Біосфера. Ноосфери. Людина (стор. 1 із 6)
| I. | Біосфера, її структура та функції | 2 |
| Біосфера та людина. Ноосфера | 7 | |
| Суперечності у системі: природа-біосфера-людина | 13 | |
| 1. Природні ресурси та їх використання | 14 | |
| 2. Наслідки господарської діяльності людини для довкілля | 16 | |
| 3. Охорона природи та перспективи раціонального природокористування | 22 | |
| IV. | Висновок | 24 |
| V. | Список літератури | 26 |
I. Біосфера, її структура та функції.
Спочатку під усіма цими термінами малася на увазі лише сукупність живих організмів, що мешкають на нашій планеті, хоча іноді і вказувалася їх зв'язок з географічними, геологічними та космічними процесами, але при цьому швидше зверталася увага на залежність живої природи від сил і речовин неорганічної природи.
Першим з біологів, який ясно вказав на величезну роль живих організмів у освіті земної кори, був Ж. Б. Ламарк (1744 – 1829). Він наголошував, що всі речовини, що знаходяться на поверхні земної кулі та утворюють її кору, сформувалися завдяки діяльності живих організмів.
Факти та положення про біосферу накопичувалися поступово у зв'язку з розвитком ботаніки, ґрунтознавства, географії рослин та інших переважно біологічних наук, а також геологічних дисциплін. Ті елементи знання, які стали необхідними для розуміння біосфери загалом, виявилися пов'язаними з виникненням екології, науки, яка вивчає взаємини організмів та довкілля. Біосфера є певною природною системою, а її існування насамперед виявляється у кругообігу енергіїта речовин за участю живих організмів.
Дуже важливим розуміння біосфери було встановлення німецьким фізіологом Пфефером (1845 – 1920) трьох способів харчування живих організмів:
автотрофне – побудова організму з допомогою використання речовин неорганічної природи;
гетеротрофне - будова організму за рахунок використання низькомолекулярних органічних сполук;
міксотрофний - змішаний тип побудови організму (автотрофно-гетеротрофний).
Біосфера (у сучасному розумінні) – своєрідна оболонка Землі, що містить всю сукупність живих організмів і частину речовини планети, що у безперервному обміні з цими організмами.
Поступово ідея про тісний взаємозв'язок між живою і неживою природою, про зворотний вплив живих організмів та їх систем на навколишні фізичні, хімічні та геологічні чинники все наполегливіше проникала у свідомість вчених і знаходила реалізацію в їх конкретних дослідженнях. Цьому сприяли зміни, що відбулися у загальному підході дослідників природи до вивчення природи. Вони все більше переконувалися в тому, що відокремлене дослідження явищ та процесів природи з позицій окремих наукових дисциплін виявляється неадекватним. Тож межі ХIХ – ХХ ст. у науку дедалі ширше проникають ідеї холістичного, чи цілісного, підходи до вивчення природи, які у час сформувалися в системний метод вивчення.
Результати такого підходу негайно позначилися щодо загальних проблем впливу біотичних, чи живих, чинників на абіотичні, чи фізичні, умови. Так, виявилося, наприклад, що склад морської води багато в чому визначається активністю морських організмів. Рослини, що живуть на піщаному ґрунті, значно змінюють її структуру. Живі організмиконтролюють навіть склад нашої атмосфери. Число подібних прикладів легко збільшити, і всі вони свідчать про зворотний зв'язок між живою і неживою природою, в результаті якої жива речовина значною мірою змінює обличчя нашої Землі. Таким чином, біосферу не можна розглядати у відриві від неживої природи, від якої вона, з одного боку, залежить, а з іншого – сама впливає на неї. Тому перед дослідниками виникає завдання – безпосередньо дослідити, яким чином і якою мірою жива речовина впливає на фізико-хімічні та геологічні процеси, що відбуваються на поверхні Землі та в земній корі. Тільки такий підхід може дати ясне та глибоке уявлення про концепцію біосфери. Таке завдання таки поставив перед собою видатний український учений Володимир Іванович Вернадський (1863 – 1945).
Близько 60 років тому академік В.І. Вернадський розробив вчення про біосферу - оболонку Землі, населеної живими організмами. В.І. Вернадський поширив поняття біосфери як на організми, а й у довкілля. Він виявив геологічну роль живих організмів і показав, що їхня діяльність є найважливішим фактором перетворення мінеральних оболонок планети. Він писав: «На земній поверхні немає хімічної сили постійно діючої, тож більш могутньої за своїми кінцевим наслідків, ніж живі організми, узяті загалом». Правильніше тому визначати біосферу як оболонку Землі, яка населена і перетворюється живими істотами.
У складі біосфери розрізняють:
- жива речовина, утворена сукупністю організмів;
- біогенна речовина, що створюється в процесі життєдіяльності організмів (гази атмосфери, кам'яне вугілля, вапняки та ін.);
- відкісна речовина,що утворюється без участі живих організмів (основні породи, лава вулканів, метеорити);
- біокосна речовина, що є спільним результатом життєдіяльності організмів та абіогенних процесів (ґрунту).
Еволюція біосфери обумовлена тісно взаємопов'язаними між собою трьома групами факторів: розвитком нашої планети як космічного тіла і хімічних перетворень, що протікають у її надрах, біологічної еволюції живих організмів і розвитком людського суспільства.
Кордони біосфери визначаються факторами земного середовища, які унеможливлюють існування живих організмів. Верхня межа проходить приблизно на висоті 20 км від поверхні планети та відмежована шаром озону, який затримує згубну для життя короткохвильову частину ультрафіолетового випромінювання Сонця. Таким чином, живі організми можуть існувати у тропосфері та нижніх шарах стратосфери. У гідросфері земної кори організми проникають всю глибину Світового океану – до 10-11км. У літосфері життя зустрічається на глибині 3,5-7,5 км, що зумовлено температурою земних надр та рівнем проникнення води у рідкому стані.
Атмосфера. Атмосфера має кілька шарів:
- тропосфера – нижній шар, що примикає до Землі (висота 9–17 км). У ньому зосереджено близько 80% газового складу атмосфери і всю водяну пару;
- ноносфера – там “жива речовина” відсутня.
Переважаючі елементи хімічного складу атмосфери: N2 (78%), O2 (21%), CO2 (0,03%).
Стан атмосфери дуже впливає на фізичні, хімічні та біологічні процеси на поверхні Землі та у водному середовищі. Для біологічних процесів найбільше значення мають: кисень, що використовується для дихання та мінералізації мертвого органічногоречовини, діоксид вуглецю, що бере участь у фотосинтезі, і озон, що екранує земну поверхню від жорсткого ультрафіолетового випромінювання. Азот, діоксид вуглецю, пари води утворилися значною мірою завдяки вулканічній діяльності, а кисень – внаслідок фотосинтезу.
Гідросфера. Вода – важливий компонент біосфери та один із необхідних факторів існування живих організмів. Основна її частина (95%) знаходиться у Світовому океані, який займає близько 70% поверхні Земної кулі та містить 1300 млн. км.
Переважаючі елементи хімічного складу гідросфери: Na+, Mg2+, Ca2+, Cl–, S, C. Концентрація того чи іншого елемента у воді ще нічого не говорить про те, наскільки він важливий для рослинних та тваринних організмів, що мешкають у ній. У цьому плані провідна роль належить N, P, Si, які засвоюються живими організмами. Головною особливістю океанічної води є те, що основні іони характеризуються постійним співвідношенням у всьому обсязі світового океану.
Гідросфера формувалася у зв'язку з розвитком літосфери, яка протягом геологічної історії Землі виділяла велику кількість водяної пари.
Літосфера.Основна маса організмів, що мешкають у межах літосфери, знаходиться в ґрунтовому шарі, глибина якого не перевищує кількох метрів. Ґрунт включає мінеральні речовини, що утворюються при руйнуванні гірських порід, та органічні речовини – продукти життєдіяльності організмів.
Літосфера - зовнішня тверда оболонка Землі, що складається з осадових та магматичних порід. В даний час земною корою прийнято вважати верхній шар твердого тіла планети, розташований вище сейсмічного кордону Мохоровичіча. Поверхневий шар літосфери, в якому здійснюється взаємодія живої матерії з мінеральною(Неорганічний), являє собою грунт. Залишки організмів після розкладання переходять у гумус (родючу частину ґрунту). Складовими частинами ґрунту служать мінерали, органічні речовини, живі організми, вода, гази.
Переважаючі елементи хімічного складу літосфери O, Si, Al, Fe, Ca, Mg, Na, K.
Провідну роль виконує кисень, частку якого припадає половина маси земної кори та 92% її обсягу, проте кисень міцно пов'язаний з іншими елементами в головних породоутворюючих мінералах. Тобто. у кількісному відношенні земна кора – це “царство” кисню, хімічно пов'язаного під час геологічного розвитку земної кори.