Структура биосферы в рамках различных подходов. Живое и косное вещество по В.И. Вернадскому. Круговорот химических элементов в биосфере: кислород, углерод, азот и вода. Специфика круговорота серы и фосфора. Неизбежность перехода биосферы в ноосферу.
Аннотация к работе
Издавна человек оказывал влияние на окружающую среду, занимаясь животноводством, охотой, земледелием, строительством ирригационных сооружений, вырубкой леса и т.п. Однако с течением времени численность населения планеты возрастала, человек вооружался мощной техникой, его влияние на природу все усиливалось и в последние десятилетия достигло невиданных масштабов. биосфера вернадский химический кислород Актуальность темы исследования обусловлена с усилившимися негативными последствиями воздействия научно-технического прогресса на природную среду, обострением планетарной экологической ситуации, что ставит под угрозу дальнейшее существование всего живого на земле. Роль и значение биосферы для развития жизни на нашей планете оказалась настолько велика, что уже в первой половине XX века возникло новое фундаментальное научное направление в естествознании - учение о биосфере. Живое вещество - это совокупность организмов, участвующих в геохимических процессах и различающихся массой, химическим составом, энергией.Вернадского о биосфере представляет собой обобщение естественнонаучных знаний, оно вобрало в себя эволюционные взгляды Ч. Зюсс мысленно увидел нашу планету из космоса, выделив особые сферы: гидросферу - природные воды, литосферу - земную кору, биосферу. В заключительной главе большого трехтомного труда «Лик Земли» (1909) автор пишет, что понятие «биосфера» возникло как следствие идей Ж. С работ Зюсса датируется начало биологического представления о биосфере, как о совокупности организмов, населяющих Землю, как о живой оболочке планеты. Жизнь существует всюду, во всей массе океанических вод - от экватора до полюсов и от поверхности до самого дна…» Мысли Меррея стали исходной точкой для русского ученого Вернадского, началом учения о том, что живое вещество и среда жизни составляют единое целое - биосферу.учение Вернадского о биосфере, области жизни, объединяющей в едином взаимодействии живые организмы (живое вещество) и косное вещество. 2) вещество, создаваемое и переработанное живыми организмами, - биогенное вещество (каменный уголь, битумы, известняки, нефть и др.); 3) косное вещество, образуемое процессами, в которых живое вещество не участвует (твердое, жидкое, газообразное и др.); Вот эта противопоставленность живого и косного веществ и в то же время их органическое взаимодействие в планетарном круговороте и образуют исходное противоречие, которое Вернадский считает необходимым разрешить. Вернадский создал на базе такого узкоспециального изучения живого уникальное учение о биосфере.Создание органического вещества и его распад обеспечивают постоянный обмен веществ и энергии между живыми организмами и средой их обитания. Эти перемещения названы биогоехимическим (биотическим) круговоротом, или биогеохимическими циклами. В ходе этих циклов атомы многих элементов рано или поздно проходят через живые организмы. В круговороте постоянно находятся огромные массы органических и неорганических соединений.Свободный кислород используется большинством живых существ при дыхании, а в неживом мире - в процессах окисления.В процессе фотосинтеза растения поглощают углерод в составе углекислого газа. В процессе дыхания организмы выделяют углекислый газ. Один из продуктов минерализации - углекислый газ - возвращается в атмосферу, замыкая цикл. Ежегодно в процесс фотосинтеза вовлекается до 50 млрд. т углерода. Если темп прироста сохранится, то интенсивное таяние полярных льдов, вызванное парниковым эффектом углекислого газа, приведет к затоплению обширных прибрежных территорий по всему миру.Значение азота для живых организмов определяется в основном его содержанием в белках и нуклеиновых кислотах. Азот, как и углерод, входит в состав органических соединений, круговороты этих элементов тесно связаны. Благодаря фиксации живыми организмами азот поступает из воздуха в почву и воду. Необходимые для обеспечения жизнедеятельности его связанные формы поступают из нескольких источников: 1) образование окислов азота во время грозовых разрядов;Пары воды в большом количестве содержатся в атмосфере. Часть осадков (иногда до четверти) перехватывается растениями и либо поглощается, либо перераспределяется в виде капель. Создание орошаемых полей приводит к резкому изменению режима испарения в засушливых районах. При этом требуется все больше и больше воды для полива и в результате испарения обычно происходит подъем засоленных грунтовых вод.Соединения серы поступают в круговорот в основном в виде сульфидов из продуктов выветривания пород суши и морского дна. Ряд микроорганизмов (например, хемосинтезирующие бактерии) способны переводить сульфиды в доступную для растений форму - сульфаты.Его круговорот начинается вымыванием фосфорсодержащих соединений из горных пород и поступлением их в почву. Биогенный круговорот фосфора происходит по общей схеме: продуценты - консументы - редуценты. В белковом рационе человека рыба составляет от 20% до 80%, некоторые малоценные сорта рыб перерабатываются на удобрения, богатые полезными элементами, в т. ч.