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

33625. МЕЖСЕТЕВОЙ ЭКРАН 79.5 KB
  Как правило эта граница проводится между локальной сетью предприятия и INTERNET хотя ее можно провести и внутри локальной сети предприятия. Возможности брандмауэра: 1Защита от уязвимых мест в службах Брандмауэр может значительно повысить сетевую безопасность и уменьшить риски для хостов в подсети путем фильтрации небезопасных по своей природе служб. Например брандмауэр может запретить чтобы такие уязвимые службы как NFS не использовались за пределами этой подсети. Это позволяет защититься от использования этих служб атакующими из...
33626. Многоагентные системы защиты 54 KB
  Многоагентные системы защиты Наиболее наглядной и удобно разрабатываемой является модель в основе которой лежит архитектура базовых агентов многоагентной системы защиты ВС. Многоагентная система – сложная система в которой функционируют два или более интеллектуальных агентов. Под агентом понимается самостоятельная интеллектуальная аппаратнопрограммная система которая обладает рядом знаний о себе и окружающем мире и поведение которой определяется этими знаниями. Таким образом компоненты системы зищиты агенты защиты представляют собой...
33627. Формирование вариантов модели систем безопасности СОИ АСУП 50.5 KB
  Поскольку защита данных непосредственно связана с программными и аппаратными средствами защиты данных передачи и хранения то с учетом этого предлагается представлять объекты защиты в виде совокупности этих средств. Таким образом обеспечивается возможность детального определения объектов защиты для каждого типа защищаемых данных. Такой подход обеспечивает возможность выполнения анализа требований защиты данных с учетом различных источников и типов угроз. Для оценки величины возможного ущерба и определения степени внимания которое необходимо...
33628. Обобщенная модель системы безопасности сетей передачи данных 46.5 KB
  Обобщенная модель системы безопасности сетей передачи данных Рассматриваемая модель предполагает что функционирование системы безопасности происходит в среде которую можно представить кортежем 1.1 где {Пс} множество неуправляемых параметров внешней среды оказывающих влияние на функционирование сети; {Пу} множество внутренних параметров сети и системы безопасности которыми можно управлять непосредственно в процессе обработки защищаемых данных; {Пв} множество внутренних параметров сети не поддающихся...
33629. Мандатная модель 31 KB
  Модели механизмов обеспечения целостности данных Модель Биба Рассматриваемая модель основана на принципах которые сохраняют целостность данных путем предотвращения поступления данных с низким уровнем целостности к объектам с высоким уровнем целостности. Уровень целостности согласно. субъектам запрещено чтение данных из объекта с более низким уровнем целостности; нет записи наверх т. субъектам запрещено запись данных в объект с более высоким уровнем целостности.
33630. Модель Харрисона-Руззо-Ульмана (матричная модель) 32 KB
  Модель ХаррисонаРуззоУльмана матричная модель Модель матрицы права доступа предполагает что состояние разрешения определено используя матрицу соотносящую субъекты объекты и разрешения принадлежащие каждой теме на каждом объекте. Состояние разрешения описано тройкой Q = S О А где S множество субъектов 0 множество объектов А матрица права доступа. Вход s о содержит режимы доступа для которых субъект S разрешается на объекте о. Множество режимов доступа зависит от типа рассматриваемых объектов и функциональных...
33631. Многоуровневые модели 31.5 KB
  К режимам доступа относятся: чтение запись конкатенирование выполнение.7 где b текущее множество доступа. Это множество составлено из троек формы субъект объект режим доступа. Тройка s о т в b указывает что субъект s имеет текущий доступ к объекту о в режиме т; М матрица прав доступа аналогичная матрице прав доступа в модели ХаррисонаРуззоУльмана; f функция уровня которая связывается с каждым субъектом и объектом в системе как уровень их защиты.
33632. Графические модели 44 KB
  Графические модели сети Петри которые позволяют построить модели дискретных систем. Определение: Сеть Петри это набор N =STFWM0 где S непустое множество элементов сети называемое позициями T непустое множество элементов сети называемое переходами отношение инцидентности а W и M0 две функции называемые соответственно кратностью дуг и начальной разметкой. Если п 1 то в графическом представлении сети число n выписывается рядом с короткой чертой пересекающей дугу. Часто такая дуга будет также заменяться пучком из п...
33633. Построение модели систем защиты на базе Е-сетей на основе выделенного набора правил фильтрации 78 KB
  2 Переходы: d3 = XEâ€r3 p1 p2 p3 t3 установление соединения проверка пароля и имени пользователя для доступа к внутренней сети подсети; d4 = XEâ€r4 p2 p4 р5 0 подсчет попыток ввода пароля и имени; d5 = Tp4 p6 0 вывод сообщения о неверном вводе пароля и имени; d6 = Tp1 p6 0 – передача пакета для повторной аутентификации и идентификации; d7 = Tp5 p7 t4 создание соответствующей записи в журнале учета и регистрации. 3 Решающие позиции: r3 проверка пароля и имени пользователя; r4 ...