Лекция: Экология
Лекции по экологии
Природная среда
Атмосфера
Литосфера
Гидросфера
Природные ресурсы
Биосфера
Общие свойства биосферы
Состав и функционирование биосферы
Проблема происхождения жизни на Земле
Эволюция биосферы. Часть 1
Эволюция биосферы. Часть 2
Эволюция биосферы. Часть 3
Экологические катастрофы
Эволюция или катастрофа!
Изменения магнитного поля Земли
Вспышки сверхновых звёзд
Метеоритные взрывы
Ураганы и наводнения
Землятресения и вулканические извержения
Экологические катастрофы, вызванные человеком
Основные экологические понятия и термины
Часть 1
Часть 2
Часть 3
Основные экологические законы
Часть 1
Часть 2
Природная среда
Характеризуя природную среду Земли с экологической точки зрения, эколог на
первое место всегда может ставить освещения типов и особенностей существующих
в нем взаимосвязей между всеми природными процессами и явлениями (данного
объекта, района, ландшафта или региона), а также характера влияния на такие
процессы человеческой деятельности. При этом очень важно использовать
современные методы изучения взаимосвязей между населением, хозяйством и
окружающей средой, уделять особое внимание причинам и следствиям
возникновение так называемых цепных реакций в природе. Важно также
придерживаться нового принципа — комплексной оценки экологических ситуаций на
основе построения цепей причинно-следственных связей на разных стадиях
прогноза с привлечением к решению проблемы представителей разных областей
знаний, прежде всего — географов, геологов, биологов, экономистов, медиков,
юристов.
Поэтому, изучая особенности основных составных природной среды, необходимо
помнить, что все они тесно связаны между собою, зависят одно от одного и
чувствительно реагируют на любые изменения, а окружающая среда - это сильное
сложная, многофункциональная, извечное сбалансированная единая система,
которая живое и постоянно самовосстанавливается благодаря своим особым
законам обмена веществ и энергии. Эта система развивалась и функционировала
мільйони лет, но человек на современном этапе своей деятельностью настолько
разбалансировал природные связи всей глобальной экосистемы, что она начала
активно деградировать, теряя способность самовосстанавливаться.
Таким образом, природная среда - это мегаекзосфера постоянных взаимодействий
и взаимопроникновения элементов и процессов четверых ее составных экзосфер
(приповерхностных оболочек): атмосферы, литосферы, гидросферы и биосферы- под
влиянием экзогенных (в частности космических) и эндогенных факторов и
деятельности человека. Любая из экзосфер имеет свои составные элементы,
структуру и особенности. Три из них - атмосфера, литосфера и гидросфера -
образованные безжизненными веществами и есть ареалом функционирования живого
вещества - биоты - главного компонента четвертой составной окружающей среды -
биосферы.
Атмосфера
Атмосфера есть внешней газовой оболочкой Земли, которая достигает от ее
поверхности в космическое пространство приблизительно на 3000 км. История
возникновения и развития атмосферы довольно сложная и продолжительная, она
насчитывает близко 3 млрд лет. За этот период состав и свойства атмосферы
неоднократно изменялись, но на протяжении последних 50 млн лет, как считают
ученые, они стабилизировались.
Масса современной атмосферы составляет приблизительно одну миллионную часть
массы Земли. С высотой резко уменьшаются плотность и давление атмосферы, а
температура изменяется неравномерно и сложно. Изменение температуры в
границах атмосферы на разных высотах поясняется неодинаковым поглощением
солнечной энергии газами. Наиинтенсивнее тепловые процессы происходят в
тропосфере, причем атмосфера нагревается снизу, от поверхности океана и суши.
Следует отметить, что атмосфера имеет очень большое экологическое значение.
Она защищает все живые организмы Земли от губительного влияния космических
излучений и ударов метеоритов, регулирует сезонные температурные колебания,
уравновешивает и выравнивает суточные. Если бы атмосферы не существовало, то
колебание суточной температуры на Земле достигло бы ±200 °С. Атмосфера есть
не только животворным «буфером» между космосом и поверхностью нашей планеты,
носителем тепла и влаги, через нее происходят также фотосинтез и обмен
энергии — главные процессы биосферы. Атмосфера влияет на характер и динамику
всех экзогенных процессов, которые происходят в литосфере (физическое и
химическое выветривания, деятельность ветра, природных вод, мерзлоты,
ледников).
Развитие гидросферы также в значительной мере зависел от атмосферы из-за
того, что водный баланс и режим поверхностных и подземных бассейнов и
акваторий формировались под влиянием режима осадков и испарений. Процессы
гидросферы и атмосферы тесно связанные между собою.
Одной из главнейших составных атмосферы есть водный пар, который имеет
большую пространственно-временную изменяемость и сосредоточенный
преимущественно в тропосфере. Важной изменчивой составной атмосферы есть
также углекислый газ, изменчивость содержания которого связанна с
жизнедеятельностью растений, его растворимостью в морской воде и
деятельностью человека (промышленные и транспортные выбросы). В последнее
время все более большую роль в атмосфере сыграют аэрозольные пылеватые
частицы - продукты человеческой деятельности, которые можно обнаружить не
только в тропосфере, но и на больших высотах (щоправда, в мизерных
концентрациях). Физические процессы, которые происходят в тропосфере,
оказывают большое влияние на климатические условия разных районов Земли.
Литосфера
Литосфера — внешняя твердая оболочка Земли, которая включает всю земную кору
с частью верхней мантии Земли и состоит из осадочных, изверженных и
метаморфических пород. Нижняя граница литосферы нечеткая и определяется
резким уменьшением вязкости пород, изменением скорости распространение
сейсмических волн и увеличением электропроводности пород. Толщина литосферы
на континентах и под океанами различается и составляет в среднем
соответственно 25— 200 и 5—100км.
Рассмотрим в общем виде геологическое строение Земли. Третья за отдаленностью
от Солнца планета — Земля имеет радиус 6370 км, среднюю плотность— 5,5 г/см3
и состоит из трех оболочек — коры, мантии и ядра. Мантия и ядро делятся на
внутренние и внешние части.
Земная кора - тонкая верхняя оболочка Земли, которая имеет толщину на
континентах 40-80 км, под океанами — 5-10 км и составляет всего около 1 %
массы Земли. Восемь элементов — кислород, кремний, водород, алюминий, железо,
магний, кальций, натрий — образовывают 99,5 % земной коры. На континентах
кора трехслойная: осадочные породы укрывают гранитные, а гранитные залегают
на базальтовых. Под океанами кора «океанического», двухслойного типа;
осадочные породы залегают просто на базальтах, гранитного пласта нет.
Различают также переходный тип земной коры (островно-дуговые зоны на окраинах
океанов и некоторые участки на материках, например Черное море). Наибольшую
толщину земная кора имеет в горных районах (под Гималаями - свыше 75 км),
среднюю — в районах платформ (под Западно-Сибирской низиной — 35-40, в
границах Русской платформы — 30-35), а наименьшую— в центральных районах
океанов (5-7 км). Преобладающая часть земной поверхности — это равнины
континентов и океанического дна. Континенты окружены шельфом- мелководной
полосой глубиной до 200 г и средней шириной близко 80 км, которая после
резкого обрывчастого изгиба дна переходит в континентальный склон (уклон
изменяется от 15-17 до 20-30°). Склоны постепенно выравниваются и переходят в
абиссальные равнины (глубины 3,7-6,0 км). Наибольшие глубины (9-11 км) имеют
океанические желоба, подавляющее большинство которых расположенная на
северной и западной окраинах Тихого океана.
Основная часть литосферы состоит из изверженных магматических пород (95 %),
среди которых на континентах преобладают граниты и гранитоиды, а в океанах-
базальты.
Актуальность экологического изучения литосферы обусловленная тем, что
литосфера есть средой всех минеральных ресурсов, одним из основных объектов
антропогенной деятельности (составных природной среды), через значительные
изменения которого развивается глобальный экологический кризис. В верхней
части континентальной земной коры развиты грунты, значение которых для
человека тяжело переоценить. Грунты - органо-минеральный продукт многолетней
(сотни и тысячи лет) общей деятельности живых организмов, воды, воздуха,
солнечного тепла и света есть одними из важнейших природных ресурсов. В
зависимости от климатических и геолого-географических условий грунты имеют
толщину от 15-25 см до 2-3 м.
Грунты возникли вместе с живым веществом и развивались под влиянием
деятельности растений, животных и микроорганизмов, пока не стали очень ценным
для человека плодородным субстратом. Основная масса организмов и
микроорганизмов литосферы сосредоточенная в грунтах, па глубине не большее
нескольких метров. Современные грунты являются трехфазной системой
(разнозернистые твердые частицы, вода и газы, растворенные в воде, и порах),
которая состоит из смеси минеральных частиц (продукты разрушения горных
пород), органических веществ (продукты жизнедеятельности биоты ее
микроорганизмов и грибов). Грунты играют огромную роль в кругообороте воды,
веществ и углекислого газа.
С разными породами земной коры, как и с ее тектоническими структурами,
связанные разные полезные ископаемые: горючие, металлические, строительные, а
также такие, что есть сырьем для химической и пищевой промышленности.
В границах литосферы периодически происходили и происходят грозные
экологические процессы (сдвиги, сели, обвалы, эрозия), которые имеют огромное
значение для формирования экологических ситуаций в определенном регионе
планеты, а иногда приводят к глобальным экологическим катастрофам.
Глубинные толщи литосферы, которые исследуют геофизическими методами, имеют
довольно сложную и еще недостаточно изученное строение, так же, как мантия и
ядро Земли. Но уже известно, что с глубиной плотность пород возрастает, и
если на поверхности она составляет в среднему 2,3-2,7 г/см3, то на глубине
близко 400 км - 3,5 г/см3, а на глубине 2900 км (граница мантии и внешнего
ядра) - 5,6 г/см3. В центре ядра, где давление достигает 3,5 тыс. т/см2, она
увеличивается до 13-17 г/см3. Установлен также и характер возрастания
глубинной температуры Земли. На глубине 100 км она составляет приблизительно
1300 К, на глубине близко 3000 км —4800, а в центре земного ядра — 6900 К.
Преобладающая часть вещества Земли находится в твердом состоянии, но на
границе земной коры и верхней мантии (глубины 100—150 км) залегает толща
смягченных, тестообразных горных пород. Эта толща (100—150 км) называется
астеносферой. Геофизики считают, что в разреженном состоянии могут находиться
и другие участки Земли (за счет разуплотнения, активного радиораспада пород и
т.п.), в частности - зона внешнего ядра. Внутреннее ядро находится в
металлической фазе, но относительно его вещественного состава единоого мнения
на сегодня нет.
Гидросфера
Гидросфера — это водная сфера нашей планеты, совокупность океанов, морей, вод
континентов, ледниковых покровов. Общий объем природных вод составляет близко
1,39 млрд км3 (1/780 объема планеты). Воды укрывают 71 % поверхности планеты
(361 млн км2).
Вода выполняет четыре очень важных экологических функции:
а) есть важнейшим минеральным сырьем, главным природным ресурсом потребления
(человечество использует ее в тысячу раз большее, чем угля или нефти);
б) есть основным механизмом осуществления взаимосвязей всех процессов в
екосистемах (обмен веществ, тепла, рост биомассы);
в) есть главным агентом-переносчиком глобальных биоэнергетических
экологических циклов;
г) есть основной составной частью всех живых организмов.
Для огромного количества живых организмов, в особенности на ранних этапах
развития биосферы, вода была средой зарождения и развития.
Огромную роль сыграют воды в формировании поверхности Земли, ее ландшафтов, в
развития экзогенных процессов (схилових, карстовых), переносе химических
веществ у глубь Земли и на ее поверхности, транспортировании загрянителей
окружающей среды.
Водяной пар в атмосфере выполняет функцию мощного фильтра солнечной радиации,
а на Земле — нейтрализатора экстремальных температур, регулятора климата.
Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7
|
