Оболочки земли

 

 

ВВЕДЕНИЕ

 

          Сегодняшняя экологическая обстановка на нашей планете оставляет желать лучшего, поэтому прежде всего стоит обратить внимание на  взаимоотношения человечества и биосферы. Загрязнение биосферы – первопричина болезней и преждевременных смертей. Основная задача нашего времени – не допустить необратимых изменений, связанных с загрязнением окружающей среды. Общество постоянно развивается, но вместе с прогрессом растёт количественный и качественный характер загрязнения биосферы. Человечество в целом, а не отдельные страны должны позаботиться о создании системы охраны окружающей среды иначе просто придется жить в скафандре.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ОБОЛОЧКИ ЗЕМЛИ

 

        Жизнь  на нашей планете зародилась  благодаря сочетанию многих факторов. Земля находится на благоприятном  расстоянии от Солнца — не  слишком сильно нагревается днём  и не переохлаждается в ночное  время. Земля имеет твёрдую  поверхность, и на ней существует  вода в жидком состоянии. Воздушная  оболочка, окружающая Землю, предохраняет  её от  жёсткого космического  излучения и «бомбардировки»  метеоритами.

       Земля имеет 6 оболочек: атмосферу, гидросферу, биосферу, литосферу, пиросферу и центросферу.

      Атмосфера—внешняя газовая оболочка Земли. Ее нижняя граница проходит по литосфере и гидросфере, а верхняя—на высоте 1000 км. В атмосфере различают тропосферу (двигающийся слой), стратосферу (слой над тропосферой) и ионосферу (верхний слой).

       Средняя высота тропосферы—10 км. Ее масса составляет 75% всей массы атмосферы. Воздух тропосферы перемещается как в горизонтальном, так и в вертикальном направлениях.

Над тропосферой на 80 км поднимается  стратосфера. Ее воздух, перемещающийся лишь в горизонтальном направлении, образует слои.

        Еще выше простирается ионосфера, получившая свое название в связи с тем, что ее воздух постоянно ионизируется под воздействием ультрафиолетовых и космических лучей.

         Гидросфера  занимает 71% поверхности Земли. Ее средняя соленость составляет 35 г/л. Температура океанической поверхности — от

3 до 32 °С, плотность — около  1. Солнечный свет проникает на  глубину 200 м, а ультрафиолетовые  лучи — на глубину до 800 м.

         Биосфера, или сфера жизни, сливается с атмосферой, гидросферой и литосферой. Ее верхняя граница достигает верхних слоев тропосферы, нижняя — проходит по дну океанских впадин. Биосфера подразделяется на сферу растений (свыше 500 000 видов) и сферу животных (свыше 1 000 000 видов).

        Литосфера—каменная оболочка Земли—толщиной от 40 до 100 км. Она включает материки, острова и дно океанов. Средняя высота материков над уровнем океана: Антарктиды—2200 м, Азии—960 м, Африки—750 м, Северной Америки — 720 м, Южной Америки — 590 м, Европы — 340 м, Австралии — 340 м.

          Под литосферой расположена пиросфера — огненная оболочка Земли. Ее температура повышается примерно на 1°С на каждые 33 м глубины. Породы на значительных глубинах вследствие высоких температур и большого давления, вероятно, находятся в расплавленном состоянии.

              Центросфера, или ядро Земли, расположена на глуби не 1800 км. По мнению большинства ученых, она состоит из железа и никеля. Давление здесь достигает 300000000000 Па (3000000 атмосфер), температура— нескольких тысяч градусов, В каком состоянии находится ядро, пока неизвестно.

Огненная сфера Земли продолжает охлаждаться. Твердая оболочкой  утолщается, огненная—сгущается. В  свое время это привело к формированию твердых каменных глыб— материков. Однако влияние огненной сферы на жизнь планеты Земля все еще  очень' велико. Неоднократно менялись очертания материков и океанов, климат, состав атмосферы.

Экзогенные и эндогенные процессы беспрерывно изменяют твердую поверхность  нашей планеты, что, в свою очередь, активно влияет на биосферу Земли.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ПОНЯТИЕ «БИОСФЕРА».

 

                Содержание понятия биосферы  не всегда было однозначным.  Первоначально биосферами называли  гипотетические глобулы, якобы  составляющие живую основу всех  организмов. Такое понимание продержалось  во Франции до середины века.

                 С работ Зюсса датируется начало  биологического представления о  биосфере, как о совокупности  организмов, населяющих Землю, как  о живой оболочке планеты.

               Представление Зюсса о биосфере  как об особой оболочке земли  использовал и В. И. Вернадский (1926), вложив в него, однако, существенно  иное, биогеохимическое, содержание. Биосфера, по Вернадскому, - область распространения жизни, включающая наряду с организмами и среду их обитания.

              Верхняя граница биосферы, по Вернадскому (1965), проходит на высоте 15-20 км, охватывая всю тропосферу и нижнюю часть стратосферы: озон находится у полюсов в слое 8 –30 км., в тропиках 15-35 км. Снизу Биосфера ограниченна отложениями на дне океанов ( до глубины свыше 10 км.) и глубиной проникновения в недра Земли организмов и воды в жидком состоянии. Подстилающая литосфера, верхняя стратосфера, ионосфера и космическое пространство служат биосфере средой. Основной энергетический источник, обеспечивающий функционирование биосферы, - лучистая энергия Солнца.

Таким образом, биосфера – это особая термодинамическая открытая оболочка Земли, вещество, энергетика и организация  которой и обуславливаются взаимодействием  её биотического и абиотического  компонентов. Она, следовательно, включает совокупность организмов и их остатки, а также части атмосферы, гидросферы и литосферы, населённые организмами  и изменяемые их деятельностью.

Важнейшей функцией биосферы является регулярное, возрастающее во времени  воссоздание живого вещества по численности, весу и количеству аккумулированной и удерживаемой энергии. Человек  воспринимает эту функцию как биологическую продуктивность биосферы, её частей (океан, почвы, пресные воды) или её отдельных экосистем и биогеоценозов (дельты, луга, тайга, поля зерновых и т.д.).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ОРГАНИЗАЦИЯ БИОСФЕРЫ.

 

Организованность биосферы – явление  многоплановое. В  самом крупном  плане биосфера представляет собой  единство живого и минеральных элементов, вовлечённых в сферу жизни. Существенная составная часть единства – биотический  круговорот, основанный на взаимодействии организмов, создающих и разрушающих  органическое вещество.

При более детальном рассмотрении нетрудно обнаружить гетерогенность биотического круговорота, его более древнюю  часть, составленную из одноклеточных  синтетиков и деструкторов, и относительно позднюю надстройку из многоклеточных организмов.

Ещё более внимательный анализ показывает, что биосфера распределена по поверхности  Земли неравномерно. В различных  природных условиях она сформирована в виде относительно самостоятельных  природных комплексов, получивших название экосистем, или биогеоценозов. Понятие  «биогеоценоз» означает сообщество организмов разных видов, обитающее  в определённых природных условиях.

Каждый биогеоценоз, или экосистема, представляет собой своеобразную модель биосферы в миниатюре. Он, как правило, включает фотосинтетиков – хлорофиллоносные растения, создающие органическое вещество, гетеротрофов, живущих на созданной  автотрофами органике, деструкторов, разрушающих органическое вещество тел растений и животных до минеральных  элементов, а также субстрат с  каким-то запасом минеральных элементов.

В зависимости особенностей субстрата, климата, исторических факторов формирования жизни биогеоценозы могут весьма существенно различаться. Известный  американский эколог Е. Одум (1968), говоря об основных экосистемах мира, называет следующие экосистемы: моря, эстуарии и морские побережья, ручьи и  реки, озёра и пруды, пресноводные болота, пустыни тундры, травянистые  ландшафты, леса.

Каждая из перечисленных Одумом крупных экосистем, характеризующаяся  некоторыми специфическими особенностями, в свою очередь распадается на экосистемы, или биогеоценозы различных  лесов - хвойных, лиственных, тропических, каждый из которых отличается своими особями чертами и прежде всего  характерным круговоротом вещества. Точно так же экосистема моря включает в свой состав биогеоценозы коралловых островов, весьма богатых жизнью.

Как правило, бедны разнообразием  видов организмов биогеоценозы Крайнего Севера, пустынь, особенно богаты видами биогеоценозы дождевых тропических  лесов. Величина первичной продукции  органического вещества в биогеоценозах, наиболее богатых жизнью, превосходит  продукцию биогеоценозов глубин океана более чем в 50 раз!

Живая часть биогеоценоза – биоценоз – слагается из популяций организмов, принадлежащих к разным видам. В  распределении видов в составе  биоценоза обнаруживаются интересные закономерности. Чем меньше вес организма, тем больше численность его особей Изучение частоты встречаемости представителей разных видов позволяет обнаружить другую более важную закономерность: Наибольшим распространением отличается сравнительно небольшое число видов.

В состав биоценозов входят, с одной  стороны, высокоспециализированные виды, способные существовать только в  условиях данного биоценоза, с другой – виды с более широким спектром потребностей. При существенных изменениях среды обитания первыми вымирают специализированные виды.

Во многих биоценозах наряду с видами, встречающимися в данном сообществе постоянно, имеются виды, входящие в  состав либо на какой-то стадии развития, либо в течение ограниченного  сезона. К первым принадлежат многие водные насекомые, живущие в водоёме  на личиночной стадии и покидающие это местообитание во взрослом состоянии, например комары. Большую роль играют отношения типа паразит – хозяин. В последнее время открыта  принципиально новая форма связей – передача наследственных особенностей от одних видов к другим с помощью  бактериофагов и вирусов. Такая  форма связи, по-видимому, широко распространена среди бактерий. Какую она играет роль во взаимодействии между другими членами биоценоза, пока ещё не достаточно ясно.

Анализ структуры биосферы не заканчивается  на биогеоценозах. Они, в свою очередь, состоят из популяций разнообразных  видов, т.е. из качественно своеобразных форм организации живой материи, каждая из которых ведёт своё начало от общего предка. В биогеоценозе, таким  образом, существуют популяции видов  с разной историей; основа биогеоценоза полифилетчина.

В организации биосферы как системы  биогеоценозов снова находит  своё выражение общий принцип  формирования сложного из относительно простого:

1. Имеется масса специфических компонентов – популяции отдельных видов.
2. Различные виды организмов не только способны образовывать связи друг с другом, они уже не могут существовать без этих связей.
3. Связи между организмами обеспечиваются в основном одним источником энергии – солнечным излучением. Каждый биогеоценоз – своеобразный трансформатор солнечной энергии в энергию биосинтезов.
4. Принцип разделения труда, достаточно хорошо выраженный в биогеоценозах, придаёт им черты целостности, относительной независимости существования и, как следствие этого, большей устойчивости.
5. Относительная независимость биоценозов друг от друга при условии конкуренции между ними за местообитание, вещество и энергию создаёт оптимальные условия для эволюций всей биосферы.

 

 

 

 

 

БИОСФЕРА И ЧЕЛОВЕЧЕСТВО

 

Развитие человеческого общества ускоряется с каждым десятилетием. Интенсивно растёт численность населения  планеты. Индустриализация сопровождается колоссальным потреблением природных  ресурсов и глубокими изменениями  природной среды. Распашка больших  территорий суши, использование под  пастбища, вырубка лесов, сооружение плотин и каналов, оросительных систем, обширные горно-геологические разработки, эрозия почв, применение удобрений, пестицидов, мелиорации, загрязнение почв, водоёмов и атмосферы индустриальными  отходами и многие другие виды деятельности человека вносят в природу большие  изменения, которые нарушают сложившиеся  системы и отношения в биосфере Земли. Часто эти изменения имеют  негативный и, что особенно опасно для  будущего человечества, необратимый  характер.

Подобные нарушения в биосфере Земли, её контаминация, перерасход её ресурсов губительны для всего живого, в том числе и для самого человечества.

Наступило время, когда государства, используя рекомендации современной  науки, должны разрабатывать и планомерно осуществлять мероприятия по охране биосферы Земли и рациональному  использованию и расширению воспроизводства  её ресурсов. Рекомендация по охране и  использованию ресурсов биосферы должны основываться на знании структуры, состава  и механизмов поддержания устойчивого  состояния биосферы.

Влияние присутствия и деятельности человека на облик планеты Земля  на протяжении относительно краткого периода истории самого человека динамично и разнообразно. Однако для более ясного понимания временных  и пространственных факторов стоит  попытаться дать классификацию видов  этого влияния. Мир до того, как  человек научился использовать орудия труда и огонь, был невообразимо богат естественными органическими  ресурсами. Но говорить так - всё равно, что ставить телегу впереди лошади, поскольку естественные ресурсы  не бели ресурсами до тех пор, пока не появился человек и пока он не оказался в состоянии использовать их. Способность человека находить, добывать и использовать естественные ресурсы развивалась как непрерывный процесс. Мы убеждены, что изобретательность человека опережает его мудрость. И мы не должны впадать в заблуждение и считать себя мудрыми сегодня только на том основании, что провозглашаем некоторые хорошие идеи, постоянно грозя при этом пальцем и отрицательно качая головой. Цивилизация есть цветок эволюции, но он не мог бы расцвести, если бы человек не имел времени думать и возможности гибко действовать, активно используя богатства окружающей среды для своей пользы.