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

31633. ПАТОФІЗІОЛОГІЯ ПЕЧІНКИ 79.5 KB
  Це обумовлює характерну ознаку печінкової недостатності нестабільний рівень глюкози крові: 1 після прийому їжі розвивається гіперглікемія 2 натще гіпоглікемія. Таке явище супроводжується збільшенням в крові рівня вільного холестерину і зниженням антиатерогенних ліпопротеїнів що сприяє відкладенню холестерину в стінках судин і розвитку атеросклерозу. Порушення участі печінки в білковому обміні включає 3и групи змін: 1 зниження синтезу гепатоцитами альбумінів що веде до гіпоальбумінемії і гіпоонкії крові а на стадії...
31634. Система кодирования информации 19.55 KB
  Система кодирования информации Кодирование информации применяют для унификации формы представления данных которые относятся кразличным типам в целях автоматизации работы с информацией. Например естественные человеческие языки можно рассматривать как системы кодирования понятий для выражения мыслей посредством речи к тому же и азбуки представляют собой системы кодирования компонентов языка с помощью графических символов. Основой этой системы кодирования является представление данных через последовательность двух знаков: 0 и 1. Наименьшая...
31636. Положение слуховой трубы у взрослого и ребенка, связь ее с мышцами мягкого неба, значение для слуховой функции 14.62 KB
  Служит для доступа воздуха из глотки в барабанную полость, чем поддерживается равновесие между давлением в этой полости и внешним атмосферным давлением, что необходимо для правильного проведения к лабиринту колебаний барабанной перепонки.
31637. Накопители на гибких магнитных дисках 99 KB
  Структура накопителя на гибких магнитных дисках Устройство накопителя на гибких магнитных дисках НГМД рис. Все электрические схемы размещаются на печатной плате компонуемой в корпусе НГМД. Обычно в профессиональной ПЭВМ к одному адаптеру через интерфейс можно подключать до четырех НГМД. Для подключения определенных НГМД применяются микропереключатели.
31639. Накопители на оптических дисках 1.41 MB
  Основы оптической записи Методы оптической записи на поверхности подвижного носителя основаны на способности некоторых материалов изменять отражательные свойства на участках которые подвергались тепловому магнитному или комбинированному воздействию. Первоначально для оптической записи использовалось свойство лазерного луча прожигать отверстия в тонком слое металла рис. Такой способ записи используется для НОД с однократной записью. Возможность многократной записи обеспечивается при использовании магнитооптических носителей.
31640. Видеоадаптеры. Графические видеоадаптеры точечные 33.63 KB
  Последней командой графического файла является команда безусловного перехода на начало файла что обеспечивает регенерацию изображения. Структура графического адаптера с произвольным сканированием векторного типа: СМ сумматор ГВ генератор векторов Если адаптер работает в абсолютных координатах то ЦП сильно загружен в режиме редактирования или перемещения изображения. Адаптеры такого типа обладают отсутствием мерцания возможностью наложения изображения из видеоЗУ на стандартное телевизионное изображение от телекамеры или...
31641. Системные и локальные шины 23.51 KB
  Стоимость такой организации получается достаточно низкой поскольку для реализации множества путей передачи информации используется единственный набор линий шины разделяемый множеством устройств. Одна из причин больших трудностей возникающих при разработке шин заключается в том что максимальная скорость шины главным образом лимитируется физическими факторами: длиной шины и количеством подсоединяемых устройств и следовательно нагрузкой на шину. Эти физические ограничения не позволяют произвольно ускорять шины.