Биосфера
<<  Учение о биосфере Учение о биосфере  >>
Учение о биосфере
Учение о биосфере
Термин «биосфера»
Термин «биосфера»
Строение биосферы
Строение биосферы
Строение биосферы
Строение биосферы
Происхождение биосферы
Происхождение биосферы
Эволюция биосферы
Эволюция биосферы
Эволюция биосферы
Эволюция биосферы
Атмосфера
Атмосфера
Атмосфера
Атмосфера
Последствия загрязнения атмосферы
Последствия загрязнения атмосферы
Гидросфера
Гидросфера
Гидросфера
Гидросфера
Литосфера
Литосфера
Живые организмы в геологических процессах
Живые организмы в геологических процессах
Учение о биосфере
Учение о биосфере
Живые организмы в геологических процессах
Живые организмы в геологических процессах
Круговороты элементов: фосфор
Круговороты элементов: фосфор
Эволюция биосферы
Эволюция биосферы
Эволюция биосферы
Эволюция биосферы
Эволюция биосферы
Эволюция биосферы
Учение о биосфере
Учение о биосфере

Презентация: «Учение о биосфере». Автор: user. Файл: «Учение о биосфере.ppt». Размер zip-архива: 1930 КБ.

Учение о биосфере

содержание презентации «Учение о биосфере.ppt»
СлайдТекст
1 Учение о биосфере

Учение о биосфере

Лекция 3

2 Термин «биосфера»

Термин «биосфера»

Термин биосфера был предложен австрийским геологом Э. Зюссом в 1875 г. и вошел в обиход без четкого определения: биосфера – «заполненное жизнью пространство». В.И Вернадский (1926): в книге «Биосфера» представлены основные положения учения о биосфере. Биосфера – одна из геологических оболочек земного шара, глобальная система Земли, в которой геохимические и энергетические превращения определяются суммарной активностью всех живых организмов – живого вещества. «Биосфера — это наружная оболочка Земли, область распространения жизни, включающая в себя все живые организмы, а также всю неживую среду их обитания, при этом между косными природными телами и живыми веществами идет непрерывный материальный и энергетический обмен, выражающийся в движении атомов, вызванном живым веществом. Этот обмен в ходе времени выражается закономерно меняющимся, непрерывно стремящимся к устойчивости равновесием» (В.И. Вернадский). Одна из составных частей этой системы – человечество, которое «… как живое вещество непрерывно связано с материально-энергетическими процессами определенной геологической оболочки Земли – с ее биосферой. Оно не может физически быть от нее независимым ни на одну минуту». Термин «живое» вещество введен Вернадским в противоположность «косному» веществу, то есть все геологическим образованиям, не входящим в состав живых организмов и не созданных ими. Помимо этих видов вещества в составе биосферы В.И. Вернадский выделил также биокосное вещество – комплекс взаимодействующих живого и косного веществ и биогенное – созданное деятельностью живого вещества.

3 Строение биосферы

Строение биосферы

Биосфера, являющаяся частью среды обитания живых организмов, включает верхние горизонты твердой составляющей Земли (литосферу), водное пространство (гидросферу), приземный слой воздуха (тропосфера – до высоты 8-12 км). Верхняя граница биосферы находится на высоте около 85 км над поверхностью Земли (это слой атмосферы, называемый стратосферой). При запусках геофизических ракет в пробах воздуха на этих высотах обнаружены споры микроорганизмов в латентном (спящем) виде, поскольку условия существования слишком жестки.

4 Строение биосферы

Строение биосферы

Нижняя граница биосферы достигает довольно больших глубин литосферы, где температура составляет около сотни градусов Цельсия (для молодых складчатых областей это глубина около 1.5 – 2 км, для кристаллических щитов – 7-8 км). Кроме этого, поскольку многие породы осадочного чехла Земли так или иначе представляют собой продукт жизнедеятельности живых организмов (по В.И. Вернадскому – «былые биосферы», или палеобиосферы), глубина нижней границы биосферы может быть принята равной 10-15 км ниже земной поверхности

5 Происхождение биосферы

Происхождение биосферы

Возникновение и существование жизни на Земле стало возможным благодаря сочетанию нескольких факторов: постоянство светимости Солнца (мощность – 3.9·1020 МВт), что существенно не изменялась на протяжении 4.5 млрд. лет существования Земли; большая масса Земли (6·1023 т), позволяющая удержать весьма плотную атмосферу; большое количество воды на Земле; большую роль играет также орбита Земли: как показал американский ученный М. Харт, если бы расстояние между Землей и Солнцем было на 5% меньшей или на 1% большей, жизнь на планете была бы невозможна. В первом случае температура на поверхности Земли оказалась бы слишком высокой (такие условия есть сейчас на Венере). Во втором случае на планете было бы слишком холодно

6 Эволюция биосферы

Эволюция биосферы

7 Эволюция биосферы

Эволюция биосферы

8 Атмосфера

Атмосфера

Атмосфера – газовая оболочка Земли, граничащая с космическим пространством. Через атмосферу осуществляется обмен веществ Земли с Космосом. Излучение Солнца (кроме жесткого ? излучения) проникает через атмосферу к земной поверхности. Современный газовый состав атмосферы: азот (78,8%), кислород (20,95%), аргон (0,93%). Кроме этого в состав атмосферы входят углекилый газ (0,34%), а также инертные газы, метан, диоксид азота, пары воды, водород, озон (в совокупности количество эти газов составляет менее 0,01%).

9 Атмосфера

Атмосфера

Весь спектр ультрафиолетового излучения принято делить на три зоны с точки зрения его роли для живых организмов (три биологические зоны): 1. Зона «С» — 220-280 нм: ионизирующее излучение, полностью поглощаемое озоновым слоем; излучение в этом диапазоне длин волн характеризуется деструктивным биологическим эффектом. 2. Зона «В» — 280-320 нм: биологически активное излучение, пропускается озоновым слоем. В общем случае действие УФИ зоны «В» является конструктивным (жизнеобеспечивающим). Однако излучение этого диапазона обладает и слабым ионизирующим действием, в результате чего при передозировке излучения, получаемого биологическим объектом, возможны разрушительные процессы, подобные действию УФИ зоны «С». 3. Зона «А» — 320-400 нм: УФИ характеризуется как мягкое и не вызывает отрицательных реакций организмов; его используют в лечебных целях (укрепляющая физиотерапия). Таким образом, в результате исчезновения (нарушения) озонового слоя становится возможным проникновение на Землю УФИ зоны «С» и существенное увеличение интенсивности УФИ зоны «В».

10 Последствия загрязнения атмосферы

Последствия загрязнения атмосферы

Парниковый эффект Разрушение озонового слоя

Одна из наиболее вероятных причин столь значительного падения концентраций озона в стратосфере – загрязнение атмосферы фторированными и хлорированными углеводородами (ХФУ) и метаном. ХФУ - следствие потерь теплоносителей в холодильниках и кондиционерах, производства пластмасс и пенопластов; использования аэрозолей. Источник метана - добыча и транспортировка природного газа и нефти, а также естественные источники. В стратосфере метан не взаимодействует с кислородом, однако окисляется озоном. Водяные пары превращаются в кристаллики льда, на них проходит каталитический процесс разложения фтор- и хлорсодержащих углеводородов, в результате чего выделяется элементарный хлор, вступающий в химическую реакцию с озоном. В результате скорость уничтожения озона оказывается больше скорости его образования за счет естественных процессов.

11 Гидросфера

Гидросфера

Распределение водных масс в гидросфере Земли

Форма нахождения

Объем воды, тыс. м3

% От общего объема

Подземные воды

60000

4

Подземные воды активного обмена

4000

0,3

Ледники

24000

1,7

Озера

230

0,02

Почвенная влага

85

0,01

Пары атмосферы

14

0,001

Речные воды

1,2

0,0001

Всего

1458000

100

В т.ч. пресной воды

0,03

Рис. 1. Круговорот воды в природе. А1 – осадки, выпадающие над сушей; А2 – осадки, выпадающие над океаном; Б1 – испарение с суши; Б2 – транспирация растительностью; Б3 – испарение с озер и рек; Б4 – испарение с океана; В1 – инфильтрация воды в почву; В2 – потребление воды растительностью; В3 – подземный сток воды в реки и озера; В4 – подземный сток воды в океан; Г – поверхностный сток в озера и реки

Баланс между основными составляющими гидросферы поддерживается обменными процессами (круговоротом веществ). При этом для живых организмов поддержание таких соотношений является крайне важным условием существования: изменение соотношений в пользу того или иного компонента может привести к деструктивным процессам в живых системах

12 Гидросфера

Гидросфера

Основная масса воды на Земле сосредоточена в Мировом океане. Это уникальная природная система, характеризующуюся значительными процессами обмена и трансформации вещества и энергии. Воды Мирового океана содержат в среднем 35 г вещества на 1 кг воды. При этом здесь представлены практически все химические элементы, присутствующие на Земле. Основные элементы – кислород (85,7%), водород (10,8%), хлор (1,9%), натрий (1,05%), магний (0,13%), сера 0,88%), кальций (0,04%), калий (0,0038%), бром (0,0065%). Важнейшей особенность вод Мирового океана является соотношение основных ионов: оно постоянно во всем объеме Мирового океана. Таким образом, можно говорить об устойчивом динамическом равновесии между количеством растворенных веществ, поступающих с континентов, и их осаждением

13 Литосфера

Литосфера

Литосфера (земная кора) – твердая оболочка Земли. Она характеризуется наибольшей неоднородностью состава, глубин и других свойств. Живые организмы черпают из литосферы необходимые химические элементы, включаясь в круговорот вещества на Земле. Во многом современная литосфера сформирована и благодаря жизнедеятельности живых организмов. Их наиболее древние останки найдены в породах, возраст которых составляет 4,1 млрд. лет.

Наиболее распространенные элементы земной коры – O, Si, Al, Fe, Ca, Mg, Na, K, C, S. Доля кислорода в общей массе земной коры составляет 47,3% (92% объема). Земную кору принято делить на материковую и океаническую. Возраст континентальной коры - 4,1-4,3 млрд. лет. Вначале земную кору составляли породы, выплавленные из базитов верхней мантии, впоследствии подвергшиеся значительным преобразованиям. Одним из весьма активных компонентов, участвовавших в переработке земной коры и формировании современного состояния литосферы, стало живое вещество.

14 Живые организмы в геологических процессах

Живые организмы в геологических процессах

Живое вещество во многом формирует «облик» Земли: современный химический состав атмосферы и гидросферы обусловлен жизнедеятельностью организмов, многие горные породы обязаны своим происхождением деятельности живых организмов. Они перерабатывают минеральное инертное вещество, превращая его в иные формы. Таким образом, живые организмы не только приспосабливаются к условиям внешней среды, но и активно меняют их. Живое и неживое вещество на Земле составляют гармоничное целое. Сухая масса живого вещества на Земле, согласно последним оценкам, составляет 2-3 триллиона тонн. В сопоставлении с основными сферами Земли это очень малая величина: Так, масса тропосферы больше в 1000 раз (4·1015 т); масса земной коры – в10 млн раз (4.7·1019 т), масса Земли – в миллиард раз (6·1021 т). Но при этом живое вещество, в отличие от неживого, характеризуется крайне высокой активностью процессов обмена (круговорота веществ). Период обновления всего живого вещества атмосферы составляет в среднем восемь лет. Время восстановления биомассы мирового океана составляет 33 дня, его фитомасса восстанавливается каждый день, фитомасса суши – приблизительно за 14 лет в связи с большей продолжительностью жизни наземных растений. Жизнедеятельность организмов сопровождается непрерывным обменом веществ между организмами и средой. Все химические элементы земной коры, атмосферы и гидросферы многократно входили в состав тех или иных организмов. Так, вся вода планеты проходит цикл расщепления в растительных клетках и восстановления в растительных и животных организмах, обновляясь таким образом биосферой приблизительно за 2 млн. лет.

15 Учение о биосфере
16 Живые организмы в геологических процессах

Живые организмы в геологических процессах

Средний химический состав живого вещества биосферы был оценен А.П. Виноградовым (1962 г.). Наиболее распространенные элементы живого вещества, составляющие в сумме около 99,8% его массы: кислород - 70%; углерод – 18%; водород – 10,5%; кальций – 0,5%; калий и натрий – по 0,3%; кремний – 0,1%. Таким образом, это те же элементы, что и наиболее широко распространенные в атмосфере, литосфере, гидросфере, что полностью соответствует принципу унаследованности геохимических систем живым веществом. Круговороты веществ – биогеохимические циклы (рис. 1–3) – обеспечиваются энергией Солнца.

17 Круговороты элементов: фосфор

Круговороты элементов: фосфор

18 Эволюция биосферы

Эволюция биосферы

Теории возникновения жизни: Креационизм – теория сверхъестественного происхождения жизни: жизнь была создана в определенное время сверхъестественным существом. Теория самопроизвольного зарождения – жизнь возникала неоднократно из неживого вещества. Возникновения жизни связывается сторонниками идеи (виталистами, от «вита» - жизнь) с наличием «жизненной силы» присутствующей повсюду. Для зарождения жизни достаточно «вдохнуть» жизненную силу в неживое. Теория витализма была опровергнута благодаря опытам Л. Пастера. Теория стационарного состояния - жизни существовала всегда. Теория панспермии - жизни занесена на планету извне. Теория биохимической эволюции - жизнь возникла в результате процессов, подчиняющихся химическим и физическим законам (1924 г., А.И. Опарин).

19 Эволюция биосферы

Эволюция биосферы

Согласно гипотезе А.И. Опарина происходило постепенное усложнение химической структуры и форм соединений, ставших «предшественниками жизни». Большинство исследователей сходится во мнении, что первые живые организмы появились в океане (прибрежные районы морей и океанов). Существовавшие здесь условия оказались благоприятным для образования сложных органических соединений. В концентрированных растворах некоторых органических веществ (нуклеиновые кислоты, белки) способны образовываться сгустки – коацерватные капли, или коацерваты. Они способны сорбировать из раствора различные вещества, которые затем преобразуются благодаря химическим реакциям внутри коацервата и выделяются в окружающую среду. Формирование коацерватов рассматривается как стадия преджизни: это еще не живые существа, хотя некоторые признаки сходства имеются (рост, обмен с окружающей средой). Важнейшим моментом стал отбор коацерватов на устойчивость: это свойство сформировалось с появлением ферментов, которые контролируют синтез определенных соединений. Наиболее значительным этапом стало формирование механизма самовоспроизведения и наследования признаков предшественников. Появление этих свойств стало возможным благодаря сложных комплексов нуклеиновых кислот и белков. Живые существа представляют собой открытые системы, получающие энергию извне. Это необходимое условие для существования жизни. С точки зрения получения энергии первые организмы были гетеротрофами (получали энергию за счет распада органических веществ). Автотрофные организмы (напрямую используют солнечную энергию благодаря фотосинтезу) появились позже

20 Эволюция биосферы

Эволюция биосферы

Эволюция биосферы продолжается постоянно. Постоянно зарождаются новые биологические виды, постепенно исчезают существовавшие ранее. Однако с появлением человека эти процессы серьезно «деформируются». Благодаря деятельности человека вытесняются с традиционных местообитаний виды, проживавшие там постоянно. Человек осваивает новые пространства и приносит с собой (осознанно или неосознанно) новые виды. Важнейшей проблемой стало уничтожение видов и истощение биоразнообразия. Это способно привести не просто к нарушениям в отдельных природных системах, но и к нарушению устойчивости биосферы в целом.

21 Учение о биосфере
«Учение о биосфере»
http://900igr.net/prezentacija/geografija/uchenie-o-biosfere-182526.html
cсылка на страницу

Биосфера

12 презентаций о биосфере
Урок

География

196 тем
Слайды