Состав и границы биосферы. Эволюция атмосферы. Кризисные явления в атмосфере

По В. И. Вернадскому, вещество биосферы состоит из семи разнообразных, но геологически взаимосвязанных частей:

1. Живое вещество - вся совокупность тел живых организмов, населяющих Землю, физико-химически едина, вне зависимости от их систематической принадлежности. Масса живого вещества сравнительно мала и оценивается величиной 2,4-3,6×1012 т (в сухом весе) и составляет менее 10−6 массы других оболочек Земли. Но это одна «из самых могущественных геохимических сил нашей планеты», поскольку живое вещество не просто населяет биосферу, а преобразует облик Земли. Живое вещество распределено в пределах биосферы очень неравномерно.

2. Биогенное вещество - вещество, создаваемое и перерабатываемое живым веществом. На протяжении органической эволюции живые организмы тысячекратно пропустили через свои органы, ткани, клетки, кровь всю атмосферу, весь объём мирового океана, огромную массу минеральных веществ. Эту геологическую роль живого вещества можно представить себе по месторождениям угля, нефти, карбонатных пород и т. д.

3. Косное вещество - продукты, образующиеся без участия живых организмов.

4. Биокосное вещество, которое создается одновременно живыми организмами и косными процессами, представляя динамически равновесные системы тех и других. Таковы почва, ил, кора выветривания и т. д. Организмы в них играют ведущую роль.

5. Вещество, находящееся в радиоактивном распаде.

6. Рассеянные атомы, непрерывно создающиеся из всякого рода земного вещества под влиянием космических излучений.

7. Вещество космического происхождения.

Все живые организмы в совокупности образуют биомассу планеты, которая составляет около 0,01% массы земной коры. Однако, несмотря на незначительную общую массу, роль живых организмов в биосфере огромна.

Биосфера располагается на пересечении верхней части литосферы, нижней части атмосферы и занимает почти всю гидросферу.

Границы биосферы



Эволюция атмосферы

В догеологическое время, в фазу расплавления внешней сферы земного шара, огромные массы выделявшихся газов образовали первичную атмосферу Земли. Основными компонентами выделявшихся из недр Земли газов были углекислый газ и водяной пар. Состав первичной атмосферы Земли, образовавшейся за счет выделения газов и воды при расплавлении планетного вещества, был сходен по составу с компонентами вулканических извержений современности. Газы, выделяющиеся из современных вулканов, содержат преимущественно водяной пар. В составе газов базальтовых лав, например, гавайских вулканов с температурами до 1200° С водяной пар составляет 70-80% по объему. Вторым по значению компонентом, составляющим атмосферу, является углекислый газ. В газах из вулканических лав СО2 содержится от 6 до 15%. Атмосфера того времени состояла главным образом из водяного пара с существенной примесью углекислого газа. В фазу расплавления внешней сферы земного шара практически вся гидросфера находилась в составе атмосферы. В эту фазу выделившийся водяной пар, охлаждаясь на большой высоте, образовывал густой облачный покров и интенсивные дождевые осадки. Однако падающие из облаков капли воды на некоторой высоте над поверхностью планеты, где температура воздуха была выше 100° С, превращались в пар, который снова поднимался вверх. Над раскаленной поверхностью Земли функционировал своеобразный круговорот воды: пар - дождевые осадки - пар, т. е. мощный парниковый эффект, аналогично наблюдаемый ныне на Венере. Круговорот воды в природе, локализованный в первичной атмосфере Земли вблизи температурного уровня 100° С, практически не оказывал влияния на общий ход эволюции планеты и на развитие ее поверхности. Но это были предпосылки могучего круговорота воды на Земле, который сформировался позже и имел огромное влияние на развитие природной среды и планеты в целом. После охлаждения земной поверхности до температуры ниже 100° С произошел переход атмосферного водяного пара в жидкую воду. На сухой и очень горячей, тогда, земной поверхности образовался сток, речная сеть и возникли водоемы. Земная поверхность стала сильно обводненной и начала подвергаться интенсивному воздействию водных потоков. Этот этап и явился началом геологической истории.



Изменения температурных условий на Земле, а вслед за этим и всей природной обстановки не могли не отразиться и на атмосфере. Изъятие из атмосферы огромного количества воды и образование поверхностного стока и водоемов оказали огромное влияние на состав и эволюцию воздушной среды. Из водной атмосферы она превратилась в основном в углекислую, в которой водяной пар из господствующего компонента превратился во второстепенный.

Образование на земной поверхности крупных водоемов оказало воздействие на дальнейшую эволюцию атмосферы, в которой началось быстрое уменьшение содержания углекислого газа. СО2 легко растворяется в воде, и основная его часть была поглощена ею. Во много раз уменьшилось и давление атмосферы. Природные условия на Земле резко изменились. Природная среда на нашей планете стала непохожей на ту, что была у нее в ранние фазы истории.

Дальнейшая эволюция атмосферы связана главным образом, с появлением и развитием органического мира, прежде всего растительности.

Кризисные явления в атмосфере

В настоящее время экологическая обстановка в мире неблагоприятна для человека. Кризисные процессы наблюдаются во всех компонентах биосферы по всей планете. Глобальной проблемой является загрязнение атмосферного воздуха. По данным ВОЗ, от последствий атмосферного загрязнения умирает до 7 миллионов человек в год. По данным ВОЗ, именно загрязнение атмосферы является главным фактором возникновения онкологических заболеваний. Основные причины атмосферного загрязнения - это выбросы промышленных предприятий и транспорт. Свой вклад в загрязнение вносят и бытовые выбросы от сжигания топлива в жилище. Атмосферный воздух загрязняется механическими, химическими и радиоактивными загрязнителями. К механическим загрязнителям относятся пыль и сажа. Химические загрязнители - это химические вещества, в основном, газообразные. Радиоактивные загрязнители - это химические вещества, дающие радиоактивное излучение. Наиболее распространенные загрязняющие вещества, выбрасываемые в атмосферу - это оксиды азота, оксиды углерода, пыль, аммиак, радиоактивные вещества, диоксид серы, озон, свинец, углеводороды, тяжелые металлы, пыль. Углекислый газ, выбрасываемый в атмосферу, участвует в образовании парникового эффекта, ведущего к глобальным изменениям климата, таянию ледников и нарушению экосистемы всей планеты. Диоксид серы приводит к выпадению кислотный дождей. Все загрязнители атмосферы оказывают крайне негативное влияние на здоровье человека, приводя к заболеваниям дыхательной системы, онкологическим и другим заболеваниям.

Парниковый эффект - это повышение температуры нижних слоев атмосферы. Парниковый эффект усиливается из-за увеличения концентрации углекислого газа в воздухе. Выбросы промышленных предприятий, сжигание углеродосодержащего топлива (уголь, нефть, газ), выхлопы автотранспорта, работа теплоэлектростанций, использование химических удобрений в сельском хозяйстве ведут к повышению содержания углекислого газа в воздухе. Вырубка лесов снижает поглощение углекислого газа деревьями. В результате климат планеты становится более теплым. Климатические изменения происходят достаточно медленно и практически незаметны человеку, но при этом они несут в себе множество опасностей: засухи, таяние ледников. Таяние ледников, в свою очередь, приводит к увеличению уровня Мирового океана, что в перспективе приведет к затоплению больших территорий, в том числе населенных людьми. Во всем мире принимается ряд мер по снижению концентрации углекислого газа в атмосфере: проводится очистка выбросов в атмосферу с помощью очистных сооружений, а также высадка деревьев, поглощающих углекислый газ. Однако пока рост концентрации углекислого газа в атмосфере остановить не удается. Каждый год температура нижних слоев атмосферы возрастает на 1-2 градуса.

Озоновая дыра - это падение концентрации озона на некоторых участках озонового слоя Земли. Впервые озоновая дыра была обнаружена в 1985 году над Антарктидой. Озоновые дыры приводят к значительному усилению ультрафиолетового излучения, что, в свою очередь, негативно влияет на здоровье людей и животных, приводя к онкологическим заболеваниям. Разрушение озонового слоя происходит под воздействием азотсодержащих загрязняющих веществ, выбрасываемых химической, нефтехимической, лесохимической, целлюлозно-бумажной промышленностью, автомобильным и воздушным транспортом. Помимо азотсодержащих соединений, в разрушение озонового слоя вносят свой вклад другие органические и неорганические вещества, в частности, фреоны. Стоит отметить, что разрушение озонового слоя вызывается не только антропогенными, но и естественными причинами, поскольку разрушающие озон вещества выделяются не только промышленностью, но и земной корой, вулканами, поверхностью Мирового океана, геотермальными источниками. Тем не менее, возрастающее антропогенное воздействие значительно усугубляет проблему озоновых дыр.

Выбросы больших объемов диоксида серы и оксидов азота приводят к возникновению кислотных дождей. Оксиды азота и серы вступают в химическую реакцию с водой, содержащейся в атмосфере, в результате выпадающие осадки имеют повышенный уровень кислотности. Проблема кислотных дождей актуальна для всего мира, в том числе США и Европы. Последствия кислотных дождей:

1. Повышение кислотности воды в водоемах, приводящее к ухудшению их состояния и деградации экосистемы:

· Вымирание животных и растений, населяющих водоем.

· Заболачивание, избыточное образование ила.

· Повышение концентрации токсичных веществ в водоеме.

2. Деградация лесов. Кислотные дожди негативно влияют на деревья, особенно хвойных пород (так как у хвойных нет ежегодного обновления листвы).

3. Снижение урожайности сельскохозяйственных угодий из-за непосредственного воздействия кислотных осадков на растения, а также из-за минерализации почвы.

4. Ущерб культурно-историческим ценностям (архитектурным объектам, памятникам).

5. Ущерб здоровью населения. Кислотные дожди вызывают заболевания дыхательной системы.


6521156603387134.html
6521207976909499.html
    PR.RU™