Тема № 3. Структура биосферы. Антропогенное воздействие на биосферу

Вопросы

1. Структура биосферы и ее пределы.

2. Загрязнение окружающей среды.

3. Атмосфера, ее состав и структура.

4. Антропогенное воздействие на атмосферу.

5. Гидросфера, ее состав и структура.

6. Загрязнение водной среды.

7. Литосфера, ее состав и структура.

8. Разрушение почвенного покрова.

9. Наземно-воздушная среда как среда жизни, организм как среда жизни.

Цель: изучение строения геосфер (атмосфера, гидросфера, литосфера) и возможных путей поступления в них загрязняющих веществ.

1. Структура биосферы и ее пределы

В глубь Земли живые организмы проникают на небольшое расстояние. В литосфере жизнь ограничивает температура горных пород и подземных вод, которая постепенно возрастает с глубиной и на уровне 1,5 – 15 км превышает 100 ⁰С. Наибольшая глубина, на которой в породах земной коры были обнаружены живые бактерии, составляет 4 км. В нефтяных месторождениях на глубине 2 – 2,5 км бактерии регистрируются в значительном количестве. В океане жизнь распространена до более значительных глубин и встречается даже на дне океанических впадин в 10 – 11 км от поверхности.

Верхняя граница жизни в атмосфере определяется уровнем уф-радиации. На высоте 25 – 30 км большую часть ультрафиолетового излучения Солнца поглощает находящийся здесь относительно тонкий слой озона – озоновый экран. Если живые организмы поднимаются выше защитного слоя озона, они погибают. Атмосфера над поверхностью Земли насыщена многообразными живы­ми организмами, которые передвигаются в воздухе активным или пассивным способом. Споры бактерий и грибов обнаруживают до высоты 20 – 22 км, но основная часть аэропланктона сосредоточена в слое до 1 – 1,5 км. В горах граница распространения наземной жизни около 6 км над уровнем моря.

Концентрация и активность жизни особенно велика у поверхности нашей Земли. Водоемы заселены по всей толще со сгущениями у поверхности и у дна. Выделяются своим богатством прибрежные и мелководные участки. На суше более 99% живого вещества, или биомассы, сосредоточено в слое на несколько метров вглубь и на несколько десятков метров (высокие деревья) вверх от поверхности. Следовательно, жизнь сосредоточена в тончайшей пленке планеты, где и протекают главные процессы взаимодействия жи­вой и неживой (косной) природы. Этот тонкий деятельный слой нередко называют биогеосферой, биогеоценотическкм покровом, ландшафтной оболочкой. Места наибольшей концентрации организмов в биосфере В.И. Вернадский назвал «пленками жизни».

2. Загрязнение окружающей среды. Виды природного и антропогенного загрязнения

Загрязнение окружающей среды – это любое внесение в ту или иную экологическую систему (биогеоценоз) не свойственных ей живых или неживых компонентов, физических или структурных изменений, прерывающих или нарушающих процессы круговорота и обмена веществ, потоки энергии и информации с непременными последствиями в форме снижения продуктивности или разрушения данной экосистемы. Выделяют следующие виды загрязнения:

1. естественные (природные) – извержения вулканов, пыльные бури, лесные и степные пожары;

2. искусственные (антропогенные) – теплоэнергетика, транспорт, химическая промышленность, металлургия и т.д.

3. Атмосфера, ее состав и структура

Атмосфера (от греч. athmos – пар, sphaira – шар) смесь газов: азота 78,084%, кислорода 20,95%, аргона 0,93%, другие инертные газы 0,01%, углекислого газа 0,020 – 0,036%, водяные пары менее 1%.

Слои атмосферы:

1. Тропосфера: на полюсах 8 – 10 км, на экваторе 15 – 18 км, средние широты 10 – 12 км. Значения температур колеблются от +70⁰С до -70⁰С, температурный градиент составляет 0,6⁰С на каждые 100 метров (понижение температуры). В этом слое сосредоточено 80% атмосферного воздуха.

2. Стратосфера: верхняя граница 55 км. Значения температур колеблются от +70⁰С до -10⁰С, температурный градиент составляет 0,1 – 0,2⁰С на каждые 100 метров (повышение температуры). В этом слое сосредоточено около 20% атмосферного воздуха. Максимальная концентрация озона на высоте 25 – 35 км

3. Мезосфера: верхняя граница 80 км. Значения температур колеблются от -10⁰С до +70⁰С

4. Термосфера: верхняя граница 800 км. Значения температур колеблются от +70⁰С до +1500⁰С

5. Экзосфера: свыше 800 км от поверхности Земли. Значения температур колеблются от +1500⁰С до +2000⁰С.