Биосфера. Строение биосферы презентация

деятельностью живых организмов в течение геологического времени.

Северо-Западный государственный медицинский университет имени И.И. Мечникова

– тропосферу.
2. Водную оболочку (всю гидросферу).
3. Твердую оболочку (верхнюю часть литосферы).

- 78%,
кислород - 21%,
СО2 - 0,03%,
аргон - 0,9%,
др. газы - 0.01%,
только аргон не связан с жизнедеятельностью организмов.

достигает глубины ~11 км.

Химический состав гидросферы формируется под действием организмов непосредственно или опосредовано.

96,5% воды гидросферы сосредоточено в океанах,
1,7% льды,
1,7% подземные воды и др.
Пресной воды в гидросфере всего 2,8% (из них 62% сосредоточено в Антарктиде в виде льда)

почве, всего в нескольких метрах.

Исходным материалом для почвообразования служат поверхностные слои горных пород, →

под действием климатических факторов, микроорганизмов, растений и животных → разрушение пород (50% твёрдая среда) +

→ Отмирание и разложение животных приводит к аккумулированию биогенных элементов и накоплению не полностью разложившихся органических в-в (гумус). => Формирование почвенного покрова.

+ живые организмы.

7500 м.

Органогенное происхождение в литосфере имеют:
карбонатные породы - известняки, - доломиты,
- мрамор, - мел
кремнистые породы - диатомит,
каустобиолиты - угли, горючие сланцы, нефть,
газ, асфальты, торфы, сапропели,
др. - марганцевые руды, - железные руды,
- сера, - фосфориты, - бокситы, - залежи урана,
- кобальта, - меди, - цинка и т.д.

целом (биомасса планеты).

неживое вещество ↓↓↓

2. Биогенное вещество - создается и преобразуется в процессе жизнедеятельности организмов (Пр.: Газы атмосферы, каменный уголь, нефть …)

3. Биокосное вещество - результат совместной деятельности живых организмов и абиогенных процессов (Пр.: почва).

4. Косное вещество - образуется без участия живых организмов (Пр.: извержение горных пород, метеориты …).

земной коры, но преобразует все оболочки.

В.И.Вернадский: "На Земле нет силы более постоянно действующей, а потому более могущественной по своим последствиям, чем живые организмы, взятые в целом".

Распределение живых организмов на поверхности Земли неравномерно:

атмосферой, гидросферой и живыми организмами.

Круговорот:
воды - 2000 лет,
углерода - 300 лет,
О2 - 2000 лет,
СО2 – 6,3 года

I→II→III→IV→V

геосферах Земли. Начало этапа – 3,5–4,5 млрд. лет.
2) Биогенез – преобразование косного вещества геосферы земли в живое вещество биосферы. Начало этапа – 2,5–3,5 млрд. лет назад.
3) Антропогенез – появление человека и превращение его в социальное существо, формирование общественной организации человеческих сообществ в процессе производственной трудовой деятельности. Начало этапа – 1,5–3 млн. лет назад.
4) Техногенез – преобразование природных комплексов биосферы в процессе производственной деятельности человека и формирование техногенных и природно–технических комплексов, т.е. техносферы. Начало этапа – 10–15 тыс. лет назад (появление городских поселений). Современное состояние биосферы.
?) Ноогенез – процесс превращения биосферы в состояние разумно управляемой социально–природной системы (ноосферы): а) рациональное использование природы; б) устойчивое развитие мирового сообщества.

Земле до появления человека было живое вещество в целом.

Но, начиная с неолита, ничтожная часть живого вещества (человечество) приобрела особые свойства, такие как:
разум,
социальную организацию,
производственную деятельность,

что позволило человечеству, практически мгновенно, приспосабливать окружающую среду к своим потребностям и приобрести такое влияние на биосферу, что геохимическая мощь человечества начала превосходить силу самого живого вещества (планета заболела человечеством).

С 1600 с Земли исчезло:

- 63 вида и 55 подвидов млекопитающих,
- 103 вида и подвида птиц,
- 21 вид рептилий,
- 82 вида рыб.

была открыта в 1741 г., малоподвижное беззубое животное длиной 6-8 метров, питалось водорослями.
Место обитания - Командорские острова.

Промысловики истребили её за 27 лет (к 1768 году)

популяция Странствующего голубя (Ectopistes migratorius) 2 млрд. особей.
Место обитания - лиственные леса восточной части Сев. Америки и южной Канады.

Промысловики истребили его к 1910 году

Маврикий, Реюньон и Родригес. Остров Маврикий был открыт португальцами в начале XVI века, и первое животное с которым они столкнулись – это именно Дронт.

В 1680 году была убита последняя птица.

видов позвоночных на грани полного
истребления.
Под угрозой исчезновения - 11 167 видов животных и
5714 растений.
Ежегодно полностью исчезает 1-2 вида организмов.

=> Это приводит к упрощению сложных природных экосистем, чем нарушается их устойчивость.

Охрана: заказники, заповедники, биосферные заповедники.

почвы ежегодно теряют в среднем
1 - 2% гумуса.

этого - это саванны с рощами акаций, многочисленными озерами, многоводными реками и огромными стадами крупного рогатого скота, буйволами, козами, слонами, жирафами, носорогами, львами и т.д.

Чад) и Тассили (часть Сахары на юго-востоке Алжира).

русского чернозема.

Эталон чернозема из Воронежской обл. = 2,5 м.

Париж. Всемирная выставка.1889 г.

Париж. Всемирная выставка.1937 г.

Был!

время лесами было занято не менее 70% суши.

Пр.: Древний Израиль.

Первый Иерусалимский храм или Храм Соломона (950 — 586 до н. э.)

По приказу царя 80 000 дровосеков рубили лес для Храма.

городищем Талль Зирав.

вырублено 40% лесов.
Пр.: В Африке 50% девственных лесов вырублено.

вырублено 40% лесов.
Пр.: В Африке 50% девственных лесов вырублено.

Вырубка леса приводит:
- изменение водооборота, обмеление рек, ↑ испарения воды => ↑ засушливости => наступлению пустынь,
эрозия почвы,
↓ синтеза О2 (леса дают 25% кислорода),
↑ СО2 в атмосфере => ↑ парникового эффекта,
сокращению биоразнообразия,
↓ биомассы.

По оценке экспертов ВОЗ S искусственных пустынь сейчас составляет 9 млн. км2.

Т.о. за последние 300 лет биомасса Земли уменьшилась на четверть.

в результате чего происходит выброс СО2.
За последние 100 лет концентрация СО2 в атмосфере ↑ на 30%.

СО2 препятствует тепловому излучению земли, что приводит к техногенному парниковому эффекту.

→ Температура Земли ↑ на 0,5°С

Антарктиде в виде льда, после таяния, которого существенно изменится береговая линия, вода ↑ на 1,5 м.

Уровень озёр в Антарктиде последние 5 лет ежегодно повышается на 1 метр. Антарктида тает!

=> Изменится уровень грунтовых вод, что приведет к затоплению многих прибрежных территорий во всем мире.

чем вся остальная планета. Средняя температура в Арктике за последние годы повысилась с -16,7 до -13,8°С.

Количество отложений льда сократилось на 40%.

гидрологического цикла и усилению погодных катаклизмов.
Климат станет более резко континентальным.

Повышение температуры на 3ºС – это тот уровень, при котором произойдут необратимые климатические изменения.
Это поставит 400 млн. человек перед угрозой голодной смерти из-за недостатка плодородной почвы и дефицита воды.

В декабре 1997 года на встрече в Киото, делегатами из более чем 160 стран была принята конвенция, обязывающая развитые страны сократить выброс СО2. Киотский протокол призывает тридцать восемь индустриально развитых стран сократить к 2008–2012 годам выбросы СО2 на 5% от уровня 1990 года.

с 1800-1900 гг. (синяя) и прогноз глобальной средней температуры до 2100 года.

эмиссии не являются обязательными.

Конференция по климату в Париже (2015)

диоксида серы (SO2) ≈ 150 млн. т. ,
- закиси азота (N2O) ≈ 70 млн. т.

Эти вещества в определенных условиях в атмосфере реагируют с водой, образуя серную (H2SO4) и азотную кислоту (HNO3), что приводит к выпадению "кислотных" дождей.

Подкисление почвы и водоемов, существенно изменяет ценозы,
гибнет рыба, уничтожаются леса, уменьшается биомасса.

хлор-фтор-углероды,
закись азота и др. хлор- и бромсодержащие газы),
попадая в верхние слои атмосферы, расщепляются под
действием солнечных лучей,
► после чего атомы хлора и брома действуют в качестве
катализатора в процессе разрушения озона,

► что приводит к истончению
озонового слоя, крайним
проявлением которого является
появление "озоновых дыр"
(↓ содержания озона на 40 %).

1980 г. по 1984 г. содержание озона ↓ 3% в мире
по 1987 г. ↓ 4%
по 2000 г. ↓ 8%

Ежегодное глобальное уменьшение озонового слоя составляет 0,5%.

Пр.: 1995 г. ↓ озона над Европой на 10%, ↓ над Уралом - 30%, над районами Восточной Сибири - 40%.

Земли, что
приводит к:
нарушению экосистем (↓ снижается первичная
продуктивность => ↓ биомасса).
вредному влиянию на здоровье человека, возникают
или усугубляются:
пигментная ксеродерма,
плоскоклеточный рак кожи,
базилиома,
меланома,
катаракта.
усилению мутационного процесса.

1987 г. в Монреале 50 стран подписали соглашение о ↓ производства фреонов на 50%.
1990 г. в Лондоне 92 государства – прекратить в Мире производство ХФУ до 2010 г.

истощению грунтовых вод,
осушению территорий,
засолению почв …

Пр.: Проблема Аральского моря.

Из Сырдарьи и Амударьи, рек впадающих в Аральское море, воду забрали на орошение.
Уровень моря снизился на 14 м.
S ↓ в 4 раза (осталось 40%).

Полное исчезновение Большого Арала предрекают к 2020 г.

)

нарушает путь миграции рыб, что приводит к резкому уменьшению их численности.

Пр.: Каспийская белорыбица.

повышение уровня воды до плотины → уничтожение лесов, земельных угодий, заболачиваемость.
уменьшению уровня воды после плотины.

Пр.: река Иордан. В самом ее начале Израиль построил дамбу, обеспечивающую питьевой водой большую часть его территории, и тем самым, почти полностью перекрыл отток воды из Галилейского моря в реку.
В настоящий момент водные ресурсы Иордана в нижнем течении составляют лишь 3% от первоначальных.

инсектицидные свойства ДДТ, получил нобелевскую премию.
- 45-46 гг. в первые годы применения в Америке, был получен потрясающий эффект.

в борьбе с вредителями сельского хозяйства,
с комарами, как переносчиками малярии,
с мухой це-це.

Но! Оказался токсичным и очень устойчивым во внешней среде (время его распада составляет 150 лет).

В 1964 году запрет на ДДТ (1997 г. – США 26,2 млрд. $, дихлофос)

кадмий /б. Итай-Итай/ …)

Бензол, формальдегид, 1-3 бутадиен - летучие органические вещества образуются при неполном сгорании автомобильного топлива

Диоксины - группа хлорорганических соединений

И др…

Ежегодно синтезируется около 250 тысяч новых веществ, из них ~ 500 начинают использовать.

2% в год, концентрации сперматозоидов у современных мужчин

Динамика показателя концентрации сперматозоидов у мужчин по данным разных авторов.

20 млн/мл – критическая доза сперматозоидов, ниже которой мужское бесплодие.

азота в атмосфере
Перелов водных биоресурсов
Истощение исчерпаемых ресурсов
Проблема ксенобиотиков
Техногенные биогеохимические провинции
Электромагнитное загрязнение окружающей среды
Проблема городских/промышленных отходов (мусора)
Дампинг (сброс отходов в море)
Перенаселение
и др…

среды по самым оптимистическим прогнозам 40-50 лет.

Дальнейшие перспективы развития биосферы. Два пути:
1 путь - дальнейшее неконтролируемое воздействие на биосферу, которое приведет к экологической катастрофе:
- острой
- хронической
в конечном счёте гибели биосферы.
2 путь - ноосфера - сфера разумного регулирования процессов, происходящих в биосфере.

в 1984-91 гг.)

- S = 1,27 га.
- V = 203 760 м3.
- Полностью замкнута.

3000 видов растений и животных.
7 биомов: дождевой лес, саванна, пустыня, болото, океан с коралловым рифом, интенсивное сельское хозяйство, апартаменты людей.
= 150 млн. $.

26.09.1991 г. 8 добровольцев вошли в эту сферу.

Через 15 месяцев уровень кислорода упал до критического и кислород пришлось экстренно нагнетать извне.

- Через некоторое время стало не хватать пищи.
- Вымерло 18 из 25 позвоночных,
- Вымерло большинство насекомых, в частности все опылители.
- Возникли серьёзные проблемы с загрязнением воды и воздуха, с контролем температуры.

"Отрицательный результат – это тоже результат".

результат".

Вывод: Истинная ситуация в биосфере нам неизвестна и последствия мы просчитать не можем!!!

- ЮНЕСКО
и ЮНЕП, координирующие и направляющие усилия
разных стран в этом направлении.
Запрещены испытания ядерного оружия в атмосфере и
гидросфере.
Приняты соглашения по очистке Мирового океана от
нефти.
Приняты ограничения выброса многих химических
веществ во внешнюю среду. Пр.: Монреальский протокол –
фреоны. Киотский протокол - СО2. Ограничение выбросов
серы, азота и др.
Соглашения по охране исчезающих животных.
Созданы национальные парки, заказники, биосферные
заповедники.
Объявлен "Всемирный день охраны окружающей среды" –
5 июня.
и др. …