Биосфе́ра (от греч. βιος жизнь и σφα ρα сфера, шар) оболочка Земли, заселённая живыми организмами, находящаяся под их воздействием и занятая продуктами. - презентация

1

2 Биосфе́ра (от греч. βιος жизнь и σφα ρα сфера, шар) оболочка Земли, заселённая живыми организмами, находящаяся под их воздействием и занятая продуктами их жизнедеятельности; «пленка жизни»; глобальная экосистема Земли. Биосфе́ра (от греч. βιος жизнь и σφα ρα сфера, шар) оболочка Земли, заселённая живыми организмами, находящаяся под их воздействием и занятая продуктами их жизнедеятельности; «пленка жизни»; глобальная экосистема Земли.греч.Землиэкосистемагреч.Землиэкосистема

3 Термин «биосфера» был введён в биологии Жаном-Батистом Ламарком в начале XIX в., Термин «биосфера» был введён в биологии Жаном-Батистом Ламарком в начале XIX в.,Жаном-Батистом Ламарком Жаном-Батистом Ламарком а в геологии предложен австрийским геологом Эдуардом Зюссом в 1875 году.геологии Эдуардом Зюссом 1875 году

4 Целостное учение о биосфере создал русский биогеохимии и философ В. И. Вернадский. Он впервые отвёл живым организмам роль главнейшей преобразующей силы планеты Земля, учитывая их деятельность не только в настоящее время, но и в прошлом.В. И. Вернадский

5 Существует и другое, более широкое определение: Биосфера область распространения жизни на космическом теле. При том что существование жизни на других космических объектах, помимо Земли пока неизвестно, считается что биосфера может распространяться на них в более скрытых областях, например, в литосферных полостях или в подлёдных океанах. Так, например, рассматривается возможность существования жизни в океане спутника Юпитера Европа.жизни на других космических объектах Юпитера Европа спутник Юпитера Юпитера

6 Местоположение биосферы Биосфера располагается на пересечении верхней части литосферы, нижней части атмосферы и занимает всю гидросферу. Биосфера располагается на пересечении верхней части литосферы, нижней части атмосферы и занимает всю гидросферу. литосферы атмосферы гидросферу литосферы атмосферы гидросферу атмосфера гидросфера.

7 Границы биосферы Верхняя граница в атмосфере: 15÷20 км. Она определяется озоновым слоем, задерживающим коротковолновое УФ- излучение, губительное для живых организмов. Верхняя граница в атмосфере: 15÷20 км. Она определяется озоновым слоем, задерживающим коротковолновое УФ- излучение, губительное для живых организмов.атмосфере км озоновым слоемУФ- излучениеатмосфере км озоновым слоемУФ- излучение Нижняя граница в литосфере: 3,5÷7,5 км. Она определяется температурой перехода воды в пар и температурой денатурации белков, однако в основном распространение живых организмов ограничивается вглубь несколькими метрами. Нижняя граница в литосфере: 3,5÷7,5 км. Она определяется температурой перехода воды в пар и температурой денатурации белков, однако в основном распространение живых организмов ограничивается вглубь несколькими метрами.литосфере денатурации белковлитосфере денатурации белков Нижняя граница в гидросфере: 10÷11 км. Она определяется дном Мирового Океана, включая донные отложения. Нижняя граница в гидросфере: 10÷11 км. Она определяется дном Мирового Океана, включая донные отложения.гидросфере донные отложениягидросфере донные отложения

8 Состав биосферы 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 106 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. Живое вещество 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. Биогенное вещество нефти Косное вещество в образовании которого жизнь не участвует; твердое, жидкое и газообразное. Косное вещество 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. Биокосное вещество почва ил Вещество, находящееся в радиоактивном распаде. Рассеянные атомы, непрерывно создающиеся из всякого рода земного вещества под влиянием космических излучений. Вещество космического происхождения. почва

9 Будущее биосферы С течением времени биосфера становится всё более неустойчивой. Существует несколько трагичных для человечества преждевременных изменений состояния биосферы, некоторые из них связаны с деятельностью человечества. С течением времени биосфера становится всё более неустойчивой. Существует несколько трагичных для человечества преждевременных изменений состояния биосферы, некоторые из них связаны с деятельностью человечества. Некоторые философы, например, Дэвид Пирс выступают за модификацию биосферы с целью избавления от страданий всех живых существ и создание в буквальном смысле рая на земле Некоторые философы, например, Дэвид Пирс выступают за модификацию биосферы с целью избавления от страданий всех живых существ и создание в буквальном смысле рая на земле

10 Основные свойства биосферы 1. Биосфера - централизованная система. Центральным звеном биосферы является живое вещество, что подтверждается его свойствами и функциями. 1. Биосфера - централизованная система. Центральным звеном биосферы является живое вещество, что подтверждается его свойствами и функциями. 2. Биосфера - открытая система. Ее существование невозможно без поступления энергии извне. 2. Биосфера - открытая система. Ее существование невозможно без поступления энергии извне. 3. Биосфера - саморегулирующаяся система, характеризующаяся гомеостазом. Гомеостаз биосферы, как и экосистемы, подчиняется принципу Ле Шателье- Брауна: Если на систему действуют силы, выводящие ее из состояния устойчивого равновесия, то равновесие смещается в том направлении, при котором эффект этого воздействия ослабляется. 3. Биосфера - саморегулирующаяся система, характеризующаяся гомеостазом. Гомеостаз биосферы, как и экосистемы, подчиняется принципу Ле Шателье- Брауна: Если на систему действуют силы, выводящие ее из состояния устойчивого равновесия, то равновесие смещается в том направлении, при котором эффект этого воздействия ослабляется.гомеостазом 4. Биосфера - это система, характеризующаяся большим разнообразием, которое обусловлено: 4. Биосфера - это система, характеризующаяся большим разнообразием, которое обусловлено: разными средами жизни разными средами жизни разнообразием природных зон разнообразием природных зон наличие регионов, сильно отличающихся от большинства других химическим составом литосферы наличие регионов, сильно отличающихся от большинства других химическим составом литосферы объединение в рамках биосферы большого количества элементарных экосистем со свойственным им видовым разнообразием. объединение в рамках биосферы большого количества элементарных экосистем со свойственным им видовым разнообразием. Для биосферы, как для глобальной экосистемы, применим закон Эшби. Для биосферы, как для глобальной экосистемы, применим закон Эшби.закон Эшбизакон Эшби 5. Наличие механизмов, обеспечивающих круговорот веществ и связанную с ним неисчерпаемость отдельных химических элементов и их соединений. 5. Наличие механизмов, обеспечивающих круговорот веществ и связанную с ним неисчерпаемость отдельных химических элементов и их соединений.

11 Проблемы биосферы. Проблемы биосферы связаны с нынешним состоянием окружающей среды. Впрочем, как и все остальные экологические проблемы. И состояние окружающей среды все больше изменяется в худшую сторону, что влечет за собой увеличение в объеме уже существующих проблем и возникновение новых, к решению которых человечество еще не готово, так как еще не разработаны пути решения старых проблем, а появляются все новые (в геометрической прогрессии, как и все остальное в последнее время). К биосфере относится все, что живет, дышит, растет и питается (кроме человека, который выделился из животного мира). Ресурсы дикой природы дают человеку всевозможные экономические выгоды, они служат источниками пищи, топлива, бумаги, ткани, кожи, лекарств и всего остального, что использует человек в своей деятельности. Кроме того, многие дикие виды имеют еще и эстетическую ценность и создают условия для отдыха. Однако их наибольшим вкладом является поддержание здоровья и целостности экосистем мира. Многие люди считают, что природу необходимо охранять только из-за ее реальной или потенциальной пользы для людей, - этот подход называют антропоцентрическим (с человеком в центре) взглядом на мир. Некоторые люди придерживаются биоцентрического мировоззрения и убеждены, что недостойно человека ускорять исчезновение каких-либо видов, так как человек не более важен, чем другие виды на земле. У человека нет превосходства над другими видами, ибо все есть суета сует - считают они. Другие придерживаются эгоцентрического (центр-экосистема) взгляда и полагают, что оправданы только те действия, которые направлены на поддержание систем жизнеобеспечения земли. Огромная проблема в настоящее время - это борьба с загрязнением окружающей среды. С катастрофической быстротой огромные массы вредных для природы веществ загрязняют биосферу. Важная задача всего человечества принять необходимые меры по сдерживанию этого процесса.

12 Загрязнение атмосферы Атмосферный воздух является самой важной жизнеобеспечивающей природной средой и представляет собой смесь газов и аэрозолей приземного слоя атмосферы, сложившуюся в ходе эволюции Земли, деятельности человека и находящуюся за пределами жилых, производственных и иных помещений именно поэтому этой проблеме уделено больше внимания. Результаты экологических исследований, как в России, так и за рубежом однозначно свидетельствуют о том, что загрязнение приземной атмосферы - самый мощный, постоянно действующий фактор воздействия на человека, пищевую цепь и окружающую среду. Атмосферный воздух имеет неограниченную емкость и играет роль наиболее подвижного, химически агрессивного и всепроницающего агента взаимодействия вблизи поверхности компонентов биосферы, гидросферы и литосферы. В последние годы получены данные о существенной роли для сохранения биосферы озонового слоя атмосферы, поглощающего губительное для живых организмов ультрафиолетовое излучение Солнца и формирующего на высотах около 40 км тепловой барьер, предохраняющий охлаждение земной поверхности. Воздух жилищ и рабочих зон имеет большое значение из-за того, что человек проводит здесь значительную часть времени.

13 Загрязнение водных ресурсов Вода - одна из наиболее важных жизнеобеспечивающих природных сред, образовавшихся в результате эволюции Земли. Она является составной частью биосферы и обладает целым рядом аномальных свойств, влияющих на протекающие в экосистемах физико- химические и биологические процессы. К таким свойствам относятся очень высокие и максимальные среда жидкостей теплоемкость, теплота плавления и теплота испарения, поверхностное натяжение, растворяющая способность и диэлектрическая проницаемость, прозрачность. Кроме того, для воды характерны повышенная миграционная способность, имеющая важное значение для ее взаимодействия с сопредельными природными средами. Вышеуказанные свойства воды определяют потенциальную возмож ность накопления в ней очень высоких количеств самых разнообразных загрязняющих веществ, в том числе патогенных микроорганизмов. В связи с непрерывно возрастающим загрязнением поверхностных вод подземные воды становятся практически единственным источником хозяйственно- питьевого водоснабжения населения. Поэтому их охрана от загрязнения и истощения, рациональное использование имеют стра тегическое значение.

14 Наиболее важными антропогенными процессами загрязнения воды являются стоки с промышленно-урбанизированных и сельскохозяйственных территорий, выпадение с атмосферными осадками продуктов антропогенной деятельности. Эта процессы загрязняют не только поверхностные воды (бессточные водоемы и внутренние моря, водотоки), но и подземную гидросферу (артезианские бассейны, гидрогеологические массивы), Мировой океан (в особенности акватории и шельфы). Па континентах наибольшему воздействию подвергаются верхние водоносные горизонты (грунтовые и напорные), которые используются для хозяйственно-питьевого водоснабжения (см. приложение 3). Аварии нефтеналивных танкеров, нефтепроводов могут быть суще ственным фактором резкого ухудшения экологической обстановки на морских побережьях и акваториях, во внутриконтинентальных водных системах. Отмечается тенденция увеличения этих аварий в последнее де сятилетие. Па территории Российской Федерации проблема загрязнения по верхностных и подземных вод соединениями азота становится все более актуальной. Эколого-геохимическое картирование центральных областей Европейской России показало, что поверхностные и грунтовые воды этой территории во многих случаях характеризуются высокими концентрациями нитратов и нитритов. Режимные же наблюдения свидетельствуют об увеличении этих концентраций во времени.

15 Гибель и вырубка лесов Одна из причин гибели лесов во многих регионах мира кислотные дожди, главными виновниками которых являются электростанции. Выбросы двуокиси серы и перенос их на большие расстояния приводят к выпадению таких дождей далеко от источников выбросов. В Австрии, на востоке Канады, в Нидерландах и Швеции более 60 % серы, выпадающей на их территории, приходятся на внешние источники, а в Норвегии даже 75 %. Другими примерами переноса кислот на большие расстояния являются выпадение кислотных дождей на таких отдаленных островах в Атлантическом океане, как Бермудские, и кислотного снега в Арктике. За последние 20 лет ( ) мир потерял почти 200 миллионов гектаров лесных массивов, что равно площади США восточнее Миссисипи. Особенно большую экологическую угрозу представляет истощение тропических лесов - легких планеты и основного источника биологического разнообразия планеты. Там ежегодно вырубается или сжигается примерно 200 тысяч квадратных километров, а значит, исчезает 100 тысяч видов растений и животных. Особо быстро этот процесс идет в самых богатых тропическими лесами регионах Амазонии и Индонезии. Британский эколог Н. Мейерс пришел к выводу, что десять небольших областей в тропиках содержат, по крайней мере, 27 % всего видового состава этого класса растительных формаций, позднее этот список был расширен до 15 горячих точек тропических лесов, которые должны быть сохранены, во что бы то ни стало. В развитых странах кислотные дожди вызывали повреждение значительной части леса: в Чехословакии 71 %, в Греции и Великобритании 64 %, в ФРГ 52 %. Современная ситуация с лесами очень различна по континентам. Если в Европе и Азии лесопокрытые площади за годы несколько увеличились, то в Австралии за один год они сократились на 2,6 %, Еще большая деградация лесов идет в отдельных странах: в Кот-Д, Ивуар за год лесные площади уменьшились на 5,4 %, в Таиланде на 4,3 %, в Парагвае на 3,4 %.

16 Переработки промышленных отходов Сегодня в среднем на каждого жителя планеты в год добывается около 20 т. сырья, которое е использованием 800 т. воды и 2.5 к Вт энергии перерабатывается в продукты потребления и примерно % идет в отходы (см. приложение 1). При этом доля бытовых отходов на одного человека не превышает 0,3-0,6 т. в год. Остальное составляют промышленные отходы. По масштабам извлекаемого и перерабатываемого сырья Гт/год хозяйственная деятельность человека приблизилась к деятельности биоты Гт/год и превзошла вулканическую деятельность планеты - 10 Гт/год. При этом расточительность использования сырья и энергии в хозяйственной деятельности человека превышает всякие разумные пределы. И если в развитых странах сельскохозяйственные отходы утилизируются на 90 %, корпуса автомашин па 98 %, отработанные масла на 90 %. то значительная часть промышленных и строительных отходов, отходов горнодобывающих и металлургических производств практически полностью не утилизируются. Человечество преуспело в создании орудий производств и технологий уничтожения себе подобных и практически не занималось созданием промышленности по переработке отходов своей деятельности. В результате помимо ежегодного прироста объема переработанных промышленных отходов, в том числе токсичных, во всем мире существуют и старые захоронения (свалки), число которых в промышленно - развитых странах исчисляется десятками и сотнями тысяч, а величины объемов отходов достигают сотен миллиардов тонн. Таким образом, если говорить о реабилитации окружающей среды, имея ввиду планомерную переработку отходов (в первую очередь особо опасных), то потребуются затраты в десятки и сотни миллиардов долларов в год на протяжении десятилетий.