68424

Структура биосферы

Лекция

Экология и защита окружающей среды

Строение биосферы Биосфера охватывает нижнюю часть атмосферы всю гидросферу океаны моря поверхностные воды суши а также верхнюю часть литосферы. Верхней границей биосферы является озоновый слой 2030 км от земной поверхности а её нижняя граница не опускается в литосферу ниже 23 км.

Русский

2014-09-22

46 KB

0 чел.

Лекция № 5.

структура биосферы

Вопросы лекции:

  1.  Определение биосферы.
  2.  Компоненты и структура биосферы. 

НТП – решающий фактор роста объема общего производства. С развитием НТП неизбежно возникает воздействие человека на природу, которое становится все более и более заметным. Перед современным обществом как никогда остро стоит задача не только богатство природы, но и предупредить отрицательное последствия влияния человека в будущем.

Правильно понять, найти рациональное решение проблемы взаимодействия системы «общество – техника – природа» помогает учение о биосфере, принадлежащее русскому ученому Вернадскому.

Биосфера (греч. Bios -жизнь, spharia -  шар) – оболочка Земли, в которой развивается жизнь исключительно разнообразных организмов, населяющих поверхность суши, почву, нижние слои атмосферы, гидросферу. В своей основе биосфера представляет собой результат взаимодействия живой и неживой материи.

Основоположником современных представлений о биосфере является выдающийся советский учёный, академик В. И. Вернадский. В старое понятие Вернадский вложил новое содержание.

 Биосферу Вернадский рассматривал как качественно своеобразную оболочку Земли, развитие которой в значительной мере определяется деятельностью живых организмов.

 Биосфера по Вернадскому представляет собой сложную природную систему и включает:

  1.  «живое вещество», т.е. множество живых организмов.
  2.  «биогенное вещество», т.е. органоминеральные или органические продукты, созданные живым веществом (каменный уголь, торф, подстилка, гумус - верхний плодородный слой почвы).
  3.  «биокосное вещество», созданное живыми организмами вместе с неживой природой (вода, атмосфера, осадочные породы).
  4.  «косное вещество», образованное без участия живых организмов (магматические горные породы).

За последние полвека накоплено много материалов, расширяющих наши познания о появлении жизни на Земле. Во-первых, можно считать доказанным отсутствие жизни на Марсе и Венере, на которых Вернадский предполагал возможность существования живого вещества. Теперь изучено достаточно много космической материи. Результаты доказывают, что земная жизнь не привнесена на землю с ближайших планет. В последние годы, однако, получают подтверждение идеи Вернадского и о возможности космического происхождения живого вещества. Исследования в Антарктиде обнаружили большое количество метеоритов на поверхности льда. В них были найдены различные аминокислоты, нуклеиды, которые не могли образоваться во льдах Антарктиды. Можно предполагать, что абиогенные органические  вещества существуют в космическом пространстве.

Строение биосферы

Биосфера охватывает нижнюю часть атмосферы, всю гидросферу – океаны, моря, поверхностные воды суши, а также верхнюю часть литосферы. Верхней границей биосферы является озоновый слой (20-30 км от земной поверхности), а её нижняя граница не опускается в литосферу ниже 2-3 км.

Озоновый экран – это слой атмосферы в пределах стратосферы, расположенный на разной высоте от поверхности Земли и имеющий наибольшую плотность озона на высоте 22-26 км.

Высота озонового слоя у полюсов оценивается в 7-8 км, у экватора – 17-18 км, а максимальная высота присутствия  озона – 45-50 км. Выше озонового экрана существование жизни без специальной защиты невозможно из-за жёсткого ультрафиолетового излучения Солнца.


         м                                              Ионосфера

100000

60000

30000

10000

            - 8848

8000

6000

4000

2000     -Леса, луга

0

-10

-100

-200

-1000

-3000

-10000

Основу жизни на Земле составляет процесс фотосинтеза, осуществляемый наземными растениями, пресноводными водорослями и морским фитопланктоном (совокупность свободноплавающих растительных организмов, населяющих толщу воды). Фотосинтез представляет собой процесс образования растениями богатых энергией органических соединений, под влиянием солнечного света, в результате которого двуокись углерода (СО2) и вода превращаются в углеводы (например, глюкозу), а в качестве побочного продукта выделяется кислород. Кислород атмосферы Земли является результатом фотосинтеза. Ежегодно растения Земли образуют около 380 млрд. тонн биомассы (в перечёте на сухое вещество) и одновременно выделяют в атмосферу около 350 млрд. тонн свободного кислорода.

Современная биосфера начала формироваться около двух миллиардов лет назад, когда в океанах возникли морские организмы, которые были способны использовать солнечную энергию в синтезируемых ими органических веществах и при этом расщеплять молекулу воды с выделением свободного кислорода. Молекулярный кислород накапливался в течение сотен миллиардов лет, что привело к возникновению атмосферы и в ней слоя озона, обеспечивающего защиту живых организмов от разрушительного ультрафиолетового излучения Солнца. Поэтому заселение суши началось, вероятно, 400 млн. лет назад.

История жизни на Земле охватывает 6 эр и 17 периодов общей продолжительностью около 3,5 млрд. лет. Лишь небольшой отрезок времени (около 1 млн. лет) прошел с момента возникновения третьего этапа жизни на Земле, т.е. с начала последнего периода кайнозойской эры – антропогена (антропос - человек). Человеческое общество – один из последовательных этапов биогенеза, т.е. развития жизни на планете. Поскольку общество превратилось в мощную природную силу, преобразующую окружающую среду, включая теперь и космическое пространство, возникает вопрос, как далее будут развиваться человечество и биосфера.

В настоящее время по данным американского учёного Т. Добжанского, на Земле насчитывается 1265500 видов организмов (1млн. видов животных и 265500 видов растений).

Биосфера распределена по поверхности Земли неравномерно. Она сформирована в виде природных комплексов, которые называются экосистемами (экологическими системами), или биоценозами. Термин введён В.Н. Сукачёвым.

Биосфера является единственным местом обитания человека и других живых организмов, причём из построений Вернадского и ряда других учёных следует закон незаменимости биосферы.

Биосфера – это единственная система, обеспечивающая устойчивость среды обитания при любых возникающих возмущениях. Нет никаких оснований надеяться на построение искусственных сообществ, обеспечивающих стабилизацию окружающей среды в той же степени, что и естественные сообщества.

Понятно, что в данном законе имеются в виду возмущения природного происхождения, поскольку антропогенные возмущения могут представлять собой катастрофу на биосферном уровне.

Из этого закона следует, что конечная задача охраны природы – это сохранение биосферы как естественного и единственного места обитания человеческого общества.

Современные философские концепции сводятся к тому, что процесс взаимодействия общества и биосферы должен быть управляем, с тем, чтобы неизбежный НТП не привёл к деградации биосферы как среды обитания общества.

В отличие от биогенеза этот этап эволюции биосферы рассматривают как этап разумного развития, т.е. ноогенеза. Соответственно происходит постепенное превращение биосферы в ноосферу – оболочка Земли, включающая общество с промышленностью, языком, хозяйственной деятельностью, религией и всеми иными атрибутами

Подлинным основателем  учения о ноосфере в ее современном понимании был В.И. Вернадский. Он развил материалистическое учение о ноосфере, показав, что она находится не над биосферой, не вне ее, а является закономерным этапом развития самой биосферы, этапом разумного регулирования взаимоотношений человека и природы.  

Переход в эпоху ноосферы Вернадский рассматривал как один из актов приспособления человечества. Все живые организмы приспосабливаются, но человек включает в этот процесс разум. На этом этапе предстоит не только исправить уже имеющиеся нарушения в природе, отклонения от разумных и целесообразных отношений между обществом и природой, но и предотвращать подобные нарушения и отклонения в будущем.

Таким образом, закон ноосферы Вернадского имеет следующую формулировку:

Биосфера неизбежно превратится в ноосферу, т.е. в сферу, где разум человека будет играть доминирующую роль в развитии системы человек – природа.

Этот закон справедлив, хотя некоторые учёные рассматривают его как утопию. Смысл закона ноосферы видится в том, что люди будут управлять не природой, а, прежде всего собой.

Учение о ноосфере получило развитие в работах русских ученых М.М. Кашмилова (1979), В.П. Казначеева 1985г. Современные ученые также рассматривают ноосферу как новую высшую стадию эволюции биосферы, связанную с возникновением и развитием в ней человечества, которое, познавая законы природы и совершенствуя технику, создает техносферу и начинает оказывать определяющее влияние на ход биосферных и космических процессов.


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

40565. Расчёт пространственного одноэтажного промышленного здания 1.31 MB
  Расстояние от оси подкрановой балки до оси колоны l1B1hBa75 B1 – размер части кранового моста выступающей за ось рельса 75мм – зазор между краном и колонной l1300100050075=875 мм l1 должен быть кратным 250 мм значит l1=1000 мм Высота сечения нижней части колонны hH=l1a hH= 1000500=1500 мм Пролёт мостового крана lк =l 2 l1 =3000021000=28000 Сечения верхней части колонны назначаем сплошного сечения двутавровым нижней сквозным.8 Тип фермы Пролет фермы L = 300 м Высота фермы H = 315 м Количество панелей верхнего пояса 10...
40567. Качество ПО 586.5 KB
  Эффективность Ошибки анализа необходимого количества ресурсов обычно проявляются только в определенных ситуациях Задачи обеспечения качества Обеспечение качества Измерение оценка качества программы Применение методов повышения качества Повышение качества Обнаружение ошибок и неудовлетворительных мест в программе Исправление ошибок и другие изменения программы Необходимость оценки качества Контроль текущего прогресса Оценка эффективности затрат на повышение качества Выбор наиболее эффективных методов повышения качества Основа...
40568. Управление приложением пользователя 4.61 MB
  Для организации эффективной работы пользователя целесообразно создать целостное приложение предметной области, в котором все его компоненты должны быть сгруппированы по функциональному назначению. При этом необходимо обеспечить удобный графический интерфейс, чтобы пользователь мог решать задачи
40569. Введение в предмет АИС 29 KB
  Н 3 курс дисциплина АИС Занятие № 1 Тема: Введение в предмет АИС 1. Задачи АИС АИС являются широко распространенными в настоящее время развития общества когда информатика информационные технологии компьютеры сопровождают человека во всех сферах деятельности. Задачами АИС на данном этапе развития являются: изучение современных методов и средств проектирования информационных систем...
40570. Работа с данными таблицы 678 KB
  Достаточно часто возникает необходимость быстрого нахождения и редактирования заданных записей в больших массивах информация. Для этого важно быстро выбрать по некому шаблону записи и отсортировать их. Данная задача решается с помощью фильтрации записей в режиме таблицы или формы.
40571. СТРУКТУРА АИС 59.5 KB
  3курс дисциплина АИС Занятие №3 Тема: СТРУКТУРА АИС Типы обеспечивающих подсистем Структуру информационной системы составляет совокупность отдельных ее частей называемых подсистемами. Подсистема это часть системы выделенная по какомулибо признаку. Общую структуру информационной системы можно рассматривать как совокупность подсистем независимо от сферы применения. В этом случае говорят о структурном признаке классификации а подсистемы называют обеспечивающими.
40572. Классификация автоматизированных информационных систем 58 KB
  В файлсерверных ИС база данных находится на файловом сервере а СУБД и клиентские приложения находятся на рабочих станциях. В клиентсерверных ИС база данных и СУБД находятся на сервере а на рабочих станциях находятся клиентские приложения. twotier ИС всего два типа звеньев: сервер баз данных на котором находятся БД и СУБД bckend и рабочие станции на которых находятся клиентские приложения frontend. Типичный пример применения многозвенности современные вебприложения использующие базы данных.
40573. ВАРИАНТ ОПРЕДЕЛЕНИЯ НАПРЯЖЕННО-ДЕФОРМИРОВАННОГО СОСТОЯНИЯ УПРУГОГО ТЕЛА КОНЕЧНЫХ РАЗМЕРОВ С ТРЕЩИНОЙ 1.75 MB
  Рассмотрена задача о нахождении напряженно-деформированного состояния (НДС) в поврежденном трещиной теле конечных размеров. Трещина моделируется физическим разрезом с характерной толщиной и материальным слоем на его продолжении. Напряженное состояние слоя описывается средними по толщине и граничными напряжениями, связанными условиями равновесия