22. Эволюция биосферы.

Эволюция биосферы состоит из добиотической фазы, в ходе которой химическая эволюция подготавливала возникновение жизни, и собственно биологической эволюции. Согласно сложившимся представлениям последовательность основных этапов такова:

Добиотическая эволюция:

1. Образование планеты и ее атмосферы (около 4,5 млрд лет назад). Пер-вичная атмосфера имела высокую температуру, была резко восстановительной и содержала водород, азот, пары воды, метан, аммиак, инертные газы и другие простые соединения.

2. Возникновение абиотического круговорота веществ в атмосфере за счет ее постепенного остывания и энергии солнечного излучения. Появляется жидкая вода, формируется гидросфера, круговорот воды, водная миграция элементов и многофазные химические реакции в растворах. Происходит образование и рост молекул.

3. Образование органических соединений в процессах конденсации и полимеризации простых соединений углерода, азота, водорода, кислорода за счет энергии ультрафиолетового излучения Солнца, радиоактивности, электрических разрядов и других энергетических импульсов. Аккумуляция лучистой энергии в органических веществах в результате фотохимических реакций.

трофической организации. Достигается высокая степень замкнутости биотического круговорота.

4. Возникновение круговорота органических соединений углерода, включающего реакции аккумуляции солнечной энергии и окислительно-восстановительные реакции, - зародыш биотического круговорота биосферы. Дальнейшее усложнение органических веществ и появление устойчивых комплексов макромолекул, возникновение молекулярных систем самовоспроизведения.

Биотическая эволюция:

5. Возникновение жизни (около 3,5 миллиардов лет назад). Структуризация белков и нуклеиновых кислот с участием биомембран приводит к появлению вирусоподобных тел и первичных клеток, способных к делению, – сперва хемоавтотрофных прокариот, затем – эукариот. Возникает биотический круговорот и формируются биосферные функции живого вещества.

6. Развитие фотосинтеза и обусловленное им изменение состава среды; биопродукция кислорода обусловливает постепенный переход к окислительной атмосфере. Ускоряется биогенная миграция элементов. Появление многоклеточных организмов, наземных растений и животных приводит к дальнейшему усложнению биотического круговорота. Возникают сложные экологические системы, содержащие все уровни

7. Увеличение биологического многообразия и усложнение строения и функциональной организации живых существ и биосферы в целом. Организмами заняты все экологические ниши на планете. Полностью сформировались средообразующая функция биосферы и биологический контроль ее гомеостаза.

8. Появление человека – лидера эволюции. Возникновение и развитие человеческого общества, вовлечение в техногенез непропорционально больших потоков вещества и энергии нарушает замкнутость биотического круговорота, вызывает антропогенные экологические кризисы и становится негативным фактором эволюции.

23. Атмосфера, как часть биосферы.

Атмосфера – газообразная оболочка планеты, состоящая из смеси различных газов, водяных паров и пыли. Через атмосферу осуществляется обмен вещества Земли с Космосом. Земля получает космическую пыль и метеоритный материал, теряет самые легкие газы: водород и гелий. Атмосфера Земли насквозь пронизывается мощной радиацией Солнца, определяющей диссоциацию молекул атмосферных газов и ионизацию атомов. Главными составными частями атмосферы являются азот, кислород, аргон и углекислый газ.

Самый близкий к поверхности Земли слой носит название тропосфера. В этом слое высота в средних широтах составляет 10-12 км над уровнем моря, над экватором – 16-18 км, на полюсах – 7-10 км. Температура воздуха в тропосфере уменьшается на 0,6ºС на 100 м высоты и снижается с +40ºС до –50ºС. В этом слое высотой 9-10 км, в основном, происходят явления, которые мы именуем погодой. Именно в этой части атмосферы образуются все осадки в виде дождей, почти все облака и возникает подавляющее число гроз и штормов.

В тропосфере во взвешенном состоянии присутствуют также твердые и жидкие частицы, которые, как правило, называют аэрозолями.

Выше тропосферы расположен слой толщиной около 40 км, который называют стратосферой. Воздух в ней более разряжен, влажность его невысока. Температура до отметки 30 км постоянна, около –50ºС, затем повышается до +10ºС на отметке 50 км.

Основная масса озона располагается на высотах 10-25 км с максимальной концентрацией на высотах 22-24 км. Озоновый слой (часто применяют термин «озоновый экран») имеет исключительно важное значение в сохранности жизни на Земле. Если этот газ сосредоточить у поверхности Земли, то он образовал бы пленку толщиной всего 2-4 мм, однако эта пленка служит нам защитой.

За стратосферой, на высоте более 50 км, находится мезосфера, где температура опять понижается. На высоте около 80 км она равна –70ºС. За мезосферой, еще выше (более 80 км над земной поверхностью) расположена термосфера, не имеющая определенной верхней границы, где температура увеличивается и достигает на высоте 500-600 км +1600ºС. Газы здесь сильно разрежены, молекулы редко сталкиваются друг с другом и не могут вызвать нагрева находящегося в этой зоне тела. Однако атмосферное давление с высотой уменьшается. Другими словами, воздух по мере высоты становится все разреженнее, 90% массы атмосферы сосредоточено в пределах 16 км над земной поверхностью.

И, наконец, наиболее удалена от Земли экзосфера – 800-1600 км. В ней еще обнаруживаются газы и наблюдается утечка атомов (в основном водорода и гелия), в космос.

24-Гидросфера как часть биосферы.

Гидросфера – совокупность всех вод Земли: материковых (глубинных, почвенных, поверхностных), океанических, атмосферных. Они находятся в виде паров и облаков в земной атмосфере, формируют океаны и моря, существуют в замороженном состоянии в высокогорных районах континентов и в виде мощных ледяных панцирей покрывают полярные участки суши. Атмосферные осадки проникают в толщи осадочных пород, образуя подземные воды.

Гидросфера находится в тесной зависимости с литосферой (подземные воды), атмосферой (парообразная влага) и живым веществом биосферы, в которое она входит в качестве обязательного компонента.