находятся в непрерывном интенсивном движении. Из них все время создаются миллионы разнообразных соединений. И этот процесс длится без перерыва десятки миллионов лет, от древнейшей археозойской эры до нашего времени» (В.И. Вернадский).
В результате этих процессов наблюдается баланс между автотрофами и гетеротрофами, в основе которого лежит циркуляция веществ. Одно и то же вещество многократно используется для построения живой материи. Так, круговорот воды составляет 2 млн лет, углерода — 300 лет, кислорода — 2000 лет. В биосфере практически все атомы почти всех элементов прошли через состояние живого вещества.

IV. Современное состояние биосферы
Самой мощной химической силой на Земле до появления человека было живое вещество в целом. Но появившийся человек приобрел особые свойства, такие как разум и производные от него социальную организацию и производственную деятельность, что позволило ему приспосабливать окружающую среду к своим потребностям. Благодаря этому человечество улучшило условия жизни, что сказалось на ее продолжительности и укреплении здоровья населения. Но имеются и негативные моменты, устранение которых привело бы к более выраженному улучшению перечисленных показателей.
Геохимическая мощь человечества на данном этапе превосходит силу самого живого вещества, неразумное использование которой нарушает поток элементов и гомеостаз биосферы. Антропогенное воздействие влияет на все оболочки биосферы.
Воздействие на литосферу. Литосфера в своем составе содержит максимальное количество живого вещества. С 1600 с Земли исчезло 63 вида и 55 подвидов млекопитающих, 103 вида и подвида птиц, 21 вид рептилий и 23 вида рыб. Около 600 видов позвоночных на грани полного истребления. Ежегодно полностью исчезает 1-2 вида организмов. Это приводит к упрощению сложных природных экосистем, чем нарушается их устойчивость.
Сейчас 10% поверхности земли — пахотные земли, которые лишь в редуцированном виде повторяют биогеоценоз и функционально неполноценны; в связи с этим они не могут существовать без минеральных удобрений, пестицидов, гербицидов, дефолиантов. При этом обрабатываемые почвы теряют в среднем 1-2% гумуса в год.
В настоящее время лесами покрыта одна треть суши. В доисторическое время лесами было занято не менее 70 % суши. В районах древних цивилизаций лес был безвозвратно уничтожен. Сейчас вырубка леса продолжается с возрастающими темпами. Ежегодно вырубается 100000 км2 леса. Вырубка леса и распахивание территории приводит к опустыниванию Земли.
За время существования человечества общая масса живых организмов сократилась. За последние 300 лет биомасса уменьшилась на четверть.
Воздействие на атмосферу. Для производства энергии человек сжигает топливо, в результате чего происходит выброс СО2. Ежегодный выброс углекислого газа составляет около 5 миллиардов тонн. За последние 100 лет концентрация СО2 в атмосфере увеличилась на 10-12%. СО2 препятствует тепловому излучению земли, что приводит к, так называемому, парниковому эффекту. На данный момент температура Земли повысилась на 0,5- 0,6°С, что привело к поднятию уровня океана за последние 100 лет на 10-14 см. Но кроме СО2 парниковыми газами являются и другие антропогенные загрязнители атмосферы, такие как метан (CH4), закись азота (N2O), хлор-фтор-углероды, «галоны» и др. Таким образом, в случае продолжения увеличения выбросов этих газов потепление может идти более резкими темпами.
Выброс в атмосферу оксида серы (SO2) в год составляет около 146 млн тонн, а закиси азота (N2O) 53 млн. тонн. Эти вещества в определенных условиях в атмосфере реагируют с водой, образуя серную (H2SO4) и азотную кислоту (HNO3), что приводит к выпадению «кислотных» дождей. Подкисление почвы и водоемов существенно изменяет ценозы. Эта проблема наиболее характерна для северного полушария.
Следующая глобальная проблема — нарушение озонового слоя. Озоновый слой (О3) образуется в атмосфере на высоте в среднем 20 — 25 км в результате действия солнечного излучения на кислород (О2); он защищает Землю от ультрафиолетового облучения (УФО). Попадая в верхние слои атмосферы, некоторые антропогенные газы (такие как хлор-фтор-углероды, закись азота и др.) окисляют озон, что приводит к истончению озонового слоя, крайним проявлением которого является появление «озоновых дыр» (снижение содержания озона на 40 %). В результате этого увеличивается УФ облучение поверхности Земли, что приводит к нарушению экосистем и вредному влиянию на здоровье человека.
Воздействие на гидросферу. По данным ВОЗ (Всемирная Организация Здравоохранения) 80% всех болезней в мире связано с неудовлетворительным качеством воды или ее нехваткой. Сооружение каналов, переброска водостока рек приводит к истощению грунтовых вод, осушению территорий, засыханию лесов, а нерациональное использование воды в области земледелия приводит к засолению почв. В настоящее время в мире подверглись засолению и не дают урожая 40 — 45 млн га земли. Сооружение плотин нарушает путь миграции рыб, что приводит к резкому уменьшению их численности.
Химическое загрязнение воздействует на все оболочки биосферы. Загрязнители номер один — пестициды, вещества, используемые для уничтожения вредителей сельского хозяйства. К ним относится очень большой спектр химических веществ. Печально известный пример — ДДТ (ди-хлор-дифинил-трихлорэтан). Он широко использовался в 50-60-х годах, так как был высокоэффективным не только в борьбе с вредителями сельского хозяйства, но и с комарами, как переносчиками малярии, но оказался токсичным и очень устойчивым во внешней среде. В районах бесконтрольного его применения детская смертность возросла в 5 раз. И после запрета ДДТ в 1964 году, он до сих пор содержится в организмах, так как время его распада составляет 150 лет.
На втором месте, по токсикологическим оценкам «стресс-индексов»загрязнителей веществ — тяжелые металлы. Содержание тяжелых металлов в городах и промышленных центрах превышает нормативы в 10 — 20 раз. В теле современного человека, по сравнению с первобытными людьми, тяжелых металлов содержится в 50 раз больше. Тяжелые металлы обладают широким спектром действия (например, свинец и ртуть действуют на ЦНС, а также обладают эмбриотоксическим и мутагенным эффектом).
Это лишь отдельно взятые примеры; спектр опасных химических веществ, попадающих во внешнюю среду, значительно больше и с каждым годом он увеличивается. Ежегодно синтезируется около 250 тысяч новых веществ, из них около 500 начинают использовать. Таким образом, действия человека уже нарушили биосферный гомеостаз. В связи с этим, какие имеются дальнейшие перспективы развития биосферы? Можно выделить два пути: 1 путь — дальнейшее неконтролируемое воздействие на биосферу, которое приведет к экологической катастрофе; 2 путь — ноосфера — сфера разумного регулирования процессов, происходящих в биосфере.

Читайте также:  Сказочная голова богатыря в земле

V. Ноосфера — это биосфера Земли, гармонично измененная научной мыслью и производственной деятельностью человека.
Сейчас только начальный этап рождения ноосферы, человек только учится целенаправленному, разумному воздействию на биосферу. На этом пути сделаны уже первые шаги. Запрещены испытания ядерного оружия в атмосфере и гидросфере. Приняты соглашения по очистке мирового океана от нефти. Приняты ограничения выброса многих химических веществ во внешнюю среду. Созданы национальные парки, заказники, биосферные заповедники. Созданы международные организации при ООН, ЮНЕСКО и ЮНЕП, координирующие и направляющие усилия разных стран в этом направлении. Объявлен «Всемирный день охраны окружающей среды» — 5 июня. Но эти и другие мероприятия — только первые шаги на пути сохранения гомеостаза биосферы.

Источник

Геологические оболочки, входящие в состав биосферы

УЧЕНИЕ О БИОСФЕРЕ

Эрозия почв

6. Загрязнение почв радиоактивными веществами( регионы Бетпакдалы, Балхаша, Мугоджар, Мангистау, Каспия, Иртыша, район Семипалатинского ядерного полигона)

7. Загрязнение почв тяжелыми металлами(свинцом – Риддер, Усть-Каменогорск, Заряновск), ядовитыми веществами (Павлодар, Экибастуз, Тараз, Каратау), гептилом ( Атырауская область, район озера Балхаш)

Мероприятия по охране природы в Казахстане:

  1. Красная книга Казахстана (1981 год, переиздана в 1991 и 1996 годах.)
  2. Государственные природные заповедники ( Территория на которой полностью запрещена хозяйственная деятельность человека) :
Название Место расположения Объект охраны
1. Аксу — Жабаглы Южно – Казахстанская область Ландшафт Таласского Алатау
2. Алматинский Алматинская область Заилийский Алатау
3. Барсакельмес Кызылординская область Озеро Барсакельмес
4. Наурызум Костанайская область Сосновые леса, степи, озера.
5. Коргалджын Акмолинская и Карагандинская области Экосистема озёр
6. Маркаколь Восточно-Казахстанская область Ландшафт Южного Алтая, озеро Маркаколь.
7. Устюртский Мангистауская область Степной ландшафт
8. Западно – Алтайский Восточно-Казахстанская область Горный ландшафт Западного Алтая
9. Алаколь Алматинская область Водная экосистема
10 . Каратау Южно – Казахстанская область Эндемики Каратау
Читайте также:  Сама лучшая мама земли
  1. Государственные природные заказники ( Территория на которой ограничена хозяйственная деятельность человека)- 49
  2. Государственные природные парки — 12
  3. Природные памятники ( территория имеющая научное, историческое, культурное и эстетическое значение) — 26

Впервые ввёл термин «биосфера» в неуку – Ж.Б. Ламарк ( 1802)

Создал учение о биосфере — В.И. Вернадский

Биосфера – это оболочка земли, заселённая живыми организмами и ими преобразованная

г е о с ф е р ы з е м л и

Границы биосферы

Геологические оболочки Характеристика Распространение жизни
Атмосфера Воздушная оболочка: тропосфера , стратосфера Тропосфера – 15 км над землёй
Литосфера Внешняя твёрдая оболочка земли Педосфера – почвенный слой литосферы, образовавшийся в результате деятельности живых организмов и их остатков Осадочные породы 8 – 10 м
Гидросфера Жидкая оболочка Земли Распространена жизнь до 11 км. Больше всего на поверхности воды и в прибрежных районах.

Биомасса планеты – совокупность всех живых организмов Земли.

Биомасса биосферы – единица массы живых организмов на единицу площади или объёма.

Наибольшая концентрация биомассы ( « плёнка жизни» по В.И. Вернадскому):

1. Граница соприкосновения: — литосферы с атмосферой

2. На суше. / Основу биомассы суши составляют растения, а в воде микроорганизмы и животные/.

Распределение биомассы по поверхности суши

Биомасса возрастает
Биомасса возрастает

Северный Экватор Южный

Основатель науки почвоведения – В.В. Докучаев

Факторы, влияющие на образование почвенного слоя:

  1. Горные породы
  2. Растения и животные
  3. Микроорганизмы
  4. Погода
  5. Рельеф

Биомасса океана: Гидробионты

Планктон Организмы, обитающие в верхних слоях воды
Бентос Организмы, обитающие на дне водоёмов

Самая благоприятная глубина для жизни в воде до 200м

Состав биосферы:

  1. Живое вещество –живые организмы планеты
  2. Неживое вещество– горные породы
  3. Биогенные вещества – вещества, образовавшиеся в результате жизнедеятельности живых организмов и их остатки (каменный уголь, торф, гумус, нефть)
  4. Биокосное вещество – вещества неживой природы, созданные под действием костных процессов и живых организмов (почва, вода, воздух, ил)
  5. Костные вещества –продукты, образовавшиеся без участия живых организмов
Читайте также:  За треть девять земель это

( радиоактивные вещества, метеориты).

Функции живого вещества:

  1. Энергетическая – поглощение и преобразование солнечной энергии
  2. Газовая – поглощение, преобразование и выделение газов
  3. Концентрационная – накопление живыми организмами химических элементов и химических веществ рассеянных во внешней среде
  4. Окислительно – восстановительная – окисление и восстановление веществ с помощью живых организмов
  5. Биохимическая – преобразование и миграция химических веществ в процессе питания, дыхания, размножения, распада, гниения.

Исторические этапы эволюции биосферы:

1 этап – возникновение прокариот в воде

2 этап – появление симбиотических организмов – эукариот в воде

3 этап – переход жизни на сушу

4 этап – появление и эволюция человека

5 этап – появление ноосферы

Появление ноосферы
Усложнение жизни
Появление биосферы (жизни)

Ноосфера –новый эволюционный уровень биосферы, появившийся на основе взаимосвязи биосферы и человеческого общества, где решающую роль играет сознание человека («мыслящая оболочка Земли»)

Ввели термин «ноосфера» в науку – Э. Леруа, П. Тейяр де Шарден (1927)

Нам важно ваше мнение! Был ли полезен опубликованный материал? Да | Нет

Источник