Γεωγραφία. Ένας πλήρης οδηγός για την προετοιμασία για τις εξετάσεις του Ενιαίου Κράτους

Προσθέστε την τιμή σας στη βάση δεδομένων

Ενα σχόλιο

Η λιθόσφαιρα είναι το βραχώδες κέλυφος της Γης. Από το ελληνικό «λίθος» - πέτρα και «σφαίρα» - μπάλα

Λιθόσφαιρα - εξωτερική σκληρό κέλυφοςΗ Γη, που περιλαμβάνει ολόκληρο τον φλοιό της Γης με μέρος του ανώτερου μανδύα της Γης και αποτελείται από ιζηματογενή, πυριγενή και μεταμορφωμένα πετρώματα. Το κάτω όριο της λιθόσφαιρας είναι ασαφές και καθορίζεται από μια απότομη μείωση του ιξώδους των πετρωμάτων, μια αλλαγή στην ταχύτητα διάδοσης των σεισμικών κυμάτων και μια αύξηση της ηλεκτρικής αγωγιμότητας των πετρωμάτων. Το πάχος της λιθόσφαιρας στις ηπείρους και κάτω από τους ωκεανούς ποικίλλει και είναι κατά μέσο όρο 25 - 200 και 5 - 100 km, αντίστοιχα.

Ας εξετάσουμε μέσα γενική εικόναγεωλογική δομή της Γης. Ο τρίτος πλανήτης πέρα ​​από την απόσταση από τον Ήλιο, η Γη, έχει ακτίνα 6370 km, μέση πυκνότητα 5,5 g/cm3 και αποτελείται από τρία κελύφη - φλοιός, μανδύαςκαι και. Ο μανδύας και ο πυρήνας χωρίζονται σε εσωτερικά και εξωτερικά μέρη.

Ο φλοιός της Γης είναι το λεπτό ανώτερο κέλυφος της Γης, το οποίο έχει πάχος 40-80 km στις ηπείρους, 5-10 km κάτω από τους ωκεανούς και αποτελεί μόνο το 1% περίπου της μάζας της Γης. Οκτώ στοιχεία - οξυγόνο, πυρίτιο, υδρογόνο, αλουμίνιο, σίδηρος, μαγνήσιο, ασβέστιο, νάτριο - αποτελούν το 99,5% φλοιός της γης.

Σύμφωνα με επιστημονική έρευνα, οι επιστήμονες μπόρεσαν να διαπιστώσουν ότι η λιθόσφαιρα αποτελείται από:

• Οξυγόνο – 49%;
• Πυρίτιο – 26%;
• Αλουμίνιο – 7%;
• Σίδηρος - 5%;
• Ασβέστιο - 4%
• Η λιθόσφαιρα περιέχει πολλά ορυκτά, τα πιο κοινά είναι ο σπάρος και ο χαλαζίας.

Στις ηπείρους, ο φλοιός είναι τριών στρωμάτων: ιζηματογενή πετρώματα καλύπτουν πετρώματα γρανίτη και πετρώματα γρανίτη πάνω από βασαλτικά πετρώματα. Κάτω από τους ωκεανούς ο φλοιός είναι «ωκεάνιος», τύπου δύο στρωμάτων. Τα ιζηματογενή πετρώματα απλά βρίσκονται σε βασάλτες, δεν υπάρχει στρώμα γρανίτη. Υπάρχει επίσης ένας μεταβατικός τύπος του φλοιού της γης (ζώνες νησιωτικού τόξου στα περιθώρια των ωκεανών και ορισμένες περιοχές σε ηπείρους, για παράδειγμα στη Μαύρη Θάλασσα).

Ο φλοιός της γης είναι ο παχύτερος στις ορεινές περιοχές(κάτω από τα Ιμαλάια - πάνω από 75 χλμ.), ο μέσος όρος - στις περιοχές των πλατφορμών (κάτω από την πεδιάδα της Δυτικής Σιβηρίας - 35-40, εντός των συνόρων της Ρωσικής Πλατφόρμας - 30-35), και το μικρότερο - στο κεντρικό περιοχές των ωκεανών (5-7 km). Το κυρίαρχο τμήμα της επιφάνειας της γης είναι οι πεδιάδες των ηπείρων και ο πυθμένας του ωκεανού.

Οι ήπειροι περιβάλλονται από ένα ράφι - μια ρηχή λωρίδα με βάθος έως και 200 ​​g και μέσο πλάτος περίπου 80 km, το οποίο, μετά από μια απότομη απότομη στροφή του πυθμένα, μετατρέπεται σε μια ηπειρωτική πλαγιά (η κλίση ποικίλλει από 15 -17 έως 20-30°). Οι πλαγιές σταδιακά ισοπεδώνονται και μετατρέπονται σε αβυσσαλέες πεδιάδες (βάθη 3,7-6,0 km). Τα ωκεάνια ορύγματα έχουν τα μεγαλύτερα βάθη (9-11 km), η συντριπτική πλειονότητα των οποίων βρίσκεται στα βόρεια και δυτικά άκρα Ειρηνικός ωκεανός.

Το κύριο μέρος της λιθόσφαιρας αποτελείται από πυριγενή πυριγενή πετρώματα (95%), μεταξύ των οποίων κυριαρχούν οι γρανίτες και τα γρανιτοειδή στις ηπείρους και οι βασάλτες στους ωκεανούς.

Μπλοκ λιθόσφαιρας - λιθοσφαιρικές πλάκες- κινηθείτε κατά μήκος μιας σχετικά πλαστικής ασθενόσφαιρας. Το τμήμα της γεωλογίας στην τεκτονική των πλακών είναι αφιερωμένο στη μελέτη και περιγραφή αυτών των κινήσεων.

Για να υποδείξει εξωτερικό κέλυφοςλιθόσφαιρα, χρησιμοποιήθηκε ο απαρχαιωμένος πλέον όρος sial, που προέρχεται από το όνομα των κύριων στοιχείων βράχους Si (λατ. Πυρίτιο - πυρίτιο) και Al (λατ. Αλουμίνιο - αλουμίνιο).

Λιθοσφαιρικές πλάκες

Αξίζει να σημειωθεί ότι οι μεγαλύτερες τεκτονικές πλάκες είναι πολύ ευδιάκριτες στον χάρτη και είναι:

• Ειρηνικός- η μεγαλύτερη πλάκα στον πλανήτη, κατά μήκος των ορίων της οποίας συμβαίνουν συνεχείς συγκρούσεις τεκτονικές πλάκεςκαι σχηματίζονται σφάλματα - αυτός είναι ο λόγος για τη συνεχή μείωση του.
• ευρασιατική– καλύπτει σχεδόν ολόκληρο το έδαφος της Ευρασίας (εκτός από το Ινδουστάν και την Αραβική Χερσόνησο) και περιέχει το μεγαλύτερο μέρος του ηπειρωτικού φλοιού·
• Ινδοαυστραλιανή– περιλαμβάνει την αυστραλιανή ήπειρο και την ινδική υποήπειρο. Λόγω συνεχών συγκρούσεων με την ευρασιατική πλάκα, βρίσκεται σε διαδικασία θραύσης.
• νοτιοαμερικάνος– αποτελείται από τη νοτιοαμερικανική ήπειρο και μέρος του Ατλαντικού Ωκεανού·
• βορειο Αμερικάνος– αποτελείται από τη βορειοαμερικανική ήπειρο, μέρος της βορειοανατολικής Σιβηρίας, το βορειοδυτικό τμήμα του Ατλαντικού και το ήμισυ των Αρκτικών ωκεανών·
• αφρικανός– αποτελείται από την αφρικανική ήπειρο και τον ωκεάνιο φλοιό του Ατλαντικού και του Ινδικού ωκεανού. Είναι ενδιαφέρον ότι οι πλάκες που βρίσκονται δίπλα του κινούνται προς την αντίθετη κατεύθυνση από αυτό, επομένως το μεγαλύτερο ρήγμα στον πλανήτη μας βρίσκεται εδώ.
• Ανταρκτική πλάκα– αποτελείται από την ήπειρο της Ανταρκτικής και τον κοντινό ωκεάνιο φλοιό. Λόγω του γεγονότος ότι η πλάκα περιβάλλεται από μεσοωκεάνια κορυφογραμμές, οι υπόλοιπες ήπειροι απομακρύνονται συνεχώς από αυτήν.

Κίνηση τεκτονικών πλακών στη λιθόσφαιρα

Οι λιθοσφαιρικές πλάκες, που συνδέονται και χωρίζονται, αλλάζουν συνεχώς το περίγραμμά τους. Αυτό επιτρέπει στους επιστήμονες να υποβάλουν τη θεωρία ότι πριν από περίπου 200 εκατομμύρια χρόνια η λιθόσφαιρα είχε μόνο την Παγγαία - μια ενιαία ήπειρο, η οποία στη συνέχεια χωρίστηκε σε μέρη, τα οποία άρχισαν σταδιακά να απομακρύνονται το ένα από το άλλο με πολύ χαμηλή ταχύτητα (κατά μέσο όρο περίπου επτά εκατοστά ανά έτος ).

Αυτό είναι ενδιαφέρον!Υπάρχει η υπόθεση ότι, χάρη στην κίνηση της λιθόσφαιρας, σε 250 εκατομμύρια χρόνια μια νέα ήπειρος θα σχηματιστεί στον πλανήτη μας λόγω της ενοποίησης των κινούμενων ηπείρων.

Όταν η ωκεάνια και η ηπειρωτική πλάκα συγκρούονται, η άκρη του ωκεάνιου φλοιού υποβιβάζεται κάτω από τον ηπειρωτικό φλοιό, ενώ στην άλλη πλευρά της ωκεάνιας πλάκας τα όριά της αποκλίνουν από την παρακείμενη πλάκα. Το όριο κατά μήκος του οποίου συμβαίνει η κίνηση των λιθόσφαιρων ονομάζεται ζώνη βύθισης, όπου διακρίνονται το άνω και το βυθιζόμενο άκρο της πλάκας. Είναι ενδιαφέρον ότι η πλάκα, που βυθίζεται στον μανδύα, αρχίζει να λιώνει όταν συμπιέζεται το πάνω μέρος του φλοιού της γης, ως αποτέλεσμα του οποίου σχηματίζονται βουνά και αν εκραγεί και μάγμα, τότε τα ηφαίστεια.

Σε μέρη όπου οι τεκτονικές πλάκες έρχονται σε επαφή μεταξύ τους, βρίσκονται ζώνες μέγιστης ηφαιστειακής και σεισμικής δραστηριότητας: κατά τη διάρκεια της κίνησης και της σύγκρουσης της λιθόσφαιρας, ο φλοιός της γης καταστρέφεται και όταν αποκλίνουν, σχηματίζονται ρήγματα και κοιλότητες (η λιθόσφαιρα και η τοπογραφία της Γης συνδέονται μεταξύ τους). Αυτός είναι ο λόγος που κατά μήκος των άκρων των τεκτονικών πλακών περισσότερο μεγάλες μορφέςΤοπογραφία της γης - οροσειρές με ενεργά ηφαίστεια και χαρακώματα βαθιάς θάλασσας.

Προβλήματα λιθόσφαιρας

Η εντατική ανάπτυξη της βιομηχανίας οδήγησε στο γεγονός ότι ο άνθρωπος και η λιθόσφαιρα Πρόσφαταάρχισαν να τα πηγαίνουν εξαιρετικά άσχημα μεταξύ τους: η ρύπανση της λιθόσφαιρας αποκτά καταστροφικές διαστάσεις. Αυτό συνέβη λόγω της αύξησης των βιομηχανικών απορριμμάτων που συνδυάστηκαν με τα οικιακά απορρίμματα και χρησιμοποιούνται σε γεωργίαλιπάσματα και φυτοφάρμακα, τα οποία επηρεάζουν αρνητικά τη χημική σύνθεση του εδάφους και τους ζωντανούς οργανισμούς. Οι επιστήμονες έχουν υπολογίσει ότι παράγεται περίπου ένας τόνος σκουπιδιών ανά άτομο ετησίως, συμπεριλαμβανομένων 50 κιλών απορριμμάτων που δύσκολα διασπώνται.

Σήμερα, η ρύπανση της λιθόσφαιρας έχει γίνει ένα επείγον πρόβλημα, καθώς η φύση δεν είναι σε θέση να την αντιμετωπίσει μόνη της: ο αυτοκαθαρισμός του φλοιού της γης συμβαίνει πολύ αργά, και ως εκ τούτου βλαβερές ουσίεςσυσσωρεύονται σταδιακά και με την πάροδο του χρόνου έχουν αρνητικό αντίκτυπο στον κύριο ένοχο του προβλήματος - το άτομο.

ΤΟ ΠΕΡΙΒΑΛΛΟΝ ΩΣ ΣΥΣΤΗΜΑ

Το περιβάλλον ως σύστημα - 4 ώρες.

ΔΙΑΛΕΞΗ Νο 5-6 (4 ώρες).

ΤΕΧΝΟΓΟΝΙΚΑ ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ ΚΑΙ ΟΙΚΟΛΟΓΙΚΟΣ ΚΙΝΔΥΝΟΣ

Συστηματική προσέγγιση στη μελέτη οικολογικών συστημάτων. Η ατμόσφαιρα, η υδρόσφαιρα, η λιθόσφαιρα είναι τα κύρια συστατικά του περιβάλλοντος. Νόμοι λειτουργίας της βιόσφαιρας.

Αμυντικοί Μηχανισμοί φυσικό περιβάλλονκαι παράγοντες που διασφαλίζουν τη βιωσιμότητά του. Δυναμική ισορροπία σε περιβάλλον. Υδρολογικός κύκλος. Κύκλος ενέργειας και ύλης στη βιόσφαιρα. Φωτοσύνθεση.

Συνθήκες και παράγοντες που διασφαλίζουν την ασφαλή ζωή στο περιβάλλον. Φυσικοί κύκλοι «θρεπτικών συστατικών», μηχανισμοί αυτορρύθμισης, αυτοκαθαρισμός της βιόσφαιρας. Ανανεώσιμοι και μη ανανεώσιμοι φυσικοί πόροι.

Το σύνολο όλων των βιογεωκαινώσεων (οικοσυστημάτων) του πλανήτη μας δημιουργεί ένα γιγάντιο παγκόσμιο οικοσύστημα που ονομάζεται βιόσφαιρα (από το ελληνικό bios - ζωή, σφαίρα - μπάλα) - μια περιοχή συστημικής αλληλεπίδρασης μεταξύ της ζωντανής και της οστικής ύλης του πλανήτη. Η βιόσφαιρα είναι ολόκληρος ο χώρος όπου υπάρχει ή υπήρξε ποτέ ζωή, δηλ. όπου βρίσκονται ζωντανοί οργανισμοί ή μεταβολικά προϊόντα τους. Αυτό το τμήμα της βιόσφαιρας όπου βρίσκονται οι ζωντανοί οργανισμοί αυτή τη στιγμή ονομάζεται σύγχρονη βιόσφαιρα ή νεοβιόσφαιρα και οι αρχαίες βιόσφαιρες ταξινομούνται ως πρώην βιόσφαιρες, αλλιώς παλαιοβιόσφαιρες ή μεγάσφαρες. Παραδείγματα των τελευταίων είναι άψυχες συσσωρεύσεις οργανικών ουσιών (κοιτάσματα άνθρακα, πετρελαίου, αερίου κ.λπ.) ή αποθέματα άλλων ενώσεων που σχηματίζονται με την άμεση συμμετοχή ζωντανών οργανισμών (ασβεστόλιθοι, πετρώματα κελύφους, σχηματισμοί κιμωλίας, πλήθος μεταλλευμάτων, και πολλα ΑΚΟΜΑ).

Η βιόσφαιρα περιλαμβάνει: την αεροβιόσφαιρα (το κάτω μέρος της ατμόσφαιρας), την υδροβιόσφαιρα (όλη την υδρόσφαιρα), τη λιθοβιόσφαιρα (τους ανώτερους ορίζοντες της λιθόσφαιρας - το στερεό κέλυφος της γης). Τα όρια της νεο- και της παλαιοβιόσφαιρας είναι διαφορετικά. Θεωρητικά, το ανώτερο όριο τους καθορίζεται από τη στιβάδα του όζοντος. Για τη νεοβιόσφαιρα, αυτό είναι το κατώτερο όριο του στρώματος του όζοντος (περίπου 20 km), το οποίο εξασθενεί την επιβλαβή κοσμική υπεριώδη ακτινοβολία σε ένα αποδεκτό επίπεδο και για την παλαιοβιόσφαιρα, αυτό είναι το ανώτερο όριο του ίδιου στρώματος (περίπου 60 km). επειδή το οξυγόνο στην ατμόσφαιρα της Γης είναι το αποτέλεσμα πρωτίστως της ζωτικής δραστηριότητας της βλάστησης (άρα το ίδιο με άλλα αέρια στον κατάλληλο βαθμό).

Η βιόσφαιρα είναι μέρος των οστράκων σφαίρα, που κατοικείται από ζωντανούς οργανισμούς, δηλαδή μέρος της ατμόσφαιρας, υδρόσφαιρα και λιθόσφαιρα.

16) Χαρακτηριστικά της χημικής σύστασης της ατμόσφαιρας ως γεωσφαίρα και μέρος της βιόσφαιρας

Η ατμόσφαιρα της Γης είναι ένα κέλυφος αερίου που περιβάλλει τη Γη. Η ατμόσφαιρα είναι η περιοχή γύρω από τη Γη στην οποία το αέριο μέσο περιστρέφεται μαζί της ως ενιαίο σύνολο. Η μάζα της ατμόσφαιρας είναι 5,15 - 5,9x10 15 τόνοι. Η ατμόσφαιρα ως συστατικό της βιογεωκένωσης είναι ένα στρώμα αέρα στο έδαφος και πάνω από την επιφάνειά του, μέσα στο οποίο παρατηρείται η αλληλεπίδραση των συστατικών της βιόσφαιρας.

Η σύγχρονη ατμόσφαιρα είναι δευτερεύουσας προέλευσης και σχηματίστηκε από αέρια που απελευθερώθηκαν από το στερεό κέλυφος της Γης μετά το σχηματισμό του πλανήτη. Κατά τη διάρκεια της γεωλογικής ιστορίας της Γης, η ατμόσφαιρα έχει υποστεί σημαντική εξέλιξη υπό την επίδραση ορισμένων παραγόντων: η εξάτμιση των ατμοσφαιρικών αερίων στο διάστημα.

απελευθέρωση αερίων ως αποτέλεσμα ηφαιστειακής δραστηριότητας, διάσπαση μορίων υπό την επίδραση της ηλιακής υπεριώδους ακτινοβολίας, χημικές αντιδράσεις μεταξύ ατμοσφαιρικών συστατικών και πετρωμάτων του φλοιού της γης. σύλληψη του διαπλανητικού περιβάλλοντος.

Η ανάπτυξη της ατμόσφαιρας συνδέεται στενά με τις γεωλογικές και γεωχημικές διεργασίες, καθώς και με τις δραστηριότητες των ζωντανών οργανισμών. Η ατμόσφαιρα προστατεύει την επιφάνεια της Γης από τις καταστροφικές συνέπειες των μετεωριτών που πέφτουν, οι περισσότεροι από τους οποίους καίγονται στα πυκνά στρώματα της ατμόσφαιρας.

Η ατμόσφαιρα έχει μια πολύπλοκη δομή, η οποία καθορίζεται από τα χαρακτηριστικά της κατακόρυφης κατανομής της θερμοκρασίας. Σε υψόμετρα άνω των 1000 km υπάρχει μια εξώσφαιρα, από όπου τα ατμοσφαιρικά αέρια διαχέονται στο διάστημα. Εδώ υπάρχει μια σταδιακή μετάβαση από την ατμόσφαιρα στον διαπλανητικό χώρο. Όλες οι δομικές παράμετροι της ατμόσφαιρας - θερμοκρασία, πίεση και πυκνότητα - έχουν σημαντική χωροχρονική μεταβλητότητα.

Η πολύπλοκη δομή της ατμόσφαιρας εκδηλώνεται και στη χημική της σύνθεση. Έτσι, εάν σε υψόμετρα έως και 90 km, όπου υπάρχει έντονη ανάμειξη, η σχετική σύσταση αερίου παραμένει πρακτικά αμετάβλητη, τότε πάνω από 90 km, υπό την επίδραση της υπεριώδους ακτινοβολίας από τον ήλιο, συμβαίνει διάσταση των μορίων αερίου και μια έντονη αλλαγή στην σύνθεση της ατμόσφαιρας με υψόμετρο. Τυπικά χαρακτηριστικά αυτού του τμήματος της ατμόσφαιρας είναι το στρώμα του όζοντος και η δική του λάμψη. Μια πολύπλοκη πολυεπίπεδη δομή είναι χαρακτηριστική του ατμοσφαιρικού αερολύματος - υγρών ή στερεών σωματιδίων επίγειας ή κοσμικής προέλευσης αιωρούμενα σε αέριο περιβάλλον. Ένα αεροζόλ με υγρά σωματίδια είναι ομίχλη και ένα αεροζόλ με στερεά σωματίδια είναι καπνός. Η διάμετρος των στερεών σωματιδίων αερολύματος είναι κατά μέσο όρο 10 -9 - 10 -13 mm, σταγονίδια 10 -6 - 10 -2 mm. Η κατακόρυφη κατανομή ηλεκτρονίων και ιόντων στην ατμόσφαιρα είναι επίσης στρωματοποιημένη, η οποία εκφράζεται με την ύπαρξη διαφορετικών στρωμάτων της ιονόσφαιρας.

Η σύνθεση της ατμόσφαιρας της Γης είναι μοναδική. Για παράδειγμα, εάν οι ατμόσφαιρες του Δία και του Κρόνου αποτελούνται κυρίως από υδρογόνο και ήλιο. Ενώ ο Άρης και η Αφροδίτη αποτελούνται από διοξείδιο του άνθρακα, η ατμόσφαιρα της Γης αποτελείται κυρίως από οξυγόνο και άζωτο. Περιέχει επίσης αργό, διοξείδιο του άνθρακα, νέον και άλλα σταθερά και μεταβλητά συστατικά. Η ογκομετρική συγκέντρωση αζώτου είναι 78,084%, οξυγόνο - 20,9476%, αργό - 0,934%, διοξείδιο του άνθρακα - 0,0314. Αυτά τα δεδομένα ισχύουν μόνο για τα χαμηλότερα στρώματα της ατμόσφαιρας.

Το πιο σημαντικό μεταβλητό συστατικό της ατμόσφαιρας είναι οι υδρατμοί. Η χωροχρονική μεταβλητότητα της συγκέντρωσής του ποικίλλει ευρέως κοντά στην επιφάνεια της γης - από 3% στις τροπικές περιοχές έως 0,00002% στην Ανταρκτική. Ο κύριος όγκος των υδρατμών συγκεντρώνεται στην τροπόσφαιρα και η συγκέντρωσή του μειώνεται γρήγορα με το ύψος. Η μέση περιεκτικότητα σε υδρατμούς στην κατακόρυφη στήλη της ατμόσφαιρας σε εύκρατα γεωγραφικά πλάτη είναι περίπου 15-17 mm του «στρώματος του κατακρημνισμένου νερού».

Το όζον έχει σημαντική επίδραση στις ατμοσφαιρικές διεργασίες, ιδιαίτερα στις θερμικές συνθήκες. Συγκεντρώνεται κυρίως στη στρατόσφαιρα, όπου προκαλεί απορρόφηση της υπεριώδους ηλιακής ακτινοβολίας. Οι μέσες μηνιαίες τιμές της συνολικής περιεκτικότητας σε όζον ποικίλλουν ανάλογα με το γεωγραφικό πλάτος και την εποχή του έτους και κυμαίνονται στο πάχος του στρώματος από 2,3 έως 5,2 mm σε τιμές πίεσης και θερμοκρασίας στο έδαφος. Παρατηρείται αύξηση της περιεκτικότητας σε όζον από τον ισημερινό στους πόλους και ετήσιες αλλαγές με ελάχιστο το φθινόπωρο και μέγιστο την άνοιξη. Επί του παρόντος, έχει σημειωθεί η καταστροφή της στιβάδας του όζοντος υπό την επίδραση οικονομικών δραστηριοτήτων. Οι κύριοι καταστροφείς της στιβάδας του όζοντος είναι τα φρέον (φρεόν), τα οποία είναι μια ομάδα ουσιών που περιέχουν αλογόνο είναι αδρανή στην επιφάνεια της Γης, αλλά, ανεβαίνουν στη στρατόσφαιρα, υφίστανται φωτοχημική αποσύνθεση και απελευθερώνουν ιόντα χλωρίου. χρησιμεύει ως καταλύτης για χημικές αντιδράσεις που καταστρέφουν τα μόρια του όζοντος.

Το εξωτερικό, ανώτερο όριο της ατμόσφαιρας σταδιακά μετατρέπεται σε διαπλανητικό αέριο, η πυκνότητα του οποίου είναι 1000 ζεύγη ιόντων ανά κυβικό εκατοστό.

17) Χαρακτηριστικά της χημικής σύστασης της υδρόσφαιρας Πωςγεωσφαίρα και μέρη της βιόσφαιρας

Η Υδρόσφαιρα είναι το υδάτινο κέλυφος της Γης. Λόγω της υψηλής κινητικότητας του νερού, διεισδύει παντού σε διάφορους φυσικούς σχηματισμούς. Το νερό υπάρχει με τη μορφή ατμών και νεφών ατμόσφαιρα της γης, σχηματίζει ωκεανούς και θάλασσες, υπάρχει με τη μορφή παγετώνων στα υψίπεδα των ηπείρων. Η ατμοσφαιρική βροχόπτωση διεισδύει στα στρώματα των ιζηματογενών πετρωμάτων, σχηματίζοντας υπόγεια ύδατα. Το νερό είναι ικανό να διαλύει πολλές ουσίες, επομένως οποιαδήποτε νερά της υδρόσφαιρας μπορούν να θεωρηθούν ως φυσικά διαλύματα διαφόρων βαθμών συγκέντρωσης. Ακόμη και τα πιο αγνά ατμοσφαιρικά νερά περιέχουν 10-50 mg/l διαλυμένων ουσιών.

Το νερό, όπως το οξείδιο του υδρογόνου H2O, είναι η απλούστερη ένωση υδρογόνου και οξυγόνου που είναι σταθερή υπό κανονικές συνθήκες. Η συνολική ποσότητα νερού στον πλανήτη είναι περίπου 1,5-2,5x10 24 γραμμάρια (από 1-5 έως 2,5 δισεκατομμύρια km 3).

Σύμφωνα με τον V.I. Vernadsky, το νερό ξεχωρίζει στην ιστορία του πλανήτη μας, αλλά το νερό παίζει ζωτικό ρόλο στη γεωλογική ιστορία της Γης. Το νερό είναι ένας από τους παράγοντες σχηματισμού του φυσικού και χημικού περιβάλλοντος, του κλίματος και του καιρού στον πλανήτη μας, καθώς και της εμφάνισης ζωής στη Γη.

Ο πλανήτης μας είναι κατά τα 3/4 καλυμμένος με νερό και πάγο. σύννεφα επιπλέουν από πάνω του με τη μορφή ενός συμπλέγματος ατμού νερού. Το νερό γεμίζει τα κύτταρα των φυτών και των ζώων. Τα κύτταρα του ανθρώπινου σώματος είναι κατά μέσο όρο 70% νερό.

Το νερό υπό φυσικές συνθήκες περιέχει πάντα διαλυμένα άλατα, αέρια, οργανική ύλη. Η συγκέντρωσή τους ποικίλλει ανάλογα με την προέλευση του νερού και τις περιβαλλοντικές συνθήκες Σε συγκέντρωση αλατιού έως 1 g/kg, το νερό θεωρείται φρέσκο, έως 25 g/kg - υφάλμυρο και πάνω από 25 g/kg - αλμυρό.

Η ατμοσφαιρική βροχόπτωση θεωρείται η λιγότερο ανοργανοποιημένη, στην οποία, κατά μέσο όρο, η συγκέντρωση των αλάτων είναι 10-20 mg/kg, μετά οι νωπές λίμνες και τα ποτάμια (5-1000 mg/kg). Η αλατότητα των ωκεανών είναι περίπου 35 g/kg. Οι θάλασσες έχουν χαμηλότερη ανοργανοποίηση - από 8 έως 22 g/kg. Η ανοργανοποίηση των υπόγειων υδάτων κοντά στην επιφάνεια υπό συνθήκες υπερβολικής υγρασίας είναι έως 1 g/kg και υπό ξηρές συνθήκες έως 100 g/kg.

Στα γλυκά νερά συνήθως κυριαρχούν τα ιόντα HCO3 - (-), Ca 2+, Mg 2+. Καθώς η συνολική ανοργανοποίηση αυξάνεται, η συγκέντρωση των ιόντων SO4 -, Cl -, Na +, K + αυξάνεται. Στα νερά με υψηλή ανοργανοποίηση, κυριαρχούν τα ιόντα χλωρίου και νατρίου, σπανιότερα το μαγνήσιο και πολύ σπάνια το ασβέστιο. Άλλα στοιχεία βρίσκονται σε πολύ μικρές ποσότητες, αλλά σχεδόν όλα τα φυσικά στοιχεία Περιοδικός Πίνακαςβρίσκεται σε φυσικά νερά.

Τα διαλυμένα αέρια στο νερό περιλαμβάνουν άζωτο, οξυγόνο, διοξείδιο του άνθρακα, ευγενή αέρια και σπάνια υδρόθειο και υδρογονάνθρακες.

Η συγκέντρωση των οργανικών ουσιών είναι χαμηλή. Είναι: στα ποτάμια - περίπου 20 mg/l, στα υπόγεια ύδατα ακόμη λιγότερο και στους ωκεανούς - περίπου 4 mg/l. Εξαιρούνται τα βάλτους και τα νερά από πετρελαιοπηγές, καθώς και τα νερά. Μολυσμένο από βιομηχανικές και οικιακά λύματα, όπου η συγκέντρωση οργανικών ουσιών μπορεί να είναι υψηλή.

Οι κύριες πηγές αλάτων στα φυσικά νερά είναι ουσίες που σχηματίζονται κατά τη χημική διάβρωση των πυριγενών πετρωμάτων, καθώς και ουσίες που απελευθερώθηκαν από τα έγκατα της Γης σε όλη την ιστορία της. Η σύνθεση του νερού εξαρτάται από την ποικιλομορφία της σύνθεσης αυτών των ουσιών και τις συνθήκες υπό τις οποίες αλληλεπιδρούν με το νερό. Η επίδραση των ζωντανών οργανισμών σε αυτό, καθώς και η ανθρώπινη οικονομική δραστηριότητα, έχει μεγάλη σημασία για το σχηματισμό της σύνθεσης του νερού.

Ο ρόλος του Παγκόσμιου Ωκεανού στη σταθεροποίηση των φυσικών συνθηκών στην επιφάνεια της Γης είναι τεράστιος. Αυτό οφείλεται σε μεγάλο βαθμό στη μάζα και το αποτύπωμά του.

Περίπου το 52,6% της υδάτινης περιοχής των ωκεανών έχει βάθος 4000 έως 6000 m Οι περιοχές με βάθη άνω των 6000 m καταλαμβάνουν περίπου το 1,2%, οι ρηχές περιοχές - έως 200 m - καταλαμβάνουν επίσης μια μικρή περιοχή - 7,5%. Η υπόλοιπη υδάτινη περιοχή, περίπου το 38,7%, έχει βάθος από 200 έως 4000 m Το μεγαλύτερο μέρος του παγκόσμιου ωκεανού βρίσκεται στο νότιο ημισφαίριο, όπου καταλαμβάνει το 81% της επιφάνειας, στο βόρειο ημισφαίριο - το 61%. η επιφάνεια.

Γενικά, η υδρόσφαιρα ταυτίζεται με τους ωκεανούς και τις θάλασσες, αφού η μάζα τους αποτελεί το 91,3% του συνόλου της υδρόσφαιρας.

Το νερό είναι ο πιο ισχυρός απορροφητής της ηλιακής ενέργειας στην επιφάνεια της Γης Ο καθοριστικός ρόλος στην απορρόφηση της ηλιακής ενέργειας στον πλανήτη μας ανήκει στον Παγκόσμιο Ωκεανό, του οποίου η ικανότητα να απορροφά την ηλιακή ενέργεια είναι 2-3 φορές μεγαλύτερη από αυτή του πλανήτη. την επιφάνεια της γης. Μόνο το 8% της ηλιακής ακτινοβολίας αντανακλάται από την επιφάνεια του ωκεανού. Ο ωκεανός είναι η καταβόθρα θερμότητας του πλανήτη. Η θέρμανσή του συμβαίνει στην ισημερινή ζώνη περίπου στη ζώνη από 15 μοίρες νότιου γεωγραφικού πλάτους έως 30 μοίρες βόρειου γεωγραφικού πλάτους. Σε μεγαλύτερα γεωγραφικά πλάτη και στα δύο ημισφαίρια, ο ωκεανός απελευθερώνει θερμότητα που λαμβάνεται στη ζώνη θέρμανσης.

Τα νερά του Κόσμου Oksana είναι συνεχώς σε ενεργή κίνηση. Αυτό διευκολύνεται από την ατμοσφαιρική κυκλοφορία, την ανομοιόμορφη θέρμανση της επιφάνειας, τις αντιθέσεις αλατότητας, τις αντιθέσεις θερμοκρασίας και τις βαρυτικές δυνάμεις της Σελήνης και του Ήλιου.

Ωστόσο, λόγω της ποικιλομορφίας της, η υδρόσφαιρα είναι εξαιρετικά ανθεκτική στις εξωτερικές και εσωτερικές επιρροές. Σημαντική ποικιλομορφία δημιουργείται από την ταυτόχρονη ύπαρξη νερού σε τρεις φάσεις, που διαφέρουν έντονα ως προς τα συστατικά τους, ένα μεγάλο σύνολο ουσιών και αερίων διαλυμένων σε αυτό, το σχηματισμό διαφόρων στατικών και δυναμικές δομές. Η υδρόσφαιρα της Γης ως συστατικό της βιόσφαιρας είναι ένα παγκόσμιο θερμοδυναμικό ανοιχτό σύστημα, σταθερό και υποστηρίζει τη σταθερότητα της βιόσφαιρας στο σύνολό της.

18) Χαρακτηριστικά της χημικής σύστασης της λιθόσφαιρας ως γεωσφαίρας και μέρος της βιόσφαιρας

Ο φλοιός της Γης είναι το πιο ετερογενές κέλυφος της Γης, που σχηματίζεται από διάφορες ενώσεις ορυκτών με τη μορφή ιζηματογενών, πυριγενών και μεταμορφωμένων πετρωμάτων, με διάφορες μορφές εμφάνισης.

Επί του παρόντος, ο φλοιός της γης νοείται ως το ανώτερο στρώμα του στερεού σώματος του πλανήτη, που βρίσκεται πάνω από το σεισμικό όριο. Αυτό το όριο βρίσκεται σε διαφορετικά βάθη, όπου υπάρχει ένα απότομο άλμα στην ταχύτητα των σεισμικών κυμάτων που προκύπτουν κατά τη διάρκεια ενός σεισμού. Υπάρχουν δύο τύποι φλοιού της γης - ο ηπειρωτικός και ο ωκεάνιος. Το Continental διακρίνεται από ένα βαθύτερο σεισμικό όριο. Επί του παρόντος, ο όρος λιθόσφαιρα, που προτάθηκε από τον E. Suess, χρησιμοποιείται συχνότερα, με τον οποίο εννοούμε μια πιο εκτεταμένη περιοχή από τον φλοιό της γης.

Η λιθόσφαιρα είναι το ανώτερο στερεό κέλυφος της Γης, το οποίο έχει μεγάλη αντοχή και περνά στη λιγότερο ισχυρή ασθενόσφαιρα. Η λιθόσφαιρα περιλαμβάνει τον φλοιό της γης και τον ανώτερο μανδύα σε βάθος περίπου 200 km.

Η δομή του φλοιού της γης είναι άνιση. Τα ορεινά συστήματα εναλλάσσονται με πεδιάδες στις ηπείρους. Οι ήπειροι, με τη σειρά τους, είναι περιοχές του φλοιού της γης που υψώνονται πάνω από την επιφάνεια της θάλασσας. Χωρική διάταξη των ηπείρων στον πλανήτη V.I. Ο Βερνάντσκι το ονόμασε «ασυμμετρία του πλανήτη». Εάν διαιρέσετε την υδρόγειο κατά μήκος της ακτής του Ειρηνικού σε δύο μισά, θα λάβετε, όπως ήταν, δύο ημισφαίρια: το ηπειρωτικό, όπου συγκεντρώνονται όλες οι ήπειροι με τον Ατλαντικό και τον Ινδικό Ωκεανό, και τον ωκεανό, που θα καταλάβει την περιοχή ολόκληρο τον Ειρηνικό Ωκεανό. Αυτό οφείλεται στη δομή και τη σύνθεση του φλοιού της γης στο ηπειρωτικό και το ωκεάνιο ημισφαίριο. Τα διαφορετικά πάχη του φλοιού της γης στην περιοχή των ηπείρων και των ωκεανών συνδέονται με διαφορές στη σύνθεση των πετρωμάτων που το συνθέτουν. Ο ωκεάνιος φλοιός αποτελείται κυρίως από βασαλτικό υλικό, ενώ ο ηπειρωτικός φλοιός αποτελείται από υλικό παρόμοιο σε σύσταση με το γρανίτη. Τα πετρώματα γρανίτη περιέχουν περισσότερο πυριτικό οξύ και λιγότερο σίδηρο από τα βασαλτικά πετρώματα.

Η γενική χημική σύσταση του φλοιού της γης καθορίζεται από μερικά χημικά στοιχεία. Μόνο οκτώ στοιχεία: οξυγόνο, πυρίτιο, αλουμίνιο, σίδηρος, ασβέστιο, νάτριο, μαγνήσιο, κάλιο κατανέμονται στο φλοιό της γης σε ποσότητα βάρους μεγαλύτερη από 1%. Το κύριο, πιο κοινό στοιχείο του φλοιού της γης είναι το οξυγόνο, που αντιπροσωπεύει σχεδόν το μισό της μάζας (47,3%) και το 92% του όγκου του. Έτσι, σε ποσοτικούς όρους, ο φλοιός της γης είναι το βασίλειο του οξυγόνου που συνδυάζεται χημικά με άλλα στοιχεία.

Η κατανομή των χημικών στοιχείων στον φλοιό της γης δεν είναι η ίδια και, σε κάποιο βαθμό, επαναλαμβάνει την κοσμική κατανομή. Κυριαρχούν ελαφρά στοιχεία των τεσσάρων σειριακοί αριθμοί, απαρτίζοντας τις τέσσερις πρώτες περιόδους του περιοδικού πίνακα. Η κυριαρχία του οξυγόνου μεταξύ των χημικών στοιχείων του φλοιού της γης καθορίζει την κορυφαία σημασία της κατανομής των ορυκτών στα οποία περιλαμβάνεται. Χρησιμοποιώντας δεδομένα για την αφθονία των στοιχείων στον φλοιό της γης, είναι δυνατός ο υπολογισμός της αναλογίας των ορυκτών που την αποτελούν, που συνήθως ονομάζονται ορυκτά που σχηματίζουν πετρώματα.

Η επιφάνεια των ηπείρων καταλαμβάνεται κατά 80% από ιζηματογενή πετρώματα και ο πυθμένας του ωκεανού καταλαμβάνεται σχεδόν εξ ολοκλήρου από φρέσκα ιζήματα ως προϊόντα της κατεδάφισης υλικού από τις ηπείρους και της δραστηριότητας θαλάσσιων οργανισμών. Ο φλοιός της γης προέκυψε αρχικά ως προϊόν της τήξης του πρωτεύοντος μανδύα, ο οποίος στη συνέχεια υποβλήθηκε σε επεξεργασία στη βιόσφαιρα υπό την επίδραση του αέρα, του νερού και της δραστηριότητας των ζωντανών οργανισμών.

Κατά τη διάρκεια μιας μακράς γεωλογικής ιστορίας, το ηπειρωτικό τμήμα του φλοιού της γης βρισκόταν στη βιόσφαιρα, το οποίο άφησε το σημάδι του στην εμφάνιση, τη σύνθεση και την κατανομή των ιζηματογενών πετρωμάτων και τη συγκέντρωση ορυκτών σε αυτά με τη μορφή άνθρακα, πετρελαίου , σχιστόλιθος πετρελαίου, πυριτικά και ανθρακικά πετρώματα που συνδέονταν στο παρελθόν με τη ζωτική δραστηριότητα των οργανισμών. Από αυτή την άποψη, ο ηπειρωτικός φλοιός σχετίζεται άμεσα με τη βιόσφαιρα της Γης.

19) Νόμοι λειτουργίας της βιόσφαιρας.

Ο κύριος ρόλος στη θεωρία της βιόσφαιρας V.I. Ο Βερνάντσκι παίζει την ιδέα της ζωντανής ύλης και των λειτουργιών της.

Η κύρια λειτουργία της βιόσφαιρας είναι να διασφαλίζει την κυκλοφορία των χημικών στοιχείων. Ο παγκόσμιος βιοτικός κύκλος πραγματοποιείται με τη συμμετοχή όλων των οργανισμών που κατοικούν στον πλανήτη. Συνίσταται στην κυκλοφορία ουσιών μεταξύ του εδάφους, της ατμόσφαιρας, της υδρόσφαιρας και των ζωντανών οργανισμών. Χάρη στον βιοτικό κύκλο, η μακροχρόνια ύπαρξη και ανάπτυξη της ζωής είναι δυνατή με περιορισμένη προσφορά διαθέσιμων χημικών στοιχείων. Χρησιμοποιώντας ανόργανες ουσίες, τα πράσινα φυτά, χρησιμοποιώντας την ενέργεια του ήλιου, δημιουργούν οργανική ύλη, η οποία καταστρέφεται από άλλα έμβια όντα (ετερότροφοι καταναλωτές και καταστροφείς) ώστε τα προϊόντα αυτής της καταστροφής να χρησιμοποιηθούν από τα φυτά για νέες οργανικές συνθέσεις.

Αλλο η πιο σημαντική λειτουργίαΗ ζωντανή ύλη, και επομένως η βιόσφαιρα, είναι η συνάρτηση του αερίου. Χάρη στη δραστηριότητα της ζωντανής ύλης, η σύνθεση της ατμόσφαιρας άλλαξε, ειδικότερα, ως αποτέλεσμα της διαδικασίας της φωτοσύνθεσης, εμφανίστηκε σε σημαντικές ποσότητεςοξυγόνο. Τα περισσότερα από τα αέρια στους ανώτερους ορίζοντες του πλανήτη παράγονται από τη ζωή. Στα ανώτερα στρώματα της τροπόσφαιρας και της στρατόσφαιρας, υπό την επίδραση της υπεριώδους ακτινοβολίας, το όζον σχηματίζεται από το οξυγόνο. Η ύπαρξη της οθόνης του όζοντος είναι επίσης αποτέλεσμα της δραστηριότητας της ζωντανής ύλης, η οποία, σύμφωνα με τον V.I. Vernadsky, «φαίνεται να δημιουργεί μια περιοχή ζωής για τον εαυτό του». Το διοξείδιο του άνθρακα εισέρχεται στην ατμόσφαιρα ως αποτέλεσμα της αναπνοής όλων των ζωντανών οργανισμών. Όλο το ατμοσφαιρικό άζωτο είναι οργανικής προέλευσης. Στα αέρια οργανικής προέλευσης περιλαμβάνονται επίσης το υδρόθειο, το μεθάνιο και πολλές άλλες πτητικές ενώσεις που σχηματίζονται ως αποτέλεσμα της αποσύνθεσης οργανικών ουσιών φυτικής προέλευσης, που προηγουμένως ήταν θαμμένες σε ιζηματογενή στρώματα.

Η ζωντανή ύλη είναι ικανή να αναδιανέμει τα άτομα στη βιόσφαιρα. Μία από τις λειτουργίες της ζωντανής ύλης είναι η συγκέντρωση. Πολλοί οργανισμοί έχουν την ικανότητα να συσσωρεύουν ορισμένα στοιχεία, παρά το ασήμαντο περιεχόμενο τους στο περιβάλλον. Ο άνθρακας έρχεται πρώτος. Πολλοί οργανισμοί συγκεντρώνουν ασβέστιο, πυρίτιο, νάτριο, αλουμίνιο, ιώδιο κ.λπ. Όταν πεθαίνουν, σχηματίζουν μια συσσώρευση αυτών των ουσιών. Εμφανίζονται κοιτάσματα άνθρακα, ασβεστόλιθου, βωξίτη, φωσφορίτη, ιζηματογενούς σιδηρομεταλλεύματος κ.λπ. Πολλά από αυτά χρησιμοποιούνται από τον άνθρωπο ως ορυκτά.

Η οξειδοαναγωγική λειτουργία της ζωντανής ύλης έγκειται στην ικανότητά της να πραγματοποιεί οξειδωτικές και αναγωγικές χημικές αντιδράσεις που είναι σχεδόν αδύνατες στην άψυχη φύση. Στη βιόσφαιρα, ως αποτέλεσμα της ζωτικής δραστηριότητας των μικροοργανισμών, όπως χημικές διεργασίες, όπως η οξείδωση και αναγωγή στοιχείων με μεταβλητό σθένος (άζωτο, θείο, σίδηρος, μαγγάνιο κ.λπ.). Αναγωγικοί μικροοργανισμοί - ετερότροφοι - χρησιμοποιούν οργανικές ουσίες ως πηγή ενέργειας. Αυτά περιλαμβάνουν απονιτροποιητικά και θειικά βακτήρια, αναγωγή του αζώτου από οξειδωμένες μορφές στη στοιχειακή κατάσταση και του θείου σε υδρόθειο. Οι οξειδωτικοί μικροοργανισμοί μπορεί να είναι είτε αυτότροφοι είτε ετερότροφοι. Πρόκειται για βακτήρια που οξειδώνουν το υδρόθειο και το θείο, μικροοργανισμούς νιτρίτιδας και νιτροποίησης, βακτήρια σιδήρου και μαγγανίου που συγκεντρώνουν αυτά τα μέταλλα στα κύτταρά τους.

20) Μηχανισμοί προστασίας του φυσικού περιβάλλοντος και παράγοντες διασφάλισης της βιωσιμότητάς του. Δυναμική ισορροπία στο περιβάλλον. Υδρολογικός κύκλος. Κύκλος ενέργειας και ύλης στη βιόσφαιρα. Φωτοσύνθεση.

Η βιόσφαιρα δρα ως ένα τεράστιο, εξαιρετικά πολύπλοκο οικολογικό σύστημα, που λειτουργεί σε ακίνητο τρόπο που βασίζεται στη λεπτή ρύθμιση όλων των συστατικών μερών και διαδικασιών της.

Η σταθερότητα της βιόσφαιρας βασίζεται στην υψηλή ποικιλομορφία των ζωντανών οργανισμών, μεμονωμένες ομάδες των οποίων εκτελούν διάφορες λειτουργίεςστη διατήρηση της γενικής ροής κατανομής ύλης και ενέργειας, στη στενή διασύνδεση και διασύνδεση βιογενών και αβιογενών διεργασιών, στη συνέπεια των κύκλων των επιμέρους στοιχείων και στην εξισορρόπηση της χωρητικότητας των μεμονωμένων δεξαμενών. Δράσε στη βιόσφαιρα πολύπλοκα συστήματαανατροφοδοτήσεις και εξαρτήσεις.

Η σταθερότητα της βιόσφαιρας οφείλεται στο γεγονός ότι τα αποτελέσματα της δραστηριότητας τριών ομάδων οργανισμών που εκτελούν διαφορετικές λειτουργίες στον βιοτικό κύκλο - παραγωγοί (αυτότροφοι), καταναλωτές (ετερότροφοι) και καταστροφείς (οργανικά υπολείμματα μεταλλοποίησης) - είναι αμοιβαία ισορροπημένα.

Μαζί με τον βιολογικό κύκλο, ο κύκλος του νερού, η πηγή ενέργειας του οποίου είναι η ηλιακή ακτινοβολία, είναι σημαντικός για τη διατήρηση της σταθερότητας της βιόσφαιρας. Οι ζωντανοί οργανισμοί διαδραματίζουν τεράστιο ρόλο στον κύκλο του νερού, ιδιαίτερα τα φυτά που διαπνέουν, η δημιουργία μιας μονάδας παραγωγής των οποίων απαιτεί εκατοντάδες φορές περισσότερη διαπνεόμενη υγρασία.

Σε περιορισμένες περιοχές, ο κύκλος του νερού αποτελείται από εξάτμιση από την επιφάνεια του εδάφους, ταμιευτήρες, φυτά, συγκέντρωση νεφών και βροχόπτωση. Σε ολόκληρο τον πλανήτη, αυτός ο κύκλος εκφράζεται στην ανταλλαγή νερού μεταξύ ωκεανών και ηπείρων. Το νερό που εξατμίζεται από την επιφάνεια του ωκεανού μεταφέρεται από τους ανέμους στις ηπείρους, πέφτει από πάνω τους και επιστρέφει στον ωκεανό με ποτάμια και υπόγεια απορροή.

Ο κύκλος του νερού είναι η κύρια πηγή μηχανικής εργασίας στη βιόσφαιρα, ενώ ο βιολογικός κύκλος καθορίζεται κυρίως από χημικές διεργασίες που συνοδεύονται από μετασχηματισμούς της χημικής ενέργειας. Ωστόσο, η μηχανική εργασία που εκτελείται στη Γη κατά τη διάρκεια του κύκλου του νερού - καιρικές συνθήκες, διάλυση κ.λπ. – όμως επιτυγχάνεται είτε με τη συμμετοχή ζωντανών οργανισμών είτε λόγω των προϊόντων της ζωτικής τους δραστηριότητας. Η κίνηση του νερού στη βιόσφαιρα πραγματοποιείται με τις διαδικασίες διάβρωσης, μεταφοράς, ανακατανομής, εναπόθεσης και συσσώρευσης μηχανικών και χημικών ιζημάτων στη γη και στον ωκεανό.

Η ηλιακή ενέργεια προκαλεί πλανητικές κινήσεις των μαζών αέρα ως αποτέλεσμα της ανομοιόμορφης θέρμανσης τους. Προκύπτουν μεγαλειώδεις διεργασίες ατμοσφαιρικής κυκλοφορίας, οι οποίες έχουν ρυθμικό χαρακτήρα.

Όλες αυτές οι πλανητικές διεργασίες στη Γη είναι στενά αλληλένδετες, σχηματίζοντας έναν κοινό, παγκόσμιο κύκλο ουσιών που ανακατανέμει την ενέργεια που προέρχεται από τον ήλιο. Πραγματοποιείται μέσω ενός συστήματος μικρών κυκλοφοριών. Οι τεκτονικές διεργασίες που προκαλούνται από την ηφαιστειακή δραστηριότητα και την κίνηση των ωκεάνιων πλακών στον φλοιό της γης συνδέονται με μεγάλες και μικρές γύροι. Ως αποτέλεσμα, ένας μεγάλος γεωλογικός κύκλος ουσιών εμφανίζεται στη Γη.

Οποιοσδήποτε βιολογικός κύκλος χαρακτηρίζεται από την επανειλημμένη συμπερίληψη ατόμων χημικών στοιχείων στα σώματα των ζωντανών οργανισμών και την απελευθέρωσή τους στο περιβάλλον, από όπου συλλαμβάνονται και πάλι από τα φυτά και παρασύρονται στον κύκλο. Ο μικρός βιολογικός κύκλος χαρακτηρίζεται από χωρητικότητα - τον αριθμό των χημικών στοιχείων που υπάρχουν ταυτόχρονα στη ζωντανή ύλη σε ένα δεδομένο οικοσύστημα και την ταχύτητα - την ποσότητα της ζωντανής ύλης που σχηματίζεται και αποσυντίθεται ανά μονάδα χρόνου.

Η ταχύτητα των βιολογικών κύκλων στην ξηρά είναι χρόνια και δεκάδες χρόνια, στα υδάτινα οικοσυστήματα - αρκετές ημέρες ή εβδομάδες.

Ο βιολογικός κύκλος της γης και της υδρόσφαιρας συνδυάζει τους κύκλους μεμονωμένων τοπίων μέσω της ροής του νερού και των ατμοσφαιρικών κινήσεων. Ο ρόλος της κυκλοφορίας του νερού και της ατμόσφαιρας είναι ιδιαίτερα σημαντικός στην ένωση όλων των ηπείρων και των ωκεανών σε μια ενιαία κυκλοφορία της βιόσφαιρας.

Ο Μεγάλος Γεωλογικός Κύκλος έλκει ιζηματογενή πετρώματα βαθιά στον φλοιό της γης, αποκλείοντας μόνιμα τα στοιχεία που περιέχουν από το σύστημα βιολογικής κυκλοφορίας. Κατά τη διάρκεια της γεωλογικής ιστορίας, τα μετασχηματισμένα ιζηματογενή πετρώματα, για άλλη μια φορά στην επιφάνεια της Γης, καταστρέφονται σταδιακά από τη δραστηριότητα των ζωντανών οργανισμών, του νερού και του αέρα και εντάσσονται ξανά στον κύκλο της βιόσφαιρας.

Έχει διαπιστωθεί ότι τα τελευταία 600 εκατομμύρια χρόνια η φύση των κύριων κύκλων στη Γη δεν έχει αλλάξει σημαντικά. Πραγματοποιήθηκαν θεμελιώδεις γεωχημικές διεργασίες χαρακτηριστικές της σύγχρονης εποχής: συσσώρευση οξυγόνου, δέσμευση αζώτου, καθίζηση ασβεστίου, σχηματισμός πυριτικών σχιστόλιθων, εναπόθεση σιδήρου, μεταλλευμάτων μαγγανίου και θειούχων ορυκτών, συσσώρευση φωσφόρου. Μόνο η ταχύτητα αυτών των διαδικασιών άλλαξε. Σε γενικές γραμμές, η γενική ροή των ατόμων που εμπλέκονται σε ζωντανούς οργανισμούς δεν άλλαξε. Οι ειδικοί πιστεύουν ότι η μάζα της ζωντανής ύλης έχει παραμείνει περίπου σταθερή από την περίοδο του ανθρακοφόρου, δηλαδή, η βιόσφαιρα έχει διατηρηθεί από τότε σε ένα συγκεκριμένο σταθερό καθεστώς κύκλου.

Η σταθερή κατάσταση της βιόσφαιρας καθορίζεται από τη δραστηριότητα της ίδιας της ζωντανής ύλης, η οποία εξασφαλίζει έναν ορισμένο βαθμό στερέωσης της ηλιακής ενέργειας (φωτοσύνθεση) και το επίπεδο βιογενούς μετανάστευσης των ατόμων.

Για παράδειγμα, ο κύκλος του άνθρακα ξεκινά με τη στερέωση του ατμοσφαιρικού διοξειδίου του άνθρακα μέσω της διαδικασίας της φωτοσύνθεσης. Ορισμένοι από τους υδατάνθρακες που σχηματίζονται κατά τη φωτοσύνθεση χρησιμοποιούνται από τα ίδια τα φυτά για να λάβουν ενέργεια, ενώ το άλλο μέρος καταναλώνεται από τα ζώα. Το διοξείδιο του άνθρακα απελευθερώνεται κατά την αναπνοή των φυτών και των ζώων. Τα νεκρά φυτά και ζώα αποσυντίθενται και ο άνθρακας στους ιστούς τους οξειδώνεται και απελευθερώνεται πίσω στην ατμόσφαιρα. Μια παρόμοια διαδικασία συμβαίνει στον ωκεανό.

Πρέπει να ληφθεί υπόψη ότι η σταθερότητα της βιόσφαιρας, όπως κάθε άλλο σύστημα, έχει ορισμένα όρια.

Η ανθρώπινη κοινωνία, χρησιμοποιώντας όχι μόνο τους ενεργειακούς πόρους της βιόσφαιρας, αλλά και πηγές ενέργειας εκτός της βιόσφαιρας (για παράδειγμα, πυρηνική), επιταχύνει τους γεωχημικούς μετασχηματισμούς στον πλανήτη και παρεμβαίνει στην πορεία των διεργασιών της βιόσφαιρας. Ορισμένες διαδικασίες που προκαλούνται από την ανθρώπινη δραστηριότητα έχουν αντίθετη κατεύθυνση σε σχέση με φυσικές διαδικασίες(διασπορά μεταλλευμάτων, άνθρακα και άλλων βιογενών στοιχείων, αναστολή ανοργανοποίησης και ύγρανσης, απελευθέρωση άνθρακα και οξείδωσής του, διακοπή παγκόσμιων διεργασιών στην ατμόσφαιρα που επηρεάζουν το κλίμα κ.λπ.).

Σύμφωνα με αυτό, ένα από τα κύρια καθήκοντα της σύγχρονης οικολογίας είναι η μελέτη των ρυθμιστικών διεργασιών στη βιόσφαιρα, η δημιουργία μιας επιστημονικής βάσης για την ορθολογική χρήση της και η διατήρηση της σταθερότητάς της.

21) Συνθήκες και παράγοντες που διασφαλίζουν την ασφαλή ζωή στο περιβάλλον. Φυσικοί κύκλοι «θρεπτικών συστατικών», μηχανισμοί αυτορρύθμισης, αυτοκαθαρισμός της βιόσφαιρας. Ανανεώσιμοι και μη ανανεώσιμοι φυσικοί πόροι.

Η διατήρηση της ζωτικής δραστηριότητας των οργανισμών και η κυκλοφορία ουσιών στα οικοσυστήματα είναι δυνατή μόνο μέσω συνεχής εισροήενέργεια. Περισσότερο από το 99% της ενέργειας που φτάνει στην επιφάνεια της Γης προέρχεται από την ηλιακή ακτινοβολία. Αυτή η ενέργεια σπαταλάται σε τεράστιες ποσότητες σε φυσικές και χημικές διεργασίες στην ατμόσφαιρα, την υδρόσφαιρα και τη λιθόσφαιρα: ανάμειξη ροών αέρα και μαζών νερού, εξάτμιση, ανακατανομή ουσιών, διάλυση ορυκτών, απορρόφηση και απελευθέρωση αερίων.

Μόνο το 1/2.000.000 της ηλιακής ενέργειας φτάνει στην επιφάνεια της Γης, ενώ το 1-2% της αφομοιώνεται από τα φυτά. Στη Γη, υπάρχει μια ενιαία διαδικασία κατά την οποία η ενέργεια της ηλιακής ακτινοβολίας όχι μόνο ξοδεύεται και ανακατανέμεται, αλλά επίσης δεσμεύεται και αποθηκεύεται για πολύ μεγάλο χρονικό διάστημα. Αυτή η διαδικασία είναι η δημιουργία οργανικής ύλης μέσω της φωτοσύνθεσης. Με την καύση άνθρακα σε φούρνους, απελευθερώνουμε και χρησιμοποιούμε ηλιακή ενέργεια που αποθηκεύτηκε από φυτά εκατοντάδες εκατομμύρια χρόνια πριν.

Η κύρια πλανητική λειτουργία των φυτών (αυτότροφα) είναι να δεσμεύουν και να αποθηκεύουν την ηλιακή ενέργεια, η οποία στη συνέχεια δαπανάται για τη διατήρηση βιοχημικών διεργασιών στη βιόσφαιρα.

Τα ετερότροφα παίρνουν ενέργεια από την τροφή. Όλα τα έμβια όντα είναι αντικείμενα τροφής για τους άλλους, δηλ. διασυνδέονται με ενεργειακές σχέσεις. Οι διατροφικές συνδέσεις στις βιοκαινώσεις είναι ένας μηχανισμός μεταφοράς ενέργειας από τον έναν οργανισμό στον άλλο. Οι οργανισμοί οποιουδήποτε είδους αποτελούν πιθανή πηγή ενέργειας για ένα άλλο είδος. Σε κάθε κοινότητα, οι τροφικές συνδέσεις σχηματίζουν ένα πολύπλοκο δίκτυο. Ωστόσο, η ενέργεια που εισέρχεται στο τροφικό δίκτυο δεν μπορεί να μεταναστεύσει μέσα σε αυτό για μεγάλο χρονικό διάστημα. Μπορεί να μεταδοθεί με όχι περισσότερους από 4-5 συνδέσμους, γιατί Υπάρχουν απώλειες ενέργειας στα κυκλώματα ισχύος. Η θέση κάθε κρίκου στην τροφική αλυσίδα ονομάζεται τροφικό επίπεδο.

Το πρώτο τροφικό επίπεδο είναι οι παραγωγοί, οι δημιουργοί φυτικής βιομάζας. τα φυτοφάγα ζώα (καταναλωτές 1ης τάξης) ανήκουν στο δεύτερο τροφικό επίπεδο. Τα σαρκοφάγα που ζουν σε βάρος των φυτοφάγων μορφών είναι καταναλωτές 2ης τάξης. σαρκοφάγα που τρώνε άλλα σαρκοφάγα - καταναλωτές τρίτης τάξης κ.λπ.

Το ενεργειακό ισοζύγιο των καταναλωτών έχει ως εξής. Η απορροφούμενη τροφή συνήθως δεν απορροφάται πλήρως. Το ποσοστό της πεπτικότητας εξαρτάται από τη σύνθεση της τροφής και την παρουσία πεπτικών ενζύμων στον οργανισμό. Στα ζώα, από 12 έως 75% της τροφής αφομοιώνεται κατά τον μεταβολισμό. Το άπεπτο μέρος της τροφής επιστρέφει στο εξωτερικό περιβάλλον (με τη μορφή περιττωμάτων) και μπορεί να εμπλακεί σε άλλες τροφικές αλυσίδες. Το μεγαλύτερο μέρος της ενέργειας που λαμβάνεται ως αποτέλεσμα της διάσπασης των θρεπτικών ουσιών δαπανάται σε φυσιολογικές διεργασίες στο σώμα, ένα μικρότερο μέρος μετατρέπεται στους ιστούς του ίδιου του σώματος, δηλ. δαπανώνται για την ανάπτυξη, την αύξηση του σωματικού βάρους και την αποθήκευση αποθεματικών θρεπτικών συστατικών.

Μεταφορά ενέργειας σε χημικές αντιδράσειςστο σώμα συμβαίνει, σύμφωνα με τον δεύτερο νόμο της θερμοδυναμικής, με απώλεια μέρους του με τη μορφή θερμότητας. Αυτές οι απώλειες είναι ιδιαίτερα μεγάλες κατά την εργασία των ζωικών μυϊκών κυττάρων, η απόδοση των οποίων είναι πολύ χαμηλή.

Η δαπάνη για την αναπνοή είναι επίσης πολλές φορές μεγαλύτερη από τη δαπάνη ενέργειας για την αύξηση του σωματικού βάρους. Οι ειδικές αναλογίες εξαρτώνται από το στάδιο ανάπτυξης και τη φυσιολογική κατάσταση των ατόμων. Τα νεαρά άτομα ξοδεύουν περισσότερα για την ανάπτυξη, ενώ τα ώριμα άτομα χρησιμοποιούν ενέργεια σχεδόν αποκλειστικά για τη διατήρηση του μεταβολισμού και των φυσιολογικών διεργασιών.

Έτσι, το μεγαλύτερο μέρος της ενέργειας χάνεται κατά τη μετάβαση από τον έναν κρίκο της τροφικής αλυσίδας στον άλλο, επειδή Ίσως μόνο η ενέργεια που περιέχεται στη βιομάζα του προηγούμενου συνδέσμου χρησιμοποιείται από έναν άλλο, επόμενο σύνδεσμο. Υπολογίζεται ότι αυτές οι απώλειες είναι περίπου 90%, δηλ. μόνο το 10% της ενέργειας που καταναλώνεται αποθηκεύεται στη βιομάζα.

Σύμφωνα με αυτό, το ενεργειακό απόθεμα που συσσωρεύεται στη φυτική βιομάζα στις τροφικές αλυσίδες εξαντλείται γρήγορα. Η χαμένη ενέργεια μπορεί να αναπληρωθεί μόνο από την ενέργεια του Ήλιου Από αυτή την άποψη, στη βιόσφαιρα δεν μπορεί να υπάρξει ένας ενεργειακός κύκλος παρόμοιος με τον κύκλο των ουσιών. Η βιόσφαιρα λειτουργεί μόνο λόγω της μονοκατευθυντικής ροής ενέργειας, της συνεχούς παροχής της από το εξωτερικό με τη μορφή ηλιακής ακτινοβολίας,

Τροφικές αλυσίδες, που ξεκινούν με φωτοσυνθετικούς οργανισμούς ονομάζονται αλυσίδες κατανάλωσης, και οι αλυσίδες που ξεκινούν με νεκρά υπολείμματα φυτών, πτώματα και ζωικά περιττώματα ονομάζονται αλυσίδες αποσύνθεσης απορριμμάτων.

Έτσι, η ροή της ενέργειας στη βιόσφαιρα χωρίζεται σε δύο βασικά κανάλια, φθάνοντας στους καταναλωτές μέσω ζωντανών φυτικών ιστών ή αποθεμάτων νεκρής οργανικής ύλης, πηγή της οποίας είναι επίσης η φωτοσύνθεση.

Ο πλανήτης Γη αποτελείται από τη λιθόσφαιρα (στερεό σώμα), την ατμόσφαιρα (αερό κέλυφος), την υδρόσφαιρα (υδάτινο κέλυφος) και τη βιόσφαιρα (σφαίρα κατανομής των ζωντανών οργανισμών). Υπάρχει στενή σχέση μεταξύ αυτών των σφαιρών της Γης λόγω της κυκλοφορίας ουσιών και ενέργειας.

Λιθόσφαιρα. Η Γη είναι μια σφαίρα, ή σφαιροειδής, κάπως πεπλατυσμένη στους πόλους, με περιφέρεια στον ισημερινό περίπου 40.000 km.

Στη δομή της υδρογείου διακρίνονται τα ακόλουθα κελύφη, ή γεώσφαιρες: η ίδια η λιθόσφαιρα (το εξωτερικό κέλυφος βράχου) με πάχος περίπου 50...120 km, ο μανδύας, που εκτείνεται σε βάθος 2900 km, και ο πυρήνας - από 2900 έως 3680 km.

Σύμφωνα με τα πιο κοινά χημικά στοιχεία που συνθέτουν το κέλυφος της Γης, χωρίζεται στο ανώτερο - σιαλλιτικό, που εκτείνεται σε βάθος 60 km και έχει πυκνότητα 2,8...2,9 g/cm, και σιματικό, το οποίο εκτείνεται σε βάθος 1200 km και έχει πυκνότητα 3,0...3,5 g/cm 3 . Τα ονόματα «σιαλλιτικά» (sial) και «simatic» (sima) κελύφη προέρχονται από τις ονομασίες των στοιχείων Si (πυρίτιο), Al (αλουμίνιο) και Mg (μαγνήσιο).

Σε βάθος 1200 έως 2900 km υπάρχει μια ενδιάμεση σφαίρα με πυκνότητα 4,0...6,0 g/cm 3 . Αυτό το κέλυφος ονομάζεται «μετάλλευμα» επειδή περιέχει μεγάλες ποσότητες σιδήρου και άλλων βαρέων μετάλλων.

Κάτω από 2900 km βρίσκεται ο πυρήνας του πλανήτη με ακτίνα περίπου 3500 km. Ο πυρήνας αποτελείται κυρίως από νικέλιο και σίδηρο και έχει υψηλή πυκνότητα (10...12 g/cm3).

Σύμφωνα με τις φυσικές του ιδιότητες, ο φλοιός της γης είναι ετερογενής και χωρίζεται σε ηπειρωτικό και ωκεάνιο τύπο. Το μέσο πάχος του ηπειρωτικού φλοιού είναι 35...45 km, το μέγιστο είναι μέχρι 75 km (κάτω από οροσειρές). Στο πάνω μέρος του υπάρχουν ιζηματογενή πετρώματα πάχους έως 15 χλμ. Αυτοί οι βράχοι σχηματίστηκαν για μεγάλα χρονικά διαστήματα γεωλογικές περιόδουςως αποτέλεσμα της αντικατάστασης των θαλασσών από ξηρά, της κλιματικής αλλαγής. Κάτω από τα ιζηματογενή πετρώματα υπάρχει ένα στρώμα γρανίτη με μέσο πάχος 20...40 km. Το πάχος αυτού του στρώματος είναι μεγαλύτερο σε περιοχές νεαρών βουνών προς την περιφέρεια της ηπείρου, και κάτω από τους ωκεανούς δεν υπάρχει στρώμα γρανίτη. Κάτω από το στρώμα γρανίτη υπάρχει ένα στρώμα βασάλτη με πάχος 15...35 km, αποτελείται από βασάλτες και παρόμοια πετρώματα.

Ο ωκεάνιος φλοιός έχει μικρότερο πάχος από τον ηπειρωτικό φλοιό (από 5 έως 15 km). Τα ανώτερα στρώματα (2...5 km) αποτελούνται από ιζηματογενή πετρώματα και τα κατώτερα (5...10 km) από βασάλτη.

Η υλική βάση για το σχηματισμό του εδάφους είναι τα ιζηματογενή πετρώματα που βρίσκονται στην επιφάνεια του φλοιού της γης, τα πυριγενή πετρώματα και τα μεταμορφωμένα πετρώματα παίρνουν μικρό μέρος στο σχηματισμό των εδαφών.

Το μεγαλύτερο μέρος των πετρωμάτων σχηματίζεται από οξυγόνο, πυρίτιο και αλουμίνιο (84,05%). Αν προσθέσουμε πέντε ακόμη στοιχεία σε αυτά τα τρία στοιχεία - σίδηρο, ασβέστιο, νάτριο, κάλιο και μαγνήσιο, τότε συνολικά θα ανέλθουν στο 98,87% της μάζας των πετρωμάτων. Τα υπόλοιπα 88 στοιχεία αντιπροσωπεύουν λίγο περισσότερο από το 1% της μάζας της λιθόσφαιρας. Ωστόσο, παρά τη χαμηλή περιεκτικότητα σε μικρο- και υπερμικροστοιχεία σε πετρώματα και εδάφη, πολλά από αυτά έχουν μεγάλης σημασίαςγια φυσιολογική ανάπτυξη και ανάπτυξη όλων των οργανισμών. Επί του παρόντος, δίνεται μεγάλη προσοχή στην περιεκτικότητα σε μικροστοιχεία στο έδαφος, τόσο σε σχέση με τη σημασία τους στη διατροφή των φυτών όσο και σε σχέση με τα προβλήματα προστασίας του εδάφους από τη χημική ρύπανση. Η σύσταση των στοιχείων στα εδάφη εξαρτάται κυρίως από τη σύστασή τους στα πετρώματα. Ωστόσο, η περιεκτικότητα ορισμένων στοιχείων στα πετρώματα και τα εδάφη που σχηματίζονται σε αυτά ποικίλλει κάπως. Αυτό οφείλεται τόσο στη συγκέντρωση των θρεπτικών ουσιών όσο και στην πορεία της διαδικασίας σχηματισμού του εδάφους, κατά την οποία συμβαίνει σχετική απώλεια ενός αριθμού βάσεων και πυριτίου. Έτσι, τα εδάφη περιέχουν περισσότερο οξυγόνο (55 και 47%, αντίστοιχα), υδρογόνο (5 και 0,15%), άνθρακα (5 και 0,1%) και άζωτο (0,1 και 0,023%) από τη λιθόσφαιρα.

Ατμόσφαιρα.Το όριο της ατμόσφαιρας περνά εκεί όπου η δύναμη της βαρύτητας αντισταθμίζεται από τη φυγόκεντρη δύναμη αδράνειας που προκαλείται από την περιστροφή της Γης. Πάνω από τους πόλους βρίσκεται σε υψόμετρο περίπου 28 χιλιάδων χιλιομέτρων και πάνω από τον ισημερινό - 42 χιλιάδες χιλιόμετρα.

Η ατμόσφαιρα αποτελείται από ένα μείγμα διαφόρων αερίων: άζωτο (78,08%), οξυγόνο (20,95%), αργό (0,93%) και διοξείδιο του άνθρακα (0,03% κατ' όγκο). Ο αέρας περιέχει επίσης μικρές ποσότητες ηλίου, νέον, ξένον, κρυπτόν, υδρογόνο, όζον κ.λπ., οι οποίες συνολικά ανέρχονται σε περίπου 0,01%. Επιπλέον, ο αέρας περιέχει υδρατμούς και λίγη σκόνη.

Η ατμόσφαιρα αποτελείται από πέντε κύρια κελύφη: τροπόσφαιρα, στρατόσφαιρα, μεσόσφαιρα, ιονόσφαιρα, εξώσφαιρα.

Τροποσφαίρα- το κατώτερο στρώμα της ατμόσφαιρας, έχει πάχος 8...10 km πάνω από τους πόλους, σε εύκρατα γεωγραφικά πλάτη - 10...12 km, και σε ισημερινά γεωγραφικά πλάτη - 16...18 km. Περίπου το 80% της μάζας της ατμόσφαιρας συγκεντρώνεται στην τροπόσφαιρα. Σχεδόν όλος ο ατμοσφαιρικός υδρατμός βρίσκεται εδώ, σχηματίζεται βροχόπτωση και εμφανίζεται οριζόντια και κάθετη κίνηση του αέρα.

Στρατόσφαιραεκτείνεται από 8...16 έως 40...45 χλμ. Περιλαμβάνει περίπου το 20% της ατμόσφαιρας και δεν υπάρχει σχεδόν καθόλου υδρατμός σε αυτό. Υπάρχει ένα στρώμα όζοντος στη στρατόσφαιρα που απορροφά την υπεριώδη ακτινοβολία από τον ήλιο και προστατεύει τους ζωντανούς οργανισμούς στη Γη από το θάνατο.

Μεσόσφαιραεκτείνεται σε υψόμετρο από 40 έως 80 χλμ. Η πυκνότητα του αέρα σε αυτό το στρώμα είναι 200 ​​φορές μικρότερη από αυτή της επιφάνειας της γης.

Ιονόσφαιραβρίσκεται σε υψόμετρο 80 km και αποτελείται κυρίως από φορτισμένα (ιονισμένα) άτομα οξυγόνου, φορτισμένα μόρια οξειδίου του αζώτου και ελεύθερα ηλεκτρόνια.

Εξώσφαιρααντιπροσωπεύει τα εξωτερικά στρώματα της ατμόσφαιρας και ξεκινά από ύψος 800...1000 km από την επιφάνεια της Γης. Αυτά τα στρώματα ονομάζονται επίσης σφαίρα σκέδασης, καθώς εδώ τα σωματίδια αερίου κινούνται με μεγάλη ταχύτητα και μπορούν να διαφύγουν στο διάστημα.

Ατμόσφαιρα- Αυτός είναι ένας από τους αναντικατάστατους παράγοντες της ζωής στη Γη. Οι ακτίνες του ήλιου, που διέρχονται από την ατμόσφαιρα, διασκορπίζονται και επίσης απορροφώνται εν μέρει και αντανακλώνται. Οι υδρατμοί και το διοξείδιο του άνθρακα απορροφούν τις ακτίνες θερμότητας ιδιαίτερα έντονα. Υπό την επίδραση της ηλιακής ενέργειας κινούνται αέριες μάζες και σχηματίζεται κλίμα. Οι βροχοπτώσεις που πέφτουν από την ατμόσφαιρα είναι παράγοντας σχηματισμού του εδάφους και πηγή ζωής για φυτικούς και ζωικούς οργανισμούς. Το διοξείδιο του άνθρακα που περιέχεται στην ατμόσφαιρα μετατρέπεται σε οργανική ύλη κατά τη φωτοσύνθεση από τα πράσινα φυτά και το οξυγόνο χρησιμοποιείται για την αναπνοή των οργανισμών και τις οξειδωτικές διεργασίες που συμβαίνουν σε αυτούς. Η σημασία του ατμοσφαιρικού αζώτου, το οποίο δεσμεύεται από μικροοργανισμούς που δεσμεύουν το άζωτο, χρησιμεύει ως θρέψη των φυτών και συμμετέχει στο σχηματισμό πρωτεϊνικών ουσιών.

Υπό την επίδραση ατμοσφαιρικός αέραςΣυμβαίνουν καιρικές συνθήκες πετρωμάτων και ορυκτών και διεργασίες σχηματισμού εδάφους.

Υδροσφαίρα.Το μεγαλύτερο μέρος της επιφάνειας του πλανήτη καταλαμβάνεται από τον Παγκόσμιο Ωκεανό, ο οποίος, μαζί με λίμνες, ποτάμια και άλλα υδάτινα σώματα που βρίσκονται στην επιφάνεια της γης, καταλαμβάνει τα 5/8 της έκτασής του. Όλα τα νερά της Γης που βρίσκονται στους ωκεανούς, τις θάλασσες, τα ποτάμια, τις λίμνες, τους βάλτους, καθώς και τα υπόγεια νερά αποτελούν την υδρόσφαιρα. Από τα 510 εκατομμύρια km 2 της επιφάνειας της Γης, τα 361 εκατομμύρια km 2 (71%) βρίσκονται στον Παγκόσμιο Ωκεανό και μόνο τα 149 εκατομμύρια km 2 (29%) βρίσκονται στην ξηρά.

Τα επιφανειακά νερά της ξηράς, μαζί με τα νερά των παγετώνων, ανέρχονται σε περίπου 25 εκατομμύρια km 3, δηλαδή 55 φορές λιγότερο από τον όγκο του Παγκόσμιου Ωκεανού. Περίπου 280 χιλιάδες km 3 νερού συγκεντρώνονται στις λίμνες, περίπου οι μισές είναι φρέσκες λίμνες και το δεύτερο μισό είναι λίμνες με νερά διαφόρων βαθμών αλατότητας. Τα ποτάμια περιέχουν μόνο 1,2 χιλιάδες km 3, δηλαδή λιγότερο από το 0,0001% της συνολικής παροχής νερού.

Τα νερά των ανοιχτών ταμιευτήρων βρίσκονται σε έναν σταθερό κύκλο, ο οποίος συνδέει όλα τα μέρη της υδρόσφαιρας με τη λιθόσφαιρα, την ατμόσφαιρα και τη βιόσφαιρα.

Η ατμοσφαιρική υγρασία συμμετέχει ενεργά στην ανταλλαγή νερού με όγκο 14 χιλιάδες km 3, σχηματίζει 525 χιλιάδες km 3 βροχοπτώσεων που πέφτουν στη Γη και ολόκληρος ο όγκος της ατμοσφαιρικής υγρασίας αλλάζει κάθε 10 ημέρες ή 36 φορές κατά τη διάρκεια του έτους.

Η εξάτμιση του νερού και η συμπύκνωση της ατμοσφαιρικής υγρασίας παρέχουν τη διαθεσιμότητα γλυκού νερού στη Γη. Περίπου 453 χιλιάδες km 3 νερού εξατμίζονται από την επιφάνεια των ωκεανών ετησίως.

Χωρίς νερό, ο πλανήτης μας θα ήταν μια γυμνή βραχώδης μπάλα, χωρίς χώμα και βλάστηση. Για εκατομμύρια χρόνια το νερό κατέστρεφε τους βράχους μετατρέποντάς τους σε μπάζα και με την εμφάνιση βλάστησης και ζώων συνέβαλε στη διαδικασία σχηματισμού του εδάφους.

Βιόσφαιρα. Η βιόσφαιρα περιλαμβάνει την επιφάνεια της γης, τα κατώτερα στρώματα της ατμόσφαιρας και ολόκληρη την υδρόσφαιρα, στην οποία είναι κατανεμημένοι οι ζωντανοί οργανισμοί. Σύμφωνα με τις διδασκαλίες του V.I. Vernadsky, η βιόσφαιρα νοείται ως το κέλυφος της Γης, η σύνθεση, η δομή και η ενέργεια της οποίας καθορίζονται από τη δραστηριότητα των ζωντανών οργανισμών. Ο V.I. Vernadsky επεσήμανε ότι «στην επιφάνεια της γης δεν υπάρχει χημική δύναμη που να ενεργεί πιο συνεχώς, και επομένως πιο ισχυρή, από τους ζωντανούς οργανισμούς στο σύνολό τους». Η ζωή στη βιόσφαιρα αναπτύσσεται με τη μορφή μιας εξαιρετικής ποικιλίας οργανισμών που κατοικούν στο έδαφος, στην κατώτερη ατμόσφαιρα και στην υδρόσφαιρα. Χάρη στη φωτοσύνθεση των πράσινων φυτών, η ηλιακή ενέργεια συσσωρεύεται στη βιόσφαιρα με τη μορφή ΟΡΓΑΝΙΚΕΣ ΕΝΩΣΕΙΣ. Ολόκληρο το σύνολο των ζωντανών οργανισμών διασφαλίζει τη μετανάστευση των χημικών στοιχείων στο έδαφος, την ατμόσφαιρα και την υδρόσφαιρα. Υπό την επίδραση ζωντανών οργανισμών, στο έδαφος συμβαίνουν αντιδράσεις ανταλλαγής αερίων, οξείδωσης και αναγωγής. Η προέλευση της ατμόσφαιρας στο σύνολό της συνδέεται με τη λειτουργία ανταλλαγής αερίων των οργανισμών. Κατά τη διαδικασία της φωτοσύνθεσης, ο σχηματισμός και η συσσώρευση ελεύθερου οξυγόνου συνέβη στην ατμόσφαιρα.

Υπό την επίδραση των δραστηριοτήτων των οργανισμών, τα πετρώματα διαβρώνονται και αναπτύσσονται διαδικασίες σχηματισμού εδάφους. Τα βακτήρια του εδάφους συμμετέχουν στις διαδικασίες αποθείωσης και απονιτροποίησης με το σχηματισμό υδρόθειου, θειούχων ενώσεων, οξειδίου N(II), μεθανίου και υδρογόνου. Η κατασκευή του φυτικού ιστού συμβαίνει λόγω της επιλεκτικής απορρόφησης των θρεπτικών συστατικών από τα φυτά. Αφού πεθάνουν τα φυτά, αυτά τα στοιχεία συσσωρεύονται στους ανώτερους εδαφικούς ορίζοντες.

Στη βιόσφαιρα υπάρχουν δύο κύκλοι ουσιών και ενέργειας που έχουν αντίθετη κατεύθυνση.

Ο μεγάλος ή γεωλογικός κύκλος συμβαίνει υπό την επίδραση της ηλιακής ενέργειας. Ο κύκλος του νερού περιλαμβάνει τα χημικά στοιχεία της γης, τα οποία εισέρχονται σε ποτάμια, θάλασσες και ωκεανούς, όπου εναποτίθενται μαζί με ιζηματογενή πετρώματα. Πρόκειται για μη αναστρέψιμη απώλεια από το έδαφος των πιο σημαντικών θρεπτικών στοιχείων των φυτών (άζωτο, φώσφορος, κάλιο, ασβέστιο, μαγνήσιο, θείο), καθώς και μικροστοιχεία.

Ο μικρός, ή βιολογικός, κύκλος συμβαίνει στο σύστημα εδάφους - φυτών - εδάφους, ενώ τα θρεπτικά συστατικά των φυτών αφαιρούνται από τον γεωλογικό κύκλο και αποθηκεύονται σε χούμο. Ο βιολογικός κύκλος περιλαμβάνει κύκλους που περιλαμβάνουν οξυγόνο, άνθρακα, άζωτο, φώσφορο και υδρογόνο, τα οποία κυκλοφορούν συνεχώς στα φυτά και στο περιβάλλον. Κάποια από αυτά απομακρύνονται από τον βιολογικό κύκλο και, υπό την επίδραση γεωχημικών διεργασιών, περνούν σε ιζηματογενή πετρώματα ή μεταφέρονται στον ωκεανό. Το καθήκον της γεωργίας είναι να δημιουργήσει τέτοια αγροτεχνικά συστήματα στα οποία τα θρεπτικά συστατικά δεν θα εισέρχονταν στον γεωλογικό κύκλο, αλλά θα καθηλώνονταν στον βιολογικό κύκλο, διατηρώντας τη γονιμότητα του εδάφους.

Η βιόσφαιρα αποτελείται από βιοκενόζες, οι οποίες είναι μια ομοιογενής περιοχή με τον ίδιο τύπο φυτική κοινότηταμαζί με την πανίδα που το κατοικεί, συμπεριλαμβανομένων των μικροοργανισμών. Η βιογεωκένωση χαρακτηρίζεται από εδάφη που είναι χαρακτηριστικά της, υδατικό καθεστώς, μικροκλίμα και ανακούφιση. Η φυσική βιογεωκένωση είναι σχετικά σταθερή και χαρακτηρίζεται από αυτορυθμιζόμενη ικανότητα. Τα είδη που περιλαμβάνονται στη βιογεωκένωση προσαρμόζονται μεταξύ τους και στο περιβάλλον. Πρόκειται για έναν περίπλοκο, σχετικά σταθερό μηχανισμό ικανό να αντιστέκεται στις αλλαγές στο περιβάλλον μέσω της αυτορρύθμισης. Εάν οι αλλαγές στις βιογεωκαινώσεις υπερβούν την αυτορυθμιζόμενη ικανότητά τους, τότε μπορεί να συμβεί μη αναστρέψιμη υποβάθμιση αυτού του οικολογικού συστήματος.

Οι γεωργικές εκτάσεις είναι τεχνητά οργανωμένες βιογεωκενώσεις (αγροβιοκαινόσες). Αποτελεσματική και ορθολογική χρήσηΟι αγροβιοκαινώσεις, η σταθερότητα και η παραγωγικότητά τους εξαρτώνται από τη σωστή οργάνωση της περιοχής, το γεωργικό σύστημα και άλλα κοινωνικοοικονομικά μέτρα. Για να εξασφαλιστεί ο βέλτιστος αντίκτυπος στα εδάφη και τα φυτά, είναι απαραίτητο να γνωρίζουμε όλες τις σχέσεις στη βιογεωκένωση και να μην διαταράσσουμε την οικολογική ισορροπία που έχει αναπτυχθεί σε αυτήν.

Τραπέζι 1. Κοχύλια της Γης

Ονομα	ΑΤΜΟΣΦΑΙΡΑ	ΥΔΡΟΣΦΑΙΡΑ	ΒΙΟΣΦΑΙΡΑ
Περιγραφή	Ένα κέλυφος αέρα, τα κάτω όρια του οποίου εκτείνονται κατά μήκος της επιφάνειας της υδρόσφαιρας και της λιθόσφαιρας και το ανώτερο όριο βρίσκεται σε απόσταση περίπου 1 χιλιομέτρων. Αποτελείται από την ιονόσφαιρα, τη στρατόσφαιρα και την τροπόσφαιρα.	Καταλαμβάνει το 71% της επιφάνειας της Γης. Η μέση αλατότητα είναι 35 g/l, η θερμοκρασία κυμαίνεται από 3-32 °C. Οι ηλιακές ακτίνες διεισδύουν σε βάθος 200 m και οι υπεριώδεις ακτίνες - έως και 800 m.	Περιλαμβάνει όλους τους ζωντανούς οργανισμούς που κατοικούν στην ατμόσφαιρα, την υδρόσφαιρα και τη λιθόσφαιρα.
Ονομα	ΛΙΘΟΣΦΑΙΡΑ	ΠΥΡΟΣΦΑΙΡΑ	ΚΕΝΤΡΟΣΦΑΙΡΑ
Περιγραφή	Σκληρό, πέτρινο κέλυφος, ύψους 5-80 χλμ.	Το πύρινο κέλυφος που βρίσκεται ακριβώς κάτω από τη λιθόσφαιρα.	Ονομάζεται επίσης πυρήνας της Γης. Βρίσκεται σε βάθος 1800 χλμ. Αποτελείται από μέταλλα: σίδηρο (Fe), νικέλιο (Ni).

Ορισμός.Λιθόσφαιρα -Αυτό είναι το σκληρό κέλυφος της Γης, που αποτελείται από τον φλοιό της γης και το ανώτερο στρώμα - τον μανδύα. Το πάχος του ποικίλλει, για παράδειγμα, στις ηπείρους - από 40-80 km, και κάτω από τις θάλασσες και τους ωκεανούς - 5-10 km. Η σύνθεση του φλοιού της γης περιλαμβάνει οκτώ στοιχεία (Πίνακας 2, Εικ. 2-9).

Τραπέζι 2. Σύνθεση του φλοιού της γης

Ονομα	Εικόνα	Ονομα	Εικόνα
Οξυγόνο (O 2)	Ρύζι. 2. Οξυγόνο()	Σίδηρος (Fe)
Πυρίτιο (Si)		Μαγνήσιο (Mg)
Υδρογόνο (H2)		Ασβέστιο (Ca)
Αλουμίνιο (Al)	Ρύζι. 5. Αλουμίνιο ()	Νάτριο (Na)

Η λιθόσφαιρα της Γης είναι ετερογενής. Πολλοί επιστήμονες πιστεύουν ότι χωρίζεται από ρήγματα βαθέων υδάτων σε μεμονωμένα κομμάτια- πλάκες. Αυτές οι πλάκες βρίσκονται σε συνεχή κίνηση. Χάρη στο μαλακωμένο στρώμα του μανδύα, αυτή η κίνηση δεν είναι αισθητή στους ανθρώπους, καθώς συμβαίνει πολύ αργά. Αλλά όταν οι πλάκες συγκρούονται, συμβαίνουν σεισμοί και μπορεί να σχηματιστούν ηφαίστεια και οροσειρές. Γενικά, η συνολική χερσαία έκταση της Γης είναι 148 εκατομμύρια km2, εκ των οποίων τα 133 εκατομμύρια km2 είναι κατάλληλα για ζωή.

Ορισμός.Το χώμα- Αυτό είναι το κορυφαίο γόνιμο στρώμα της γης, το οποίο αποτελεί βιότοπο για πολλούς ζωντανούς οργανισμούς. Το έδαφος είναι ο σύνδεσμος μεταξύ υδρο-, λιθό- και ατμόσφαιρας. Η λιθόσφαιρα είναι απαραίτητη για τα φυτά, τους μύκητες, τα ζώα και τον άνθρωπο, γι' αυτό είναι τόσο σημαντική η διατήρηση και η προστασία της. Ας εξετάσουμε τις κύριες πηγές ρύπανσης της λιθόσφαιρας (Πίνακας 3, Εικ. 10-14).

Τραπέζι 3. Πηγές ρύπανσης της λιθόσφαιρας

	Περιγραφή	Εικόνα
	Κτίρια κατοικιών και κοινόχρηστα, που αφήνουν μεγάλη ποσότητα οικοδομικών απορριμμάτων και υπολειμμάτων τροφίμων.	Ρύζι. 10. Σκουπίδια, απόβλητα ()
	Έχουν επίσης αρνητικό αντίκτυπο βιομηχανικές επιχειρήσεις , γιατί τα υγρά, στερεά και αέρια απόβλητά τους εισέρχονται στη λιθόσφαιρα.	Ρύζι. 11. Βιομηχανικά απόβλητα ()
	Επίπτωση Γεωργία, εκφράζεται σε ρύπανση με βιολογικά απόβλητα και φυτοφάρμακα.	Ρύζι. 12. Γεωργικά απόβλητα ()
	Ραδιενεργά απόβλητα,Ως αποτέλεσμα της καταστροφής του Τσερνομπίλ, τα προϊόντα της απελευθέρωσης και του χρόνου ημιζωής ραδιενεργών ουσιών έχουν επιζήμια επίδραση σε κάθε ζωντανό οργανισμό.	Ρύζι. 13. Ραδιενεργά απόβλητα ()
	Καυσαέριαπου προέρχονται από τη μεταφορά, που εγκαθίστανται στο έδαφος και εισέρχονται στον κύκλο των ουσιών.	Ρύζι. 14. Καυσαέρια ()

Τα καυσαέρια περιέχουν πολλά βαρέα μέταλλα. Έτσι, οι επιστήμονες έχουν υπολογίσει ότι η μεγαλύτερη ποσότητα βαρέων μετάλλων εμφανίζεται σε εκείνα τα εδάφη που βρίσκονται σε κοντινή απόσταση από αυτοκινητόδρομοι, η συγκέντρωσή τους σε βαρέα μέταλλα μπορεί να είναι 30 φορές υψηλότερη από την κανονική. Παραδείγματα βαρέων μετάλλων: μόλυβδος (Pb), χαλκός (Cu), κάδμιο (Cd).

Κάθε άτομο πρέπει να καταλάβει πόσο σημαντικό είναι να διατηρείται όσο το δυνατόν πιο καθαρό το περιβάλλον των ζωντανών οργανισμών. Για το σκοπό αυτό, πολλοί επιστήμονες αναπτύσσουν μεθόδους για την καταπολέμηση των ρύπων (Πίνακας 4).

Τραπέζι 4. Μέθοδοι ελέγχου ρύπων

	Χαρακτηριστικά της μεθόδου
	Οργάνωση εγκεκριμένων χωματερών, που καταλαμβάνουν τεράστιες εκτάσεις, και τα απόβλητα που βρίσκονται πάνω τους απαιτούν μακροχρόνια επεξεργασία με τη συμμετοχή μικροοργανισμών και οξυγόνου. Αντίστοιχα, απελευθερώνονται επιβλαβείς τοξικές ουσίες στην ατμόσφαιρα της Γης. Αυτό οδηγεί επίσης στον πολλαπλασιασμό των τρωκτικών και των εντόμων, που είναι φορείς ασθενειών.
	Περισσότερο αποτελεσματικός τρόποςείναι οργάνωση μονάδων αποτέφρωσης απορριμμάτων, αν και η καύση των απορριμμάτων απελευθερώνει επίσης τοξίνες στην ατμόσφαιρα της Γης. Προσπάθησαν να τα καθαρίσουν με νερό, αλλά στη συνέχεια αυτές οι ουσίες καταλήγουν στην υδρόσφαιρα.
	Το περισσότερο η καλύτερη μέθοδοςείναι οργάνωση μονάδων επεξεργασίας απορριμμάτων, ενώ μέρος των απορριμμάτων μεταποιείται σε κομπόστ, το οποίο μπορεί να χρησιμοποιηθεί στη γεωργία. Ορισμένες μη λιπασματοποιήσιμες ουσίες μπορούν να ανακυκλωθούν. Παραδείγματα: πλαστικά, γυαλί.

Έτσι, η διάθεση των απορριμμάτων είναι ένα πρόβλημα για όλη την ανθρωπότητα: τόσο μεμονωμένα κράτη όσο και κάθε άτομο.

Ορισμός.Υδροσφαίρα- το υδάτινο κέλυφος της Γης (Σχήμα 1).

Σχήμα 1. Σύνθεση της υδρόσφαιρας

95,98% - θάλασσες και ωκεανοί.

2% - παγετώνες.

2% - υπόγεια ύδατα.

0,02% - χερσαία ύδατα: ποτάμια, λίμνες, έλη.

Η υδρόσφαιρα παίζει ζωτικό ρόλο στη ζωή του πλανήτη. Συσσωρεύει θερμότητα και τη διανέμει σε όλες τις ηπείρους. Επίσης, σχηματίζονται αέριοι υδρατμοί από την επιφάνεια του Παγκόσμιου Ωκεανού, οι οποίοι στη συνέχεια πέφτουν μαζί με τις βροχοπτώσεις στη γη. Έτσι, η υδρόσφαιρα αλληλεπιδρά τόσο με την ατμόσφαιρα, σχηματίζοντας σύννεφα, όσο και με τη λιθόσφαιρα, πέφτοντας μαζί με την κατακρήμνιση στο έδαφος.

Νερό- μια μοναδική ουσία που κανένας οργανισμός δεν μπορεί χωρίς, αφού συμμετέχει σε όλες τις μεταβολικές διεργασίες. Το νερό στη γη μπορεί να βρίσκεται σε διαφορετικές καταστάσεις συσσώρευσης.

Μια φορά κι έναν καιρό, ήταν στο νερό που εμφανίστηκαν οι πρώτοι ζωντανοί οργανισμοί. Και ακόμη και σήμερα, όλοι οι ζωντανοί οργανισμοί βρίσκονται σε στενή σχέση με το νερό.

Προσπαθούν να συγκεντρώσουν τις παραγωγικές και βιομηχανικές επιχειρήσεις σε κοντινή απόσταση από υδάτινα σώματα: ποτάμια ή μεγάλες λίμνες. Στον σύγχρονο κόσμο, το νερό είναι ο κύριος παράγοντας που καθορίζει την παραγωγή και συχνά συμμετέχει σε αυτήν.

Η σημασία της υδρόσφαιρας είναι δύσκολο να υπερεκτιμηθεί, ειδικά τώρα, όταν ο ρυθμός αύξησης της παροχής νερού και της κατανάλωσης νερού αυξάνεται καθημερινά. Πολλά κράτη δεν έχουν πόσιμο νερόστην απαιτούμενη ποσότητα, άρα καθήκον μας είναι να διατηρούμε το νερό καθαρό.

Ας εξετάσουμε τις κύριες πηγές ρύπανσης της υδρόσφαιρας (Πίνακας 5).

Τραπέζι 5. Πηγές ρύπανσης της υδρόσφαιρας

Τραπέζι 6. Μέτρα για τη διατήρηση του καθαρού νερού

Σήμερα, ο ανθρώπινος παράγοντας είναι η κύρια επιρροή στη φύση, σε όλους ανεξαιρέτως τους ζωντανούς οργανισμούς. Αλλά δεν πρέπει να ξεχνάμε ότι η βιόσφαιρα μπορεί να κάνει χωρίς εμάς, αλλά δεν μπορούμε να ζήσουμε χωρίς αυτήν. Πρέπει να μάθουμε να ζούμε σε αρμονία με τη φύση και για αυτό πρέπει να καλλιεργήσουμε την οικολογική σκέψη.

Το επόμενο μάθημα θα είναι αφιερωμένο στα μέτρα που λαμβάνονται για τη διατήρηση της ζωής στη Γη.

Βιβλιογραφία

1. Melchakov L.F., Skatnik M.N., Φυσική ιστορία: σχολικό βιβλίο. για 3, 5 τάξεις. μέσος όρος σχολείο - 8η έκδ. - Μ.: Εκπαίδευση, 1992. - 240 σελ.: ill.
2. Pakulova V.M., Ivanova N.V. Φύση: άψυχο και ζωντανό 5. - M.: Bustard.
3. Eskov K.Yu. και άλλοι / επιμ. Vakhrusheva A.A. Φυσική ιστορία 5. - Μ.: Μπάλας.

1. Referat.znate.ru ().
2. Miteigi-nemoto.livejournal.com ().
3. Dinos.ru ().

Εργασία για το σπίτι

1. Melchakov L.F., Skatnik M.N., Φυσική ιστορία: Εγχειρίδιο. για 3, 5 τάξεις. μέσος όρος σχολείο - 8η έκδ. - Μ.: Εκπαίδευση, 1992. - Σελ. 233, ερωτήσεις εργασίας. 13.
2. Πείτε μας τι γνωρίζετε για τις μεθόδους καταπολέμησης των λιθοσφαιρικών ρύπων.
3. Πείτε μας για μεθόδους διατήρησης μιας καθαρής υδρόσφαιρας.
4. * Ετοιμάστε μια περίληψη

Θέμα 1. Οικολογία και φυσικό περιβάλλον.

Οι αστρονόμοι προτείνουν ότι η Γη, μαζί με άλλους πλανήτες, προέκυψε πριν από περίπου 4,6 δισεκατομμύρια χρόνια από ένα συρρικνούμενο σύννεφο αερίου και σκόνης, από το οποίο σχηματίστηκε ο Ήλιος. Σύμφωνα με τις σύγχρονες επιστημονικές απόψεις, η Γη αντιπροσωπεύεται από τρία στρώματα (σφαίρες).

Το πρώτο στρώμα είναι ατμόσφαιρα, που εκτείνεται στο διάστημα. Η σύγχρονη ατμόσφαιρα του πλανήτη είναι τύπου αζώτου-οξυγόνου σε σύνθεση και αυτό διαφέρει ποιοτικά από τα αέρια περιβλήματα όλων των επί του παρόντος γνωστών ουράνιων σωμάτων, συμπεριλαμβανομένων των πλανητών ηλιακό σύστημα. Η ατμόσφαιρα χωρίζεται σε διάφορες ζώνες: τροπόσφαιρα, στρατόσφαιρα, μεσόσφαιρα, ιονόσφαιρα και εξώσφαιρα.

1. Τροπόσφαιρα - το κάτω μέρος της ατμόσφαιρας. Πάνω από το 80% της συνολικής μάζας του αέρα συγκεντρώνεται σε αυτό. Το ύψος του καθορίζεται από την ένταση των κατακόρυφων (ανερχόμενων και καθοδικών) ροών αέρα που προκαλούνται από τη θέρμανση της επιφάνειας της γης (στον ισημερινό μέχρι ύψος 16-18 km, σε εύκρατα γεωγραφικά πλάτη 10-11 km, στους πόλους έως 8 χλμ). Η τροπόσφαιρα χαρακτηρίζεται από μείωση της θερμοκρασίας του αέρα με το ύψος, κατά μέσο όρο κατά 0,6 K κάθε 100 m.

2. Η στρατόσφαιρα βρίσκεται πάνω από την τροπόσφαιρα, μέχρι υψόμετρο 50-55 km, και χαρακτηρίζεται από αύξηση της θερμοκρασίας στο ανώτερο όριο της. Αυτό οφείλεται στην παρουσία μιας ζώνης όζοντος εδώ, η οποία απορροφά εντατικά την ακτινοβολία φωτός από το υπεριώδες φάσμα. Ταυτόχρονα, το στρώμα του όζοντος προστατεύει την επιφάνεια της Γης από τις βλαβερές συνέπειες αυτού του τμήματος της ηλιακής ακτινοβολίας.

3. Η μεσόσφαιρα εκτείνεται σε ύψος 80 km. Παρατηρείται απότομη πτώση της θερμοκρασίας (μέχρι τους -75-90°C) και ο σχηματισμός νυχτοδιαφανών νεφών που αποτελούνται από κρυστάλλους πάγου.

4.Η ιονόσφαιρα (θερμόσφαιρα) φτάνει σε υψόμετρο 800 km. Χαρακτηρίζεται από σημαντική αύξηση της θερμοκρασίας (έως 1000°C ή περισσότερο). Υπό την άμεση επίδραση της υπεριώδους ακτινοβολίας, το αέριο εδώ είναι παρόν σε μια ιονισμένη κατάσταση, η οποία συμβάλλει στην επαναλαμβανόμενη ανάκλαση των ραδιοκυμάτων που παρέχουν ραδιοεπικοινωνίες μεγάλων αποστάσεων στη Γη.

5. Η εξώσφαιρα βρίσκεται σε υψόμετρο από 800 έως 2000-3000 km και έχει θερμοκρασία πάνω από 2000°C. Η ταχύτητα κίνησης του αερίου σε αυτό πλησιάζει κρίσιμη (11,2 km/s). Αντιπροσωπεύονται κυρίως από υδρογόνο και ήλιο, σχηματίζοντας ένα στέμμα γύρω από τη Γη, που εκτείνεται σε υψόμετρο 20 χιλιάδων χιλιομέτρων.

Η δεύτερη σφαίρα είναι η λιθόσφαιρα - το ανώτερο στερεό κέλυφος της Γης, το οποίο περιλαμβάνει τον φλοιό της γης και τον ανώτερο μανδύα. Το πάχος της λιθόσφαιρας είναι 50-100 km, συμπεριλαμβανομένου του φλοιού της γης - έως 75 km στις ηπείρους και 10 km κάτω από τον ωκεανό. Μόνο μελετημένο πάνω μέροςτου φλοιού της γης (περίπου το 5% του όγκου του). Αποτελείται από 47-49% οξυγόνο, 27-28% πυρίτιο, 8% αλουμίνιο. Αποτελούν τη βάση των ορυκτών αμμώδους αργίλου, το μερίδιο των οποίων στον φλοιό φτάνει το 80-85%. Αυτά τα ίδια στοιχεία, καθώς και ο σίδηρος, το ασβέστιο, το νάτριο, το κάλιο, το μαγνήσιο και το τιτάνιο, αποτελούν το 99,6% της μάζας του φλοιού της γης. Τα υπόλοιπα 105 γνωστά χημικά στοιχεία αντιπροσωπεύουν μόνο το 0,4%. Η ζωή στη λιθόσφαιρα συγκεντρώνεται μόνο στο επιφανειακό στρώμα του φλοιού της γης, δηλαδή στο έδαφος. Το έδαφος είναι τα ανώτερα εξωτερικά επίπεδα των πετρωμάτων, που αλλάζουν υπό την επίδραση του νερού, του αέρα και της δραστηριότητας των ζωντανών οργανισμών, είναι ένα μείγμα από υπολείμματα ζωντανών οργανισμών και αδρανών (ανόργανων) ουσιών, που έχει την ιδιότητα της γονιμότητας. Το πάχος του εδάφους είναι μικρό: από 30 cm στην τούνδρα έως 160 cm στα δυτικά chernozems.

Το στρώμα της Γης δίπλα στον φλοιό, πάχους περίπου 2880 km, είναι γνωστό ως μανδύας. Πιστεύεται ότι αποτελείται κυρίως από πυκνά πυριτικά πετρώματα. Το τρίτο στρώμα, πάχους περίπου 3500 km, ονομάζεται πυρήνας. Φαίνεται να αποτελείται από ένα εξωτερικό υγρό στρώμα πάχους περίπου 2080 km και ένα συμπαγές κεντρικό τμήμα από νικέλιο και σίδηρο σε θερμοκρασία 6400 K.

Το μεγαλύτερο μέρος της επιφάνειας του πλανήτη μας καταλαμβάνεται από την τρίτη σφαίρα ή υδροσφαίρα, συμπεριλαμβανομένων όλων των τύπων δεξαμενών. Στην πιο γενική μορφή, η υδρόσφαιρα χωρίζεται σε Παγκόσμιο Ωκεανό, ηπειρωτικά και υπόγεια ύδατα.

Το μεγαλύτερο μέρος του νερού συγκεντρώνεται στον Παγκόσμιο Ωκεανό. Έχει μέσο βάθος μεγαλύτερο από 4.000 m, καλύπτει έκταση ίση με το 71% της παγκόσμιας επιφάνειας και χαρακτηρίζεται από υψηλή αλατότητα. Τα ηπειρωτικά υδάτινα σώματα καλύπτουν περίπου το 5% της έκτασης της Γης. Από αυτά ένα μερίδιο επιφανειακά νερά(λίμνες, ποτάμια, έλη) αντιπροσωπεύουν ένα πολύ μικρό μέρος (0,2%), οι παγετώνες - 1,7%.

Στο ανώτερο τμήμα του φλοιού της γης υπάρχουν τεράστια αποθέματα υπόγειων υδάτων, τα οποία αντιπροσωπεύουν περίπου το 4% του συνολικού όγκου της υδρόσφαιρας. Γλυκά νεράΒρίσκονται σε βάθος 150-200 m, κάτω από το οποίο γίνονται υφάλμυρα. Τα υπόγεια ύδατα περιλαμβάνουν επίσης πάγο στο στρώμα του μόνιμου παγετού.

Τα ελεύθερα νερά της υδρόσφαιρας χωρίζονται κατακόρυφα σε δύο ζώνες. Η άνω ζώνη είναι ευφωτική, καθορίζεται από το βάθος διείσδυσης ηλιακό φως(μέσος όρος 200 μ.). Η δραστηριότητα των φωτοσυνθετικών οργανισμών (φυτά, ορισμένα βακτήρια) εμφανίζεται σε αυτή τη ζώνη. Στα κατώτερα στρώματα, όπου το ηλιακό φως δεν διεισδύει - την αφωτική ζώνη - ζουν ζωντανοί οργανισμοί που χρησιμοποιούν έτοιμες οργανικές ουσίες που συντίθενται από οργανισμούς στην ευφωτική ζώνη. Ολόκληρο το πλανητικό απόθεμα νερού φτάνει τα 1450 εκατομμύρια km 3 .

Η υδρόσφαιρα σχετίζεται στενά με τη λιθόσφαιρα (υπόγεια ύδατα), την ατμόσφαιρα (υδροατμούς) και τη ζωντανή ύλη, η οποία περιλαμβάνει το νερό ως βασικό συστατικό. Λειτουργεί ως γενικός διαλύτης για όλες σχεδόν τις ουσίες και αλληλεπιδρά με πολλές από αυτές. Αυτή η αλληλεπίδραση διασφαλίζει την ανταλλαγή ουσιών, για παράδειγμα, μεταξύ της γης και του ωκεανού, των οργανισμών και του περιβάλλοντος.

Εκτός από αυτά που αναφέρθηκαν, υπάρχει ένα άλλο πολύ ιδιόμορφο κέλυφος της Γης, το οποίο ονομάζεται βιόσφαιρα, αυτή είναι η περιοχή κατανομής της ζωής στη Γη, που καλύπτει διάφορες γεωσφαίρες που κατοικούνται από οργανισμούς: την τροπόσφαιρα, την υδρόσφαιρα και μέρος της λιθόσφαιρας (έως 3 km). Η βιόσφαιρα είναι μια συλλογή τμημάτων των κελυφών της γης, η οποία κατοικείται από ζωντανούς οργανισμούς, βρίσκεται υπό την επιρροή τους και καταλαμβάνεται από τα προϊόντα της ζωτικής τους δραστηριότητας.

Η βιόσφαιρα αποτελείται από διάφορους τύπους ουσιών:

1. ζωντανή ύλη- το σύνολο όλων των ζωντανών οργανισμών στον πλανήτη (φυτά, ζώα, μικροοργανισμοί).
2. βιογενής ουσία - μια ουσία που δημιουργείται και υποβάλλεται σε επεξεργασία από ζωντανούς οργανισμούς σε όλη τη γεωλογική ιστορία (άνθρακας, άσφαλτος, ασβεστόλιθος, πετρέλαιο).
3. αδρανής ουσία (στερεή, υγρή, αέρια) - μια ουσία ανόργανης προέλευσης, δηλ. σχηματίζεται σε διαδικασίες στις οποίες δεν συμμετέχει η ζωντανή ύλη.
4. ουσία bioinert - μια ουσία που δημιουργείται ταυτόχρονα στις ζωτικές διεργασίες των ζωντανών οργανισμών και σε διαδικασίες ανόργανης φύσης, με τους οργανισμούς να παίζουν πρωταγωνιστικό ρόλο (αυτό περιλαμβάνει σχεδόν όλο το νερό της βιόσφαιρας, το έδαφος, τη λάσπη).
5. μια ουσία που υφίσταται ραδιενεργή διάσπαση (ραδιενεργά στοιχεία).
6. διασκορπισμένα άτομα που σχηματίζονται συνεχώς από διάφοροι τύποιγήινη ύλη υπό την επίδραση της κοσμικής ακτινοβολίας.
7. ουσία κοσμικής προέλευσης (κοσμική σκόνη, θραύσματα μετεωρίτη κ.λπ.).

Τα κύρια σημάδια των ζωντανών όντων περιλαμβάνουν:

1.Ενότητα χημικής σύνθεσης. Στους ζωντανούς οργανισμούς, το 98% της χημικής σύνθεσης προέρχεται από 6 στοιχεία (μακροβιογόνα): περίπου 60% οξυγόνο, περίπου 20% άνθρακας, περίπου 10% υδρογόνο, 3% άζωτο, 3,5% ασβέστιο και 1% φώσφορος.

2.Τα ζωντανά συστήματα περιέχουν ένα σύνολο πολύπλοκων βιοπολυμερών(πρωτεΐνες, νουκλεϊκά οξέα, ένζυμα, βιταμίνες κ.λπ.).

3. Αυτό ανοιχτά συστήματα, δηλαδή συστήματα που δεν μπορούν να υπάρξουν χωρίς συνεχή ροή ενέργειας με τη μορφή τροφής, φωτός κ.λπ. (χρήση εξωτερικές πηγέςενέργεια). Όλα τα ζωντανά συστήματα είναι ικανά να ανταλλάσσουν ουσίες με το περιβάλλον, να απορροφούν από αυτό ουσίες απαραίτητες για τη διατροφή και να απελευθερώνουν απόβλητα στο εξωτερικό περιβάλλον.

Ροές ενέργειας και ουσιών περνούν μέσα από ζωντανούς οργανισμούς, με αποτέλεσμα ο μεταβολισμός να συμβαίνει στα συστήματα - μεταβολισμός(από τα ελληνικά - μεταμόρφωση.).

Ο μεταβολισμός περιλαμβάνει διαδικασίες αναβολισμός(σύνθεση ουσιών) και καταβολισμός(αποσύνθεση σύνθετων ουσιών). Στις διαδικασίες του αναβολισμού, υπό την επίδραση ενζύμων, συντίθενται σύνθετες ουσίες από απλούστερες με συσσώρευση ενέργειας (φωτοσύνθεση).

Κατά τον καταβολισμό, η ενέργεια που περιέχεται στους χημικούς δεσμούς μεγάλων οργανικών μορίων απελευθερώνεται και συσσωρεύεται με τη μορφή πλούσιων σε ενέργεια φωσφορικών δεσμών τριφωσφορικού οξέος αδενοσίνης (αναπνοή, ζύμωση). Τα τελικά προϊόντα του καταβολισμού είναι το διοξείδιο του άνθρακα, το νερό, η αμμωνία κ.λπ. Ο μεταβολισμός διασφαλίζει τη σταθερότητα της χημικής σύνθεσης του εσωτερικού περιβάλλοντος του σώματος (ομοιόσταση) και, κατά συνέπεια, τη σταθερότητα της λειτουργίας του σε συνεχώς μεταβαλλόμενες περιβαλλοντικές συνθήκες.

4. Συστήματα διαβίωσης – εξαιρετικά οργανωμένα και διατεταγμένα συστήματα, είναι σταθερά κατά τη διάρκεια της ζωής και αποσυντίθενται γρήγορα μετά το θάνατο.

5.Η ζωή στη Γη εκδηλώνεται με τη μορφή διακριτές μορφές. Διακριτικότηταζωντανός σημαίνει ότι ένας μεμονωμένος οργανισμός ή κοινότητα οργανισμών αποτελείται από ξεχωριστά απομονωμένα, αλλά στενά συνδεδεμένα και αλληλεπιδρώντα μέρη που σχηματίζουν μια δομική και λειτουργική ενότητα.

6. Συστήματα διαβίωσης – αυτοαναπαραγόμενα συστήματα. Η αυτοαναπαραγωγή βασίζεται στο σχηματισμό νέων μορίων και δομών σύμφωνα με το γενετικό πρόγραμμα που είναι ενσωματωμένο στο DNA των κυττάρων.

Κληρονομικότητα– την ικανότητα των οργανισμών να μεταδίδουν τα χαρακτηριστικά, τις ιδιότητες και τις αναπτυξιακές τους ικανότητες από γενιά σε γενιά.

7. Συστήματα διαβίωσης – συστήματα αυτοδιοίκησης, αυτορρύθμισης και αυτοοργάνωσης.

Αυτορρύθμιση– την ιδιότητα των ζωντανών συστημάτων να καθορίζουν και να διατηρούν αυτόματα σε ένα ορισμένο επίπεδο ορισμένους δείκτες του συστήματος (pH, θερμοκρασία, περιεκτικότητα σε νερό, διοξείδιο του άνθρακα κ.λπ.), π.χ. εξασφαλίζουν ομοιόσταση.

Αυτοοργάνωση– την ιδιότητα ενός ζωντανού συστήματος να προσαρμόζεται στις μεταβαλλόμενες περιβαλλοντικές συνθήκες αλλάζοντας τη δομή του συστήματος ελέγχου του. Αυτή η αλλαγή συμβαίνει στη διαδικασία επεξεργασίας πληροφοριών που προέρχονται από το εξωτερικό περιβάλλον, δηλ. ζωντανά συστήματα με αυτοδιοικούμενος.

8. Τα συστήματα διαβίωσης είναι ικανά ανάπτυξη και ανάπτυξη. Υψος– αύξηση σε μέγεθος και βάρος διατηρώντας τα γενικά χαρακτηριστικά και ποιότητες του συστήματος. Η ανάπτυξη ενός ζωντανού συστήματος συνοδεύεται από ανάπτυξη, δηλαδή η ανάδυση νέων ιδιοτήτων και γνωρισμάτων.

9.Ιστορική εξέλιξη , δηλαδή η μη αναστρέψιμη και κατευθυνόμενη ανάπτυξη της ζωντανής φύσης, συνοδεύεται από το σχηματισμό νέων ειδών και την προοδευτική επιπλοκή της μορφής ζωής από τη γονιμοποίηση μέχρι το θάνατο. Η ιστορική εξέλιξη των ζωντανών συστημάτων συνδέεται με τη μεταβλητότητά τους.

Μεταβλητότητα- μια ιδιότητα που είναι αντίθετη με την κληρονομικότητα και σχετίζεται με την απόκτηση από το σώμα νέων ιδιοτήτων και χαρακτηριστικών υπό την επίδραση εξωτερικοί παράγοντεςως αποτέλεσμα της αυτοδιοίκησης.

10.Οι ζωντανοί οργανισμοί χαρακτηρίζονται από ρυθμός, δηλαδή περιοδικές αλλαγές στην ένταση των φυσιολογικών λειτουργιών με διαφορετικές περιόδους διακυμάνσεων (κιρκάδιοι ρυθμοί ύπνου και εγρήγορσης, εποχικοί ρυθμοί δραστηριότητας και χειμερία νάρκη ορισμένων θηλαστικών).

11.Σύστημα διαβίωσης – δυναμικό σύστημα , το οποίο αντιλαμβάνεται ενεργά και μετασχηματίζει μοριακές πληροφορίες με σκοπό την αυτοσυντήρησή του.

Η αλληλεπίδραση των ζωντανών οργανισμών με τα συστατικά της βιόσφαιρας (λιθόσφαιρα, ατμόσφαιρα, υδρόσφαιρα) συμβαίνει μέσω της ανταλλαγής, της διατροφής, της αναπνοής και της απελευθέρωσης μεταβολικών προϊόντων. Όλοι οι οργανισμοί δεν είναι ίδιοι ως προς τη συσσώρευση ουσιών και ενέργειας. Τα φυτά χρησιμοποιούν την ηλιακή ενέργεια για να πραγματοποιήσουν τη διαδικασία της φωτοσύνθεσης και τα ζώα καταναλώνουν οργανικές ουσίες που δημιουργούνται από φωτοσυνθετικά φυτά. Επομένως, όλοι οι ζωντανοί οργανισμοί μπορούν να χωριστούν σε δύο κατηγορίες ανάλογα με τη μέθοδο διατροφής τους: αυτότροφοςΚαι ετερότροφοςοργανισμών.

Αυτότροφος, δηλ. αυτοτροφοδοσία - απορροφούν την ηλιακή ενέργεια και ουσίες από το περιβάλλον, δημιουργώντας οργανικές ουσίες από ανόργανες. Αυτά περιλαμβάνουν πράσινα φυτά, φύκια και ορισμένα βακτήρια. Με βάση την πηγή ενέργειας τους, τα αυτότροφα χωρίζονται σε:

1.Φωτοαυτοτροφοιπραγματοποιήσει τη διαδικασία μετατροπής του νερού και του διοξειδίου του άνθρακα σε σάκχαρα, απελευθερώνοντας το οξυγόνο ως υποπροϊόν (φωτοσύνθεση).

2.ΧημειοαυτοτροφικάΗ χημική ενέργεια χρησιμοποιείται για τη σύνθεση οργανικών ουσιών (βακτήρια θείου και σιδήρου - κατά την οξείδωση του θείου και των ενώσεων σιδήρου παίζουν σημαντικό ρόλο μόνο στα οικοσυστήματα των υπόγειων υδάτων).

Ετεροτροφικόοργανισμών, δηλ. τρέφονται από άλλους - χρησιμοποιήστε έτοιμες οργανικές ουσίες ως τροφή, π.χ. τρέφονται με άλλους ζωικούς οργανισμούς, φυτά ή τους καρπούς τους. Αυτά περιλαμβάνουν φυτοφάγα, σαρκοφάγα και ανθρώπους.

Μερικές φορές αναδεικνύουν επίσης μικτότροφοςοργανισμών που, ανάλογα με τις περιβαλλοντικές συνθήκες, μπορούν να συνδυάσουν αυτότροφη και ετερότροφη διατροφή. Για παράδειγμα, οι υδρόβιοι μονοκύτταροι οργανισμοί σε καλό φως τρέφονται αυτοτροφικά και στο σκοτάδι μεταβαίνουν σε μια ετερότροφη μέθοδο.

Η ζωντανή ύλη χωρίζεται επίσης σε:

1.Ομοιογενής– βιομάζα οργανισμών ενός είδους ή ενός γένους.

2.Ετερογενής– βιομάζα ατόμων ΔΙΑΦΟΡΕΤΙΚΟΙ ΤΥΠΟΙπου κατοικούν σε αυτό το οικοσύστημα.

3.Αναπαραγωγική ουσία- ζωντανοί οργανισμοί, χάρη στους οποίους η ζωή στη βιόσφαιρα αναπαράγεται συνεχώς.

4.Σωματική ουσία- οργανισμοί που δεν είναι πλέον ικανοί να αναπαράγουν το δικό τους είδος.

Τα συστήματα διαβίωσης έχουν έναν συνδυασμό των ακόλουθων λειτουργιών:

1.Θρέψη. Όλα τα ζωντανά συστήματα χρειάζονται τροφή ως πηγή ενέργειας και ουσίες απαραίτητες για την κατασκευή των οργάνων (διαδικασία του αναβολισμού).

2.Αναπνοή– διαδικασία καταβολισμού.

3.Επιλογή– απομάκρυνση των τελικών προϊόντων του μεταβολισμού από τον οργανισμό.

4.Ευερέθιστο– ανταπόκριση σε αλλαγές στο εξωτερικό και εσωτερικό περιβάλλον (πείνα, δίψα, κρύο). Η αντίδραση των πολυκύτταρων ζώων στον ερεθισμό πραγματοποιείται με τη συμμετοχή του νευρικού συστήματος και ονομάζεται αντανάκλαση.

5.Αναπαραγωγή.

6.Υψος– Σε αντίθεση με τους κρυστάλλους που αναπτύσσονται από το εξωτερικό, τα ζωντανά συστήματα αναπτύσσονται σαν από μέσα, ενσωματώνοντας θρεπτικά συστατικά στη δομή του σώματός τους.

7.Κινητικότητα– κίνηση στο χώρο ολόκληρου του συστήματος και κίνηση εντός του συστήματος (αίμα σε ζώα).

Οι ιδιότητες της ζωντανής ύλης περιλαμβάνουν:

1. Η ικανότητα να κυριαρχεί γρήγορα όλος ο διαθέσιμος χώρος ( το σύνολο της ζωής).

2.Η ικανότητα κίνησης όχι μόνο παθητικά (υπό την επίδραση της βαρύτητας), αλλά και ενεργητικά (κόντρα στη ροή του νερού, της βαρύτητας κ.λπ.).

3. Σταθερότητα κατά τη διάρκεια της ζωής και ταχεία αποσύνθεση μετά τον θάνατο.

4. Υψηλή προσαρμοστική ικανότητα (προσαρμογή) σε διαφορετικές συνθήκες και, σε σχέση με αυτό, ανάπτυξη όχι μόνο όλων των περιβαλλόντων ζωής (νερό, αέρας, έδαφος), αλλά και συνθήκες που είναι δύσκολες από άποψη φυσικών και χημικών παραμέτρων (θερμοκρασία , ακτινοβολία κ.λπ.).

5. Πολύ υψηλός ρυθμός αντίδρασης, είναι αρκετές τάξεις μεγέθους υψηλότερος από ό,τι στη μη ζωντανή ύλη.

6. Υψηλός ρυθμός ανανέωσης της ζωντανής ύλης (κατά μέσο όρο για τη βιόσφαιρα 8 χρόνια, ενώ για την ξηρά - 14 χρόνια, και για τον ωκεανό - 33 ημέρες).

Σύμφωνα με τις διδασκαλίες του V.I. Vernadsky, η βιόσφαιρα μπορεί να χωριστεί σε τρεις υποσφαίρες:

1.Αεροβιόσφαιρακατοικείται από αερόβια, η βάση ζωής των οποίων είναι η υγρασία του αέρα. Στην αεροβιόσφαιρα υπάρχει ένα στρώμα τροποβιόσφαιρα– από τις κορυφές των δέντρων μέχρι το ύψος της πιο συνηθισμένης τοποθεσίας των νεφών σωρετών. Πάνω από την τροποβόσφαιρα βρίσκεται ένα στρώμα αλτοβιόσφαιρα, όπου η συγκέντρωση των μικροοργανισμών είναι πολύ μικρή. Πάνω από το στρώμα της αλτοβιόσφαιρας υπάρχει ένας χώρος όπου οι μικροοργανισμοί διεισδύουν κατά λάθος και σε αυτό το στρώμα δεν πολλαπλασιάζονται - παραβιόσφαιρα.

2. Β υδροβιόσφαιραΤρία στρώματα διακρίνονται ανάλογα με την ένταση του διεισδυτικού ηλιακού φωτός:

-φωτόσφαιρα– σχετικά έντονα φωτισμένο στρώμα.

-διφωτόσφαιρα– διεισδύει έως και 1% του ηλιακού φωτός.

-αφόσφαιρα- ένα στρώμα απόλυτου σκότους όπου η φωτοσύνθεση είναι αδύνατη.

3.Γεωβιόσφαιραπεριλαμβάνει:

-τεραβιόσφαιρα- η περιοχή ζωής στην επιφάνεια της γης, η οποία χωρίζεται σε φυτόσφαιρα(από την επιφάνεια της Γης μέχρι τις κορυφές των δέντρων) και πεζόσφαιρα(εδάφη και υποκείμενα υπεδάφια)·

-λιθοβιόσφαιρα- ζωή στα βάθη της Γης στους πόρους των βράχων. Η ζωή στη λιθόσφαιρα υπάρχει κυρίως στα υπόγεια νερά.

Οι κύριες ιδιότητες της βιόσφαιρας περιλαμβάνουν:

1. Η βιόσφαιρα είναι ικανή συσσωρεύουν ηλιακή ενέργειακαι να το μετατρέψει σε ενέργεια χημικοί δεσμοίΟΡΓΑΝΙΚΕΣ ΕΝΩΣΕΙΣ.

2. Βιόσφαιρα - πλήρες σύστημα, οφείλεται στη συνεχή ανταλλαγή ουσιών και ενέργειας μεταξύ των συστατικών του μερών.

3. Βιόσφαιρα - κεντρικό σύστημα, το κέντρο του είναι οι ζωντανοί οργανισμοί.

4. Βιόσφαιρα - ανοικτό σύστημα . Η ύπαρξή του είναι αδύνατη χωρίς μια συνεχή εισροή ηλιακής ενέργειας.

5. Βιόσφαιρα - σύστημα αυτορρύθμισης, που χαρακτηρίζεται από οργάνωση, ικανότητα διατήρησης της αρχικής κατάστασης, δηλ. μετά από διάφορες παραβιάσεις επιστρέψτε στην αρχική κατάσταση (αυτή η ιδιότητα ονομάζεται ομοιοσταση).

6. Η βιόσφαιρα δείχνει ρυθμός– επαναληψιμότητα ορισμένων φαινομένων με την πάροδο του χρόνου. Στη φύση υπάρχουν ρυθμοί διαφορετικής διάρκειας. Τα κυριότερα είναι ημερήσια, ετήσια, ενδοαιωνικά και υπεραιωνικά.

7. Η βιόσφαιρα έχει οριζόντια ζώνη και υψηλή ζώνη.

Η οριζόντια ζώνη είναι μια φυσική αλλαγή στο φυσικό περιβάλλον προς την κατεύθυνση από τον ισημερινό προς τους πόλους. Ο σχηματισμός ζωνών οφείλεται στην άνιση ποσότητα θερμότητας που φτάνει σε διαφορετικά γεωγραφικά πλάτη λόγω του σφαιρικού σχήματος της Γης. Οι μεγαλύτερες ζωνικές διαιρέσεις είναι γεωγραφικές ζώνες.

8. Βιόσφαιρα - παγκόσμιο σύστημα πολλαπλών στοιχείωνχαρακτηρίζεται από μεγάλη ποικιλομορφία. Αυτή η ποικιλομορφία οφείλεται στον συνδυασμό ενός μεγάλου αριθμού οικοσυστημάτων με την εγγενή ποικιλότητα των ειδών τους.

9. Η πιο σημαντική ιδιότητα της βιόσφαιρας είναι διασφαλίζοντας την κυκλοφορία των ουσιώνκαι το ανεξάντλητο των επιμέρους χημικών στοιχείων και των ενώσεων τους. Η διαταραχή ή, ακόμη περισσότερο, η καταστροφή των φυσικών κύκλων των χημικών στοιχείων μπορεί να οδηγήσει στην κατάρρευση της βιόσφαιρας.

10. Βιόσφαιρα – ζωντανό ανοιχτό σύστημα. Ανταλλάσσει ενέργεια και ύλη με τον έξω κόσμο. Σε σχέση με τη βιόσφαιρα, ο έξω κόσμος είναι το διάστημα.

Η βιόσφαιρα περιλαμβάνει κυρίως εκείνες τις περιοχές όπου υπάρχουν συνθήκες για την επιβίωση και την αναπαραγωγή των έμβιων όντων - αυτές είναι πεδίο ύπαρξης ζωής. Βρίσκονται δίπλα σε εδάφη στα οποία οι ζωντανοί οργανισμοί επιβιώνουν μόνο, δεν μπορούν να αναπαραχθούν. Αυτές οι περιοχές ονομάζονται τομέα της βιωσιμότητας της ζωής.

Το πεδίο ύπαρξης της ζωής καθορίζεται από:

1) επαρκή ποσότητα οξυγόνου, διοξειδίου του άνθρακα και νερού.

2) ευνοϊκή θερμοκρασία.

3) επίπεδο διαβίωσης ορυκτών.

Η μεγαλύτερη συγκέντρωση ζωής στη βιόσφαιρα παρατηρείται στα όρια επαφής των κελυφών της γης: ατμόσφαιρα και λιθόσφαιρα (επιφάνεια γης), ατμόσφαιρα και υδρόσφαιρα (επιφάνεια ωκεανού), υδρόσφαιρα και λιθόσφαιρα (πυθμένας ωκεανού) και ειδικά στα όρια του τρία κοχύλια - ατμόσφαιρα, υδρόσφαιρα και λιθόσφαιρα (παράκτιες ζώνες). Αυτά είναι τα μέρη με τη μεγαλύτερη συγκέντρωση ζωής V.I. Ονομάστηκε Βερνάντσκι ταινίες της ζωής. Πάνω και κάτω από αυτές τις επιφάνειες η συγκέντρωση της ζωντανής ύλης μειώνεται.

Υπάρχουν πέντε αναπόσπαστες βιοχημικές λειτουργίες της βιόσφαιρας, συμπεριλαμβανομένης της ζωντανής ύλης:

1.Ενεργειακή λειτουργία εκτελείται κυρίως από φυτά. Αυτή η λειτουργία βασίζεται στη διαδικασία της φωτοσύνθεσης, δηλ. συσσώρευση ηλιακής ενέργειας από πράσινα φυτά και περαιτέρω ανακατανομή της μεταξύ άλλων συστατικών της βιόσφαιρας.

2.Λειτουργία διαμόρφωσης περιβάλλοντος συνίσταται στη μετατροπή των χημικών παραμέτρων του περιβάλλοντος σε συνθήκες ευνοϊκές για την ύπαρξη οργανισμών. Εξασφαλίζει τη σύνθεση αερίου της ατμόσφαιρας, τη σύνθεση των ιζηματογενών πετρωμάτων της λιθόσφαιρας και τη χημική σύνθεση της υδρόσφαιρας, την ισορροπία ουσιών και ενέργειας στη βιόσφαιρα και την αποκατάσταση των συνθηκών διαβίωσης που διαταράσσονται από τον άνθρωπο. Η λειτουργία διαμόρφωσης περιβάλλοντος περιλαμβάνει:

-Λειτουργία αερίουπαρέχει τη σύνθεση αερίου της βιόσφαιρας στις διαδικασίες μετανάστευσης και μετασχηματισμού αερίων, τα περισσότερα από τα οποία είναι βιογενούς προέλευσης. Διακρίνονται διάφορες λειτουργίες αερίων: οξυγόνο-διοξείδιο του άνθρακα (διαδικασία φωτοσύνθεσης), διοξείδιο του άνθρακα (διαδικασία αναπνοής), άζωτο (απελευθέρωση αζώτου από βακτήρια που απονιτροποιούν το άζωτο).

-Καταστροφική λειτουργίαπροκαλεί διεργασίες που σχετίζονται με την αποσύνθεση της νεκρής οργανικής ύλης, τη χημική καταστροφή των πετρωμάτων και τη συμμετοχή των ουσιών που προκύπτουν στον βιοτικό κύκλο. Ως αποτέλεσμα αυτού, σχηματίζονται βιοενέργειες και βιογενείς ουσίες, λαμβάνει χώρα ανοργανοποίηση της οργανικής ύλης, δηλ. μετατρέποντάς το σε αδρανή ουσία.

-Λειτουργία συγκέντρωσηςσυνίσταται στην επιλεκτική εξαγωγή και συσσώρευση από ζωντανούς οργανισμούς βιογενών στοιχείων του περιβάλλοντος, προκαλώντας μεγάλη διαφορά στη σύσταση της ζωντανής και αδρανούς ύλης του πλανήτη. Χάρη σε αυτή τη λειτουργία, οι ζωντανοί οργανισμοί μπορούν να χρησιμεύσουν ως πηγή για τον άνθρωπο τόσο ευεργετικών ουσιών (βιταμίνες, αμινοξέα) όσο και επικίνδυνων ουσιών (βαρέα μέταλλα, ραδιενεργά στοιχεία και φυτοφάρμακα).

-Λειτουργία οξειδοαναγωγήςΟι ζωντανοί οργανισμοί εκδηλώνονται στην οξείδωση με τη συμμετοχή βακτηρίων και μυκήτων όλων των φτωχών σε οξυγόνο ενώσεων του εδάφους, του φλοιού και της υδρόσφαιρας. Ως αποτέλεσμα της μειωτικής δραστηριότητας των αναερόβιων μικροοργανισμών σε βαλτώδη εδάφη, πρακτικά χωρίς οξυγόνο, σχηματίζονται οξειδωμένες μορφές σιδήρου.

3.Λειτουργία μεταφοράς– μεταφορά ύλης και ενέργειας ως αποτέλεσμα της κίνησης των ζωντανών οργανισμών. Συχνά μια τέτοια μεταφορά πραγματοποιείται σε τεράστιες αποστάσεις, για παράδειγμα κατά τη μετανάστευση των πτηνών.

4.Λειτουργία πληροφοριών. Οι ζωντανοί οργανισμοί είναι σε θέση να αντιλαμβάνονται, να αποθηκεύουν και να επεξεργάζονται μοριακές πληροφορίες και να τις μεταδίδουν στις επόμενες γενιές.

5.Λειτουργία σκέδασης– διασπορά ουσιών στο περιβάλλον. Εκδηλώνεται μέσω των τροφικών και μεταφορικών δραστηριοτήτων των οργανισμών, για παράδειγμα, η διασπορά τοξικών ουσιών, η διασπορά ουσιών όταν τα περιττώματα απεκκρίνονται από τους οργανισμούς.

Προϋπόθεση για την ύπαρξη και την ανάπτυξη της βιόσφαιρας είναι η κυκλοφορία βιολογικά σημαντικών ουσιών. Η ηλιακή ενέργεια παρέχει δύο κύκλους ουσιών στη Γη: γεωλογικούς ή μεγάλους και μικρότερους βιολογικούς.

Ο γεωλογικός κύκλος αποδεικνύεται ξεκάθαρα από το παράδειγμα του κύκλου του νερού και της ατμοσφαιρικής κυκλοφορίας. Υπολογίζεται ότι έως και το ήμισυ της ενέργειας που λαμβάνεται από τον Ήλιο δαπανάται για την εξάτμιση του νερού. Η εξάτμισή του από την επιφάνεια της Γης αντισταθμίζεται από τη βροχόπτωση. Ταυτόχρονα, περισσότερο νερό εξατμίζεται από τον ωκεανό από ό, τι επιστρέφεται με βροχόπτωση, αλλά στην ξηρά συμβαίνει το αντίθετο - περισσότερες βροχοπτώσεις πέφτουν από ό,τι εξατμίζεται το νερό. Η περίσσευσή του ρέει σε ποτάμια και λίμνες και από εκεί πάλι στον Ωκεανό. Μαζί με το νερό, τα ορυκτά μεταφέρονται επίσης από το ένα μέρος στο άλλο στον γεωλογικό κύκλο.

Με την εμφάνιση μιας ζωντανής αρχής στη βάση ενός γεωλογικού ή αβιοτικού κύκλου, προκύπτει ένας βιολογικός κύκλος. Ο βιολογικός κύκλος αναφέρεται στη ροή χημικών στοιχείων από το έδαφος και την ατμόσφαιρα σε ζωντανούς οργανισμούς, τη μετατροπή των εισερχόμενων στοιχείων σε νέες σύνθετες ενώσεις με την επακόλουθη επιστροφή τους στο έδαφος και την ατμόσφαιρα, καθώς και στο νερό.

Από τη στιγμή που ο άνθρωπος εμφανίζεται στη Γη, αρχίζει ο σχηματισμός ενός νέου γεωλογικού κελύφους - νοοσφαίρα(από τα ελληνικά - μυαλό), δηλαδή οι σφαίρες του νου. Αυτή η έννοια εισήχθη από τον Γάλλο μαθηματικό και φιλόσοφο E. Leroy το 1927. Η νοόσφαιρα θεωρείται ως το υψηλότερο στάδιο ανάπτυξης της βιόσφαιρας, που συνδέεται με την εμφάνιση μιας πολιτισμένης κοινωνίας σε αυτήν.

2. Η έννοια του επιστημονικού κλάδου «Οικολογία».

Ο όρος «οικολογία» (από το γρ. οίκος - πατρίδα και λόγος - επιστήμη) προτάθηκε από τον Γερμανό βιολόγο E. Haeckel (1866). χλωρίδα, τους ζωικούς οργανισμούς, τους ανθρώπους και τις κοινότητες που σχηματίζουν μεταξύ τους και του περιβάλλοντος.

Με βάση τον ορισμό ότι η οικολογία είναι ένα σύνολο επιστημονικών και πρακτικών προβλημάτων της σχέσης ανθρώπου και φύσης, μπορεί να χωριστεί σε γενική και εφαρμοσμένη οικολογία.

Η γενική οικολογία θα πρέπει να περιλαμβάνει ενότητες που μελετούν τον ανθρωπογενή αντίκτυπο στη ζωντανή ύλη (βιοοικολογία) και στη βιοαδρανή ύλη (γεωοικολογία) και τις απαντήσεις τους σε αυτόν τον αντίκτυπο.

Στη βιοοικολογία, όταν χωρίζεται ανάλογα με το επίπεδο οργάνωσης των έμβιων όντων, μπορεί κανείς να διακρίνει τη μοριακή οικολογία, τη μορφολογική οικολογία (κύτταρα και ιστούς) και την αυτοοικολογία, η οποία μελετά τη ζωντανή ύλη στο επίπεδο του ατόμου. Όταν χωρίζεται ανάλογα με τον τύπο της δομής των έμβιων όντων σε ένα βιολογικό σύστημα, η βιοοικολογία μπορεί να χωριστεί στην οικολογία των πολυκύτταρων οργανισμών (μύκητες, φυτά και ζώα) και σε μονοκύτταρους οργανισμούς (μικροοργανισμούς).

Το αντικείμενο της γεωοικολογίας περιλαμβάνει προβλήματα αλληλεπίδρασης στο σύστημα ανθρωπο - βιοαδρανούς ύλης. Λαμβάνοντας ως ένδειξη διχασμού κατάσταση συνάθροισηςαυτής της ουσίας, λαμβάνουμε, για παράδειγμα, τη διαίρεση της γεωοικολογίας στην οικολογία της γης, της υδρόσφαιρας και της ατμόσφαιρας.

Στον τομέα της εφαρμοσμένης οικολογίας πρέπει να περιλαμβάνονται τα ακόλουθα θέματα: παραγωγή γενικές λύσεις, προβλέψεις και συστάσεις σχετικά με τρόπους εξόδου από παγκόσμιες περιβαλλοντικές κρίσεις. ανάπτυξη συγκεκριμένων διαχειριστικών, νομικών, τεχνολογικών και οικονομικών λύσεων που βελτιώνουν τις περιβαλλοντικές παραμέτρους της ανάπτυξης της κοινωνίας. Με βάση τα παραπάνω, η εφαρμοσμένη οικολογία μπορεί να χωριστεί στην οικολογία των προβλημάτων παγκόσμιας κρίσης και στην οικολογία της περιβαλλοντικής διαχείρισης.

Οι παγκόσμιες κρίσεις περιλαμβάνουν, για παράδειγμα, τα προβλήματα του φαινομένου του θερμοκηπίου και του στρώματος του όζοντος της Γης. Η οικολογία της περιβαλλοντικής διαχείρισης αποτελείται από βιομηχανική, γεωργική, εμπορική, οικιακή οικολογία κ.λπ.