Навигация
Вплив живих організмів на географічну оболонку
112837
знаков
0
таблиц
0
изображений
Курсова робота
Вплив живих організмів на географічну оболонку
Зміст
Вступ
1. Загальні відомості про біосферу
1.1 Поняття про біосферу
1.2 Вчення В. І. Вернадського про біосферу
1.3 Гіпотези походження та еволюція біосфери
1.4 Будова біосфери
2. Роль живої речовини у географічній оболонці
2.1 Жива речовина планети
2.2 Функції живої речовини
2.3 Біологічний кругообіг речовин
Висновок
Список використаних джерел
Вступ
В епоху науково-технічного прогресу особливого значення набувають знання про життєві процеси на Землі в цілому. Важливу роль у цих процесах відіграють живі організми. За мільярди років, які пройшли з моменту виникнення нашої планети, вони наповнили атмосферу киснем й азотом, очистили її від вуглекислого газу, сформували відклади вапняку, нафти, природного газу. В процесі еволюції на планеті утворилась особлива оболонка – біосфера.
Актуальність. Роль живої речовини у географічній оболонці надзвичайно важлива. Більшість оболонок, що входять до складу географічної оболонки більшою або меншою мірою видозмінені життям, а окремі її елементи (грунт, органогенні осадові породи, окремі види корисних копалин та ін.) могли виникнути тільки завдяки живій речовині. Біосфера хоча й є найлегшою оболонкою геосфери, однак її роль постійно збільшується протягом геологічної історії, відповідно, збільшується зростає і її роль у глобальних процесах, що відбуваються на планеті. На земної поверхні немає хімічної сили, що більш постійно діє, а тому й більше могутньої по своїх кінцевих наслідках, ніж живі організми, узяті в цілому.
Вивчення біосфери стає усе більш важливим й актуальним завданням. Це викликано безупинно зростаючим впливом людини на навколишнє середовище. Уже зараз ми повинні вміти ясно передбачати всі можливі наслідки нашого впливу на природу. Можливість і правильність такого прогнозу залежать від глибини наших знань про будову й функціонування біосфери в цілому і її різних ділянок і компонентів. Особливо важливо мати уявлення про роль живих організмів - основної рушійної сили в біосфері. Цим і визначається актуальність нашої теми.
Мета дослідження. Поглибити знання про роль живої речовини на планеті.
Завдання дослідження:
1. Зібрати та опрацювати літературу з даної теми.
2. Ознайомлення з поняттям "біосфера" та її будовою.
3. Проаналізувати вчення В. І. Вернадського про біосферу.
4. Розглянути основні гіпотези походження та еволюції біосфери.
5. Дослідження функцій живої речовини на планеті.
Об’єкт дослідження. Біосфера - область системної взаємодії живої та косної речовини.
Предмет дослідження. Функції живої речовини та їх вплив на географічну оболонку.
Методи дослідження. Аналіз наукової літератури з даної теми.
1. Загальні відомості про біосферу
1.1 Поняття про біосферу
Вперше термін "біосфера" зустрічається в роботах найвидатнішого французького натураліста і мислителя Жака Батіста Ламарка (1744—1829), що вивчав ботаніку, зоологію і геологію. У його наукових працях термін "біосфера" позначав область життя і впливу живих організмів на процеси, що відбуваються на Землі. Проте диференціація наук про природу, яка відбувалася швидкими темпами у XVIII ст., привела до того, що на довгі роки було забуто про дослідження важливих для наук про природу процесів взаємодії співтовариств живих організмів і неживих оболонок Землі. Жива речовина — сукупність всіх організмів, що населяють Землю. Лише в 1875 р. австрійський геолог і палеонтолог Едуард Зюсс (1831—1914) звернув увагу на місце живого в будові та розвитку земної кори і вдруге після Ламарка ввів у науковий обіг термін "біосфера", міркуючи про оболонку Землі в книзі про походження Альп. Потім знову на декілька десятиліть цей термін було забуто.
Нове (вже третє) життя терміну "біосфера" дав видатний український (радянський) вчений-геохімік Володимир Іванович Вернадський (1863—1945), що створив у 20-х роках XX ст. сучасне вчення про біосферу, викладене в монографіях "Біосфера" (1926) і "Декілька слів про ноосферу" (1944). Можливо, тому введення терміна "біосфера" в науковий ужиток часто приписується саме Вернадському. [5]
Біосфера – область активного життя оболонки Землі, яка включає частини атмосфери, гідросфери і літосфери, заселені живими організмами.
В. І. Вернадський визначив біосферу як термодинамічну оболонку з температурами +50…-50°С і тиском приблизно 10000 Па, що відповідає межам життя для більшості організмів. [4]
Вивчаючи історію мінералів і міграцію хімічних елементів у земній корі, В.І. Вернадський виявляє величезну роль живої речовини в геохімічних процесах на нашій планеті. Для вивчення ролі живої речовини в еволюції біосфери йому було потрібно знання біології, геології, хімії, на основі яких сформувалася нова наука — біогеохімія. Про виняткову роль живої речовини в біосфері В.І. Вернадський пише в "Нарисах геохімії", опублікованих у 1924 р. в Парижі і в 1927 р. в Ленінграді. У 1926 р. вийшла його книга "Біосфера", в якій представлення біосфери як "тонкої плівки життя", "живої оболонки" Землі виявилося дуже своєчасним, хоч і дещо випереджало час. Вченню В.І. Вернадського про біосферу спочатку не було приділено належної уваги. Проте вивчення наслідків радіоактивного і хімічного забруднення атмосфери, гідросфери і ґрунтів після Другої світової війни примусило учених і політиків звернутися до вчення Вернадського про біосферу, яке набуло великого поширення в західних країнах, а потім і у всьому світі.
На відміну від сучасників-натуралістів початку XX ст., які вважали, що вічна доля організмів — пристосування до умов, створюваних могутніми силами природи, В.І. Вернадський довів, що жива речовина планети виступає як щонайпотужніший геологічний чинник, здатний змінювати поверхню планети і формувати екосистеми, сприятливі для його розвитку. За В.І. Вернадський, жива речовина має здатність захоплювати енергію Сонця і створювати хімічні сполуки, розпад яких супроводжується виділенням енергії, що здійснює хімічну і фізичну роботу.
Грандіозну роботу на Землі здійснено молекулою хлорофілу, за допомогою якої за наявності сонячної енергії зелені рослини синтезують вуглеводи та інші органічні сполуки. В результаті розкладання Н2О виділяється вільний О2, Щороку рослини виробляють 320 млрд. т 02; за 3700 років була вироблена вся кількість 02, що знаходиться в атмосфері Землі — 1,2 ∙ 1055 т. Жива речовина має здатність швидко розповсюджуватися в просторі, займаючи всі придатні для життя ділянки. Це явище Вернадський назвав "тиском життя", порівнявши його з тиском газу. Швидкість "розтікання" життя дуже велика.
Останніми роками життя Вернадський писав у щоденнику: "Людство, взяте в цілому, постає могутньою геологічною силою. Перед ним, перед його думкою і працею постає питання про перебудову біосфери на користь вільно мислячого людства як єдиного цілого. Цей новий стан біосфери, до якого ми, не помічаючи цього, наближаємося, і є ноосферою".
Поняття ноосфери (від грец. пооз — розум) також має свою історію. Вважається, що його ввів у XIX ст. французький учений Е. Леруа (1870—1954), розвивав далі Тейяр де Шарден (1881— 1955). Вони розуміли під цим терміном особливу оболонку Землі, що розглядається як певний "мислячий шар" над біосферою, в який включається індустріальне суспільство з атрибутами цивілізації (мовою, релігією та ін.). Проте В.І. Вернадський розглядав ноосферу як нове геологічне явище на Землі, і людина в ній вперше стає могутньою геологічною силою. Як і все живе на Землі, вона може мислити і діяти тільки в області розповсюдження життя, тобто в біосфері, з якою нерозривно пов'язана і з якої піти не може. Вернадський вважав, що на сучасному етапі еволюції біосфери людина буде вимушена не тільки виправляти виниклі в результаті її діяльності порушення в стані природи, а й запобігати подібним порушенням у майбутньому.
Нині вельми відчутні наслідки науково-технічного прогресу, що поставили під загрозу існування людства на Землі, привели до необхідності передбачення наслідків людської діяльності у всіх країнах з метою збереження біосфери, тобто життя на Землі. Тому охорона біосфери має бути турботою всього людства, що живе на Землі, як керівників держав, так і окремих людей. Для цього кожному треба знати будову біосфери, взаємозв'язки процесів, що відбуваються в ній, і вплив діяльності людського суспільства на зміни, які виникають у біосфері. Видатний учений і мислитель В.І. Вернадський був упевнений, що знання процесів, які відбуваються в біосфері, і розумна організація життя і всієї діяльності людства приведуть до створення на нашій планеті ноосфери. Проте необхідно зазначити, що, крім уявлень про неминучість переходу біосфери в ноосферу, викладених у вченні В.І. Вернадського про біосферу, в науковому світі є й інші погляди на перспективи розвитку біосфери. [5]
Межі біосфери. Біосфера охоплює три геологічні сфери – частини атмосфери, літосфери та всю гідросферу. Межі біосфери визначаються межами поширення й активної роботи живої речовини.
Верхня межа біосфери в атмосфері, на думку одних учених, проходить по висоті Гімалаїв (10 км над рівнем моря), на думку інших, - досягає нижніх шарів стратосфери (30 км), де ще трапляються у досить великій кількості спори й навіть клітини бактерій, грибів і деяких водоростей, що активно вегетують. Іноді верхньою межею біосфери вважають озоновий шар (25—30 км над поверхнею планети), вище від якого живе зазвичай гине під дією космічних випромінювань.
Межа біосфери в літосфері також чітко не окреслена. Починаючи з глибин 0,5—2 м від земної поверхні кількість живої речовини зменшується в логарифмічній послідовності. На глибинах понад 10 м породи, як правило, вже стерильні. Та навіть у товщі стерильної породи іноді трапляються острівці життя. Найбільші глибини, де знайдено живу речовину, — 2—3 км. У нафтових родовищах на цих глибинах виявлено свою, "нафтову", мікрофлору. Нафта залягає також і на значно більших глибинах — до 5—7 км. Припускають, що й у таких глибинних родовищах можна знайти "нафтові" бактерії. Деякі дослідники нижньою межею біосфери вважають глибини, на яких температура літосфери починає перевищувати 100 °С: близько 10 км на рівнинах і 7—8 км у горах.
Межі біосфери в гідросфері окреслені чітко: біосфера охоплює всю гідросферу, в тому числі найбільші океанічні западини до 11 км, де існує значна кількість глибоководних видів.
У цілому екологічний діапазон поширення живої речовини досить великий.
♦ У 1977 р. в океані на глибині кількох кілометрів було знайдено гарячі вулканічні зони, в яких за температури 350°С існують численні термофільні бактерії (вода там не кипить через високий тиск і велику концентрацію солей).
♦ В експериментах американського дослідника Р. Камерона синьо-зелені водорості протягом кількох місяців не втрачали життєздатності в умовах, що відповідали марсіанським.
♦ Жива речовина не гине в рідкому азоті (на цій властивості ґрунтуються методи кріоконсервації всіляких живих організмів).
♦ Деякі види, наприклад ті ж таки синьо-зелені водорості, не гинуть під дією потужного іонізуючого випромінювання й оселяються в епіцентрі ядерного вибуху вже через кілька днів після його здійснення.
♦ Жива речовина здатна зберігатися навіть в умовах відкритого Космосу. Так, третя експедиція американських астронавтів забула на Місяці телекамеру. Коли через півроку її повернули на Землю, на внутрішньому боці кришки було виявлено земні бактерії, котрі без будь-яких шкідливих наслідків пережили тривале перебування за межами рідної планети. [10]
За В. І. Вернадським, верхня межа біосфери знаходиться на висоті 15-22 км, охоплюючи тропосферу і нижню частину стратосфери. Знизу біосфера обмежена глибиною 11 км і глибиною проникнення у надра Землі організмів і води у рідкому стані (2-3 км).
Нижня межа в рамках літосфери обумовлена тепловим бар’єром і, як правило, не опускається нижче 5 км. Загальна протяжність біосфери – 40 км.
В. І. Вернадський розглядав біосферу як царину життя, яка включає поряд з організмами і середовище їх існування. Горизонти біосфери, які найбільш інтенсивно заселені живими організмами, називають "плівкою життя" або плетобіосферою. [4]
Отже, біосфера (за В.І. Вернадський) — оболонка Землі, що включає як область розповсюдження живої речовини, так і саму цю речовину. Тут під живою речовиною розуміється сукупність всіх організмів, що населяють Землю. Поняття біосфери дещо умовне, оскільки крім природних місць існування органічного життя створюються і штучні (космічні кораблі, підводні човни) "острівці життя". Органічне життя зосереджене в трьох неживих географічних оболонках — геосферах Землі (літосфера, гідросфера і атмосфера). До біосфери належать і людське співтовариство з його виробництвом.
Ще з часів Ж. Б. Ламарка було відомо, що процеси, які відбуваються в геосферах Землі, мають значний вплив на структуру і властивості живої речовини біосфери. Але і сама жива речовина, як показав В.І. Вернадський, істотно перетворює геосфери. Причому з появою людства на Землі ця перетворювальна дія багатократно зросла і, за деякими оцінками, нині досягла критичного рівня.
Загальна сукупність живих організмів, виражена в масі на одиницю площі (суші, акваторії, дна водоймища) або об'єму (води, ґрунту, опадів), прийнято називати біомасою. Отже, поняття "жива речовина" біосфери еквівалентно біомасі всієї Землі. За сучасними оцінками, суха маса живої речовини біосфери становить всього 2—3 трлн т, у тисячу разів менше за масу тропосфери, в десять мільйонів разів — маси земної кори і в мільярд разів — маси Землі. Саме її дуже малі розміри тривалий час заважали геологам зрозуміти виняткову роль життя на Землі в геологічних процесах, на що і звернув увагу В.І. Вернадський.
Розподіл маси живої речовини (біомаси) в біосфері украй нерівномірний. У живій речовині абсолютно переважає фітомаса; набагато менша роль зоомаси і мікроорганізмів. Загальна вага живої речовини на Землі оцінюється в трильйон тонн. Переважна частина фітомаси зосереджена на материках, де вона розподілена вкрай нерівномірно: її багато в тропічних лісах (650 т/га), в тайзі (300 т/га), менше в чорноземних степах (10 т/га), мало в пустелях (2,5 т/га). Велика частина живої речовини представлена лісами (82 % ).
В океані переважають зоомаса і мікробіомаса — 30 млрд. т; фітомаса становить лише 1,1 млрд. т. За кількістю живої речовини океан близький до пустель (3 т/га), але в ньому спостерігаються зони різкого згущування життя — в Саргасовому морі, на мілинах шельфу, у коралових рифах і т. ін. Щорічна продукція живої речовини на Землі — 230 млрд. т, з них на материках — 170 млрд., в океані — 60 млрд. т. На материках щорічна середня продукція біомаси — 11,5 т/га, в океані — 1,7 т/га. Сумарна біомаса суші становить 97 % всієї біомаси Землі. На океан припадає лише 3 % біомаси Землі, але інтенсивність життєвих циклів в океані значно вища, ніж на суші. Незважаючи на дивно малу величину біомаси, яка щорічно виробляється на Землі, накопичена за мільйони років в осадових товщах земної кори похована органічна речовина привела до утворення таких корисних копалини, як кам'яне вугілля, нафта, газ, фосфорити та ін.
Фотосинтез і кругообіг речовин — основні чинники існування біосфери. Фотосинтез є єдиним на Землі процесом, в якому зеленими рослинами з бідних енергією неорганічних речовин (вуглекислого газу, води, мінеральних солей) за допомогою сонячної енергії у величезних масштабах утворюються складні, багаті енергією органічні сполуки. Ці сполуки, здатні до різноманітних хімічних перетворень, — основа життя всіх інших організмів біосфери. Всі види живих істот, що мешкають на Землі, використовують урешті-решт одну форму енергії хімічних зв'язків. Будь-який прояв життя на нашій планеті пов'язаний з утворенням і споживанням цієї біохімічної енергії.
Джерело енергії для фотосинтезу (сонячна радіація) і головний інструмент фотосинтезу (живий організм) перетворюють вуглекислий газ, воду і мінеральні солі на біохімічну енергію. Організми, що фотосинтезують та використовують сонячну енергію для утворення органічних речовин з неорганічних сполук і вуглекислого газу називають автотрофами (такими, що самохарчуються). Вони перетворюють енергію сонячного світла в біохімічну енергію, запасаючи її у вигляді енергії хімічних зв'язків у складних органічних молекулах. Інші організми біосфери (більшість бактерій, гриби, тварини), яким потрібні для зростання і розвитку готові органічні сполуки, — гетеротрофи, тобто ті, що харчуються іншими організмами.
Окрім фотосинтезу, іншим найважливішим для існування життя процесом у біосфері є кругообіг речовин, що відбувається завдяки наявності в біосфері автотрофів, які створюють органічні речовини з неорганічних, і гетеротрофів, які використовують ці органічні речовини і знову перетворюють їх на неорганічні сполуки, поповнюючи запас останніх у біосфері. Отже, фотосинтез і кругообіг речовин — це два основні чинники існування біосфери Землі.
Похожие работы
... та управління екологічними процесами. Моніторинг дозволяє виявляти критичні та екстремальні ситуації, фактори антропогенного впливу на довкілля, здійснювати оцінку та прогноз стану об'єктів спостереження, керувати процесами взаємовпливу об'єктів гідросфери, літосфери, атмосфери, біосфери та техносфери. Таким чином, суть моніторингу зводиться до таких функцій: — контролю за станом об'єктів ...
... дування відкритих уроків, спільного планування уроків і т. д. Вчитель географії з врахуванням загально шкільного плану навчально – методичної роботи розробляє індивідуальний план реалізації міжпредметних зв’язків в курсах географії. Методика творчої роботи вчителя включає ряд етапів: 1. Вивчення опорних тем і підручників інших предметів, читання додаткової наукової, науково – популярної і ...
... . км2. Найбільшими в області є водосховища, що утворилися після спорудження Кременчуцької (1952 р.) та Дніпродзержинської (1964 р.) ГЕС у долині Дніпра. Водосховища – це основа водогосподарських антропогенних ландшафтів як України, так і Полтавщини. Адже вони створюються людиною для накопичення та збереження води в ділянках регулювання стоку, зрошення та інших господарських потреб. Площа водного ...
... навчання на уроках географії, таких як моделюючий малюнок, картографічні засоби навчання, підручник з географії та електронний атлас. На основі аналізу класифікації функцій та методики застосування наочних засобів навчання географії нами були розроблені плани конспектів-уроків для 6, 7 та 8 класів із безпосереднім використанням, які б могли покращити рівень навчального процесу та успішності учн ...
0 комментариев