close

Вход

Забыли?

вход по аккаунту

?

БИОСФЕРА

код для вставкиСкачать
БИОСФЕРА
Владимир Иванович Вернадский
("Биосфера" 1926 г.)
Биосфера - общепланетарная
оболочка, обусловленная
деятельностью живых
организмов в течение
геологического времени.
I. Строение биосферы.
Биосфера включает:
1. Воздушную оболочку – нижнюю часть атмосферы –
тропосферу.
2. Водную оболочку (всю гидросферу).
3. Твердую оболочку (верхнюю часть литосферы).
Воздушная оболочка - до высоты ≈ 22 км.
Основные газы
атмосферы:
азот -
78%,
кислород -
21%,
СО2 -
0,03%,
аргон -
0,9%,
др. газы -
0.01%,
только аргон не связан
с жизнедеятельностью
организмов.
Водная оболочка –
Гидросфера, занимает ~70%
поверхности Земли.
Нижняя граница жизни
достигает глубины ~11 км.
Химический состав гидросферы формируется под
действием организмов непосредственно или
опосредовано.
96,5% воды гидросферы сосредоточено в океанах,
1,7% льды,
1,7% подземные воды и др.
Пресной воды в гидросфере всего 2,8% (из них
62% сосредоточено в Антарктиде в виде льда)
Твердая оболочка (верхняя часть литосферы).
Максимальное количество организмов
литосферы сосредоточено в почве,
всего в нескольких метрах.
Исходным материалом для
почвообразования служат
поверхностные слои горных пород, →
под действием климатических
факторов, микроорганизмов, растений
и животных → разрушение пород
(50% твёрдая среда) +
→ Отмирание и разложение животных приводит к
аккумулированию биогенных элементов и накоплению
не полностью разложившихся органических в-в
(гумус). => Формирование почвенного покрова.
+ живые организмы.
Твердая оболочка (верхняя часть литосферы).
В литосфере жизнь обнаружена до глубины 7500 м.
Органогенное происхождение в литосфере имеют:
карбонатные породы - известняки, - доломиты,
- мрамор, - мел
кремнистые породы - диатомит,
каустобиолиты - угли, горючие сланцы, нефть,
газ, асфальты, торфы, сапропели,
др. - марганцевые руды, - железные руды,
- сера, - фосфориты, - бокситы, - залежи урана,
- кобальта, - меди, - цинка и т.д.
II. Компоненты биосферы:
1. Живое вещество - совокупность всех организмов в
целом (биомасса планеты).
неживое вещество ↓↓↓
2. Биогенное вещество - создается и преобразуется в
процессе жизнедеятельности организмов (Пр.: Газы
атмосферы, каменный уголь, нефть …)
3. Биокостное вещество - результат совместной
деятельности живых организмов и абиогенных процессов
(Пр.: почва).
4. Косное вещество - образуется без участия живых
организмов (Пр.: извержение горных пород, метеориты …).
Живое вещество (совокупность всех организмов в целом)
составляет лишь 0,01% массы земной коры, но преобразует
все оболочки.
В.И.Вернадский: "На Земле нет силы более постоянно
действующей, а потому более могущественной по
своим последствиям, чем живые организмы, взятые
в целом".
Распределение живых организмов на поверхности Земли неравномерно:
растения
животные
Видов
300 тыс. видов
1,5 млн. видов
2 млн.
Масса
сухопутных
99,2%
0,8%
99,87%
Масса
водных
6,3%
93,7%
0,13%
биомасса
99%
1% (0,0002% - люди)
III. Биотический круговорот (миграция элементов) - это
циркуляция веществ между почвой, атмосферой, гидросферой
и живыми организмами.
Круговорот:
воды - 2000 лет,
углерода - 300 лет,
О2 - 2000 лет,
СО2 – 6,3 года
I→II→III→IV→V
IV. Этапы эволюции биосферы
1) Синтез простых органических соединений (химическая
эволюция) в геосферах Земли. Начало этапа – 3,5–4,5 млрд. лет.
2) Биогенез – преобразование косного вещества геосферы
земли в живое вещество биосферы. Начало этапа – 2,5–3,5
млрд. лет назад.
3) Антропогенез – появление человека и превращение его в
социальное существо, формирование общественной организации
человеческих сообществ в процессе производственной трудовой
деятельности. Начало этапа – 1,5–3 млн. лет назад.
4) Техногенез – преобразование природных комплексов
биосферы в процессе производственной деятельности человека
и формирование техногенных и природно–технических
комплексов, т.е. техносферы. Начало этапа – 10–15 тыс. лет
назад (появление городских поселений). Современное состояние
биосферы.
?) Ноогенез – процесс превращения биосферы в состояние
разумно управляемой социально–природной системы
(ноосферы): а) рациональное использование природы; б)
устойчивое развитие мирового сообщества.
V. Современное состояние биосферы
биомасса людей - 0,0002%
Самой мощной химической силой на Земле до появления
человека было живое вещество в целом.
Но, начиная с неолита, ничтожная часть живого вещества
(человечество) приобрела особые свойства, такие как:
разум,
социальную организацию,
производственную деятельность,
что позволило человечеству, практически мгновенно,
приспосабливать окружающую среду к своим потребностям
и приобрести такое влияние на биосферу, что
геохимическая мощь человечества начала превосходить
силу самого живого вещества (планета заболела
человечеством).
V. Современное состояние биосферы
Воздействие на твердую оболочку.
Живое вещество. Исчезновение видов. С 1600 с Земли
исчезло:
- 63 вида и 55 подвидов млекопитающих,
- 103 вида и подвида птиц,
- 21 вид рептилий,
- 23 вида рыб.
V. Современное состояние биосферы
Воздействие на твердую оболочку.
Пр.: Стеллерова корова (Hydrodamalis gigas), была
открыта в 1741 г., малоподвижное беззубое животное
длиной 6-8 метров, питалось водорослями.
Место обитания - Командорские острова.
Промысловики истребили её за 27 лет (к 1768 году)
V. Современное состояние биосферы
Воздействие на твердую оболочку.
Пр.: 1810 г. – популяция Странствующего голубя
(Ectopistes migratorius) 2 млрд. особей.
Место обитания - лиственные леса восточной части
Сев. Америки и южной Канады.
Промысловики истребили его к 1910 году
V. Современное состояние биосферы
Воздействие на твердую оболочку.
Пр.: Дронт c острова
Маврикий, Реюньон и
Родригес. Остров
Маврикий был открыт
португальцами в начале
XVI века, и первое
животное с которым они
столкнулись – это
именно Дронт.
В 1680 году была
убита последняя птица.
V. Современное состояние биосферы
Воздействие на твердую оболочку.
На данный момент:
• Около 600 видов позвоночных на грани полного
истребления.
• Под угрозой исчезновения - 11 167 видов животных и
5714 растений.
• Ежегодно полностью исчезает 1-2 вида организмов.
=> Это приводит к упрощению сложных природных экосистем,
чем нарушается их устойчивость.
Охрана: заказники, заповедники, биосферные заповедники.
Земледелие.
Сейчас 10% поверхности
Земли - пахотные земли.
При этом
обрабатываемые
почвы ежегодно
теряют в среднем
1 - 2% гумуса.
Земледелие.
Пр.: Древний Египет
Сахара самая молодая
пустыня, ей 2000 лет.
До этого - это саванны с
рощами акаций,
многочисленными
озерами, многоводными
реками и огромными
стадами крупного
рогатого скота,
буйволами, козами,
слонами, жирафами,
носорогами, львами и т.д.
Земледелие.
Наскальные рисунки в Эннеди
(плато в южной части Сахары, Республика
Чад) и Тассили (часть Сахары на юговостоке Алжира).
Земледелие.
Пр.: Всемирная выставка в Париже
в 1900.
Гвоздем программы считался слой
русского чернозема.
Париж. Всемирная
выставка.1889 г.
Эталон чернозема из Воронежской
обл. = 2,5 м.
Был!
Париж. Всемирная
выставка.1937 г.
Лес.
В настоящее время лесами покрыта одна треть суши. В
доисторическое время лесами было занято не менее 70%
суши.
Пр.: Древний Израиль.
Первый Иерусалимский храм или Храм Соломона
(950 — 586 до н. э.)
По приказу царя
80 000
дровосеков
рубили лес для
Храма.
Пр.: Перед приходом весны. Водохранилище Вади
Лес.
Алараби и гора с городищем Талль Зирав.
Лес.
Пр.: Центральная Россия. Троице Сергиева Лавра.
Лес.
Сейчас ежегодно вырубается 100 000 км2 леса.
Пр.: В Латинской Америке вырублено
40% лесов.
Пр.: В Африке 50% девственных лесов
вырублено.
Вырубка леса приводит:
- изменение водооборота, обмеление рек, ↑
испарения воды => ↑ засушливости =>
наступлению пустынь,
- эрозия почвы,
- ↓ синтеза О2 (леса дают 25% кислорода),
- ↑ СО2 в атмосфере => ↑ парникового эффекта,
- сокращению биоразнообразия,
- ↓ биомассы.
Опустынивание.
Вырубка леса и распахивание территорий приводит к
наступлению пустынь.
По оценке экспертов ВОЗ S искусственных пустынь сейчас
составляет 9 млн. км2.
Т.о. за последние 300
лет биомасса Земли
уменьшилась на
четверть.
Воздействие на атмосферу.
Парниковый эффект.
Для производства энергии человек сжигает топливо, в
результате чего происходит выброс СО2.
За последние 100 лет концентрация СО2 в атмосфере ↑ на 30%.
СО2 препятствует
тепловому
излучению
земли, что
приводит к
техногенному
парниковому
эффекту.
→ Температура
Земли ↑ на 0,5°С
Воздействие на атмосферу.
Парниковый эффект.
=> Таяние льдов.
1,7% воды запасено в
Антарктиде в виде льда,
после таяния, которого
существенно изменится
береговая линия, вода ↑ на
1,5 м.
=> Изменится уровень
грунтовых вод, что приведет
к затоплению многих
прибрежных территорий во
всем мире.
Уровень озёр в Антарктиде последние 5 лет ежегодно
повышается на 1 метр. Антарктида тает!
Воздействие на атмосферу.
Парниковый эффект.
=> Таяние льдов.
Арктика нагревается вдвое быстрее, чем вся
остальная планета. Средняя температура в Арктике за
последние годы повысилась с -16,7 до -13,8°С.
Количество отложений льда сократилось на 40%.
Воздействие на атмосферу.
Парниковый эффект.
Повышение температуры земли приведёт к
интенсификации гидрологического цикла и усилению
погодных катаклизмов.
Климат станет более резко континентальным.
Повышение температуры на 3ºС – это тот уровень, при
котором произойдут необратимые климатические изменения.
Это поставит 400 млн. человек перед угрозой голодной
смерти из-за недостатка плодородной почвы и дефицита
воды.
В декабре 1997 года на встрече в Киото, делегатами из
более чем 160 стран была принята конвенция, обязывающая
развитые страны сократить выброс СО2. Киотский протокол
призывает тридцать восемь индустриально развитых стран
сократить к 2008–2012 годам выбросы СО2 на 5% от
уровня 1990 года.
Воздействие на атмосферу.
"Кислотные" дожди.
Выброс в атмосферу в год:
- диоксида серы (SO2) ≈
150 млн. т. ,
- закиси азота (N2O) ≈ 70
млн. т.
Эти вещества в определенных условиях в атмосфере
реагируют с водой, образуя серную (H2SO4) и азотную
кислоту (HNO3), что приводит к выпадению "кислотных"
дождей.
Подкисление почвы и водоемов, существенно изменяет ценозы,
гибнет рыба, уничтожаются леса, уменьшается биомасса.
Воздействие на атмосферу.
Нарушение озонового слоя.
► Антропогенные газы (такие как хлор-фтор-углероды,
закись азота и др. хлор- и бромсодержащие газы),
попадая в верхние слои атмосферы, расщепляются под
действием солнечных лучей,
► после чего атомы хлора и брома действуют в качестве
катализатора в процессе разрушения озона,
► что приводит к истончению
озонового слоя, крайним
проявлением которого является
появление "озоновых дыр"
(↓ содержания озона на 40 %).
Воздействие на атмосферу.
Нарушение озонового слоя.
С 1980 г.
по 1984 г. содержание озона ↓ 3% в мире
по 1987 г.
↓ 4%
по 2000 г.
↓ 8%
Ежегодное глобальное уменьшение озонового слоя
составляет 0,5%.
Пр.: 1995 г. ↓ озона над Европой на
10%, ↓ над Уралом - 30%, над районами
Восточной Сибири - 40%.
«Озоновые дыры» над Антарктидой ►
Воздействие на атмосферу.
Нарушение озонового слоя.
=► Увеличивается УФ облучение поверхности Земли, что
приводит к:
нарушению экосистем (↓ снижается первичная
продуктивность => ↓ биомасса).
вредному влиянию на здоровье человека, возникают
или усугубляются:
• пигментная ксеродерма,
• плоскоклеточный рак кожи,
• базилиома,
• меланома,
• катаракта.
усилению мутационного процесса.
1987 г. в Монреале 50 стран подписали
соглашение о ↓ производства фреонов на 50%.
1990 г. в Лондоне 92 государства – прекратить
в Мире производство ХФУ до 2010 г.
Воздействие на гидросферу.
Сооружение каналов, переброска водостока рек.
Приводит к:
истощению грунтовых вод,
осушению территорий,
засолению почв …
Пр.: Проблема Аральского моря.
Из Сырдарьи и Амударьи, рек
впадающих в Аральское море,
воду забрали на орошение.
Уровень моря снизился на 14 м.
S ↓ в 4 раза (осталось 40%).
Полное исчезновение Большого
Арала предрекают к 2015 г.
Воздействие на гидросферу.
Сооружение плотин и
водохранилищ (более 45 000 )
нарушает путь миграции рыб, что
приводит к резкому уменьшению их
численности.
Пр.: Каспийская белорыбица.
повышение уровня воды до плотины → уничтожение
лесов, земельных угодий, заболачиваемость.
уменьшению уровня воды после плотины.
Пр.: река Иордан. В самом ее начале Израиль построил
дамбу, обеспечивающую питьевой водой большую часть его
территории, и тем самым, почти полностью перекрыл отток
воды из Галилейского моря в реку.
В настоящий момент водные ресурсы Иордана в нижнем
течении составляют лишь 3% от первоначальных.
Химическое загрязнение
Пестициды (загрязнители №1)
Пр.: ДДТ (дихлор-дифенил-трихлор-метан).
- Мюллер, открывший инсектицидные свойства ДДТ,
получил нобелевскую премию.
- 45-46 гг. в первые годы применения в Америке, был
получен потрясающий эффект.
в борьбе с вредителями сельского хозяйства,
с комарами, как переносчиками малярии,
с мухой це-це.
Но! Оказался токсичным и очень устойчивым во
внешней среде (время его распада составляет 150 лет).
В 1964 году запрет на ДДТ (1997 г. – США 26,2
млрд. $, дихлофос)
Химическое загрязнение
Пестициды (загрязнители №1)
Тяжелые металлы (свинец, ртуть, кадмий
/б. Итай-Итай/
…)
Бензол, формальдегид, 1-3 бутадиен - летучие
органические вещества образуются при неполном сгорании
автомобильного топлива
Диоксины - группа хлорорганических соединений
И др…
Ежегодно синтезируется около 250 тысяч новых веществ,
из них ~ 500 начинают использовать.
Химическое загрязнение
Радиоактивное загрязнение
Феномен Эль-Ниньо
Загрязнение воды сточными водами
Загрязнение океана нефтью
Увеличение концентрации азота в атмосфере
Перелов водных биоресурсов
Истощение исчерпаемых ресурсов
Проблема ксенобиотиков
Техногенные биогеохимические провинции
Электромагнитное загрязнение окружающей среды
Проблема городских/промышленных отходов (мусора)
Дампинг (сброс отходов в море)
Перенаселение
и др…
Партия «Зелёных» оценивает возможность существования
человечества в сегодняшних условиях загрязнения
окружающей среды по самым оптимистическим прогнозам
40-50 лет.
Дальнейшие перспективы развития биосферы. Два пути:
1 путь - дальнейшее неконтролируемое воздействие на
биосферу, которое приведет к экологической
катастрофе:
- острой
- хронической
в конечном счёте гибели биосферы.
2 путь - ноосфера - сфера разумного регулирования
процессов, происходящих в биосфере.
«Biosphere 2» замкнутая
экологическая
модель.
- Разрабатывали
10 лет (создали в
1984-91 гг.)
- S = 1,27 га.
- V = 203 760 м3.
- Полностью замкнута.
- 3000 видов растений и
животных.
- 7 биомов: дождевой лес,
саванна, пустыня, болото, океан с
коралловым рифом, интенсивное
сельское хозяйство, апартаменты
людей.
= 150 млн. $.
26.09.1991 г. 8 добровольцев вошли в эту сферу.
«Biosphere 2» замкнутая
экологическая
модель.
26.09.1991 г. вошли.
26.09.1993 г. вышли.
- Через 15 месяцев
уровень кислорода
упал до критического и
кислород пришлось
экстренно нагнетать
извне.
- Через некоторое время стало не
хватать пищи.
- Вымерло 18 из 25 позвоночных,
- Вымерло большинство насекомых, в
частности все опылители.
- Возникли серьёзные проблемы с
загрязнением воды и воздуха, с
контролем температуры.
"Отрицательный результат – это тоже результат".
«Biosphere 2» замкнутая
экологическая
модель.
Вывод: Истинная ситуация в
биосфере нам неизвестна и
последствия мы просчитать
не можем!!!
"Отрицательный результат – это тоже результат".
VI. Ноосфера ???
Сделаны лишь первые шаги:
Созданы международные организации при ООН - ЮНЕСКО
и ЮНЕП, координирующие и направляющие усилия
разных стран в этом направлении.
Запрещены испытания ядерного оружия в атмосфере и
гидросфере.
Приняты соглашения по очистке Мирового океана от
нефти.
Приняты ограничения выброса многих химических
веществ во внешнюю среду. Пр.: Монреальский протокол –
фреоны. Киотский протокол - СО2. Ограничение выбросов
серы, азота и др.
Соглашения по охране исчезающих животных.
Созданы национальные парки, заказники, биосферные
заповедники.
Объявлен "Всемирный день охраны окружающей среды" –
5 июня.
и др. …
Спасибо за внимание!
Документ
Категория
Презентации по биологии
Просмотров
197
Размер файла
4 452 Кб
Теги
1/--страниц
Пожаловаться на содержимое документа