35. Альтернативные источники энергии и энергосберегающие технологии

Для человечества очень важно искать новые возобновляемые ресурсы. Первоначальной причиной использования альтернативных источников энергии является уменьшение выброса парниковых газов и ядовитых веществ, образующихся при сгорании нефти, газа и нефтепродуктов. Наша планета и его жители ощущают их действие уже давно. Человечество беспощадно использует невозобновляемые или трудновозобновляемые ресурсы, чтобы себя обогреть, осветить, перевезти на транспорте, накормить. Эти действия нарушают хрупкий экологический баланс на планете.

Однако у Земли есть огромнейший поставщик энергии – Солнце. Оно дает Земле столько излучения, эквивалент которого не вырабатывают все электростанции вместе взятые. Благодаря энергии Солнца дует ветер, текут реки, существуют течения в морях и океанах. Также внутри планеты очень горячо, и эта теплота выходит из недр в виде гейзеров и геотермальных источников. Их все можно «заставить работать на себя», разработав и построив соответствующие преобразователи.

Для человечества на данный момент легче использовать ископаемое топливо, такое как нефть и газ. Но многие месторождения уже исчерпали свой запас, и рано или поздно нам придется перейти на применение альтернативных источников энергии.

Нефть- природная маслянистая горючая жидкость, состоящая из сложной смеси углеводородов и некоторых других органических соединений. Нефть обнаруживается вместе с газообразными на глубинах от десятков метров до 5—6 км. Однако на глубинах свыше 4,5—5 км преобладают газовые и газоконденсатные залежи с незначительным количеством лёгких фракций. Максимальное число залежей нефти располагается на глубине 1—3 км. На малых глубинах и при естественных выходах на земную поверхность нефть преобразуется в густую мальту, полутвёрдый асфальт и др. образования — например, битуминозные пески и битумы.

36. Учение Вернадского. Понятие биосферы и ноосферы.

Учение Вернадского о биосфере

Перед современным обществом стоит задача сохранить природные богатства сегодня и предупредить отрицательные последствия в будущем. Для этого необходимо изучить многообразные процессы, постоянно протекающие в природе. Основой является учение о биосфере Земли. В структуре биосферы Вернадский выделял семь видов вещества:

1. живое;

2. биогенное (возникшее из живого или подвергшееся переработке);

3. косное (абиотическое, образованное вне жизни);

4. биокосное (возникшее на стыке живого и неживого; к биокосному, по Вернадскому, относится почва);

5. вещество в стадии радиоактивного распада;

6. рассеянные атомы;

7. вещество космического происхождения.

Вернадский был сторонником гипотезы панспермии. Методы и подходы кристаллографии Вернадский распространял на вещество живых организмов. Живое вещество развивается в реальном пространстве, которое обладает определённой структурой, симметрией и дисимметрией. Строение вещества соответствует некоему пространству, а их разнообразие свидетельствует о разнообразии пространств. Таким образом, живое и косное не могут иметь общее происхождение, они происходят из разных пространств, извечно находящихся рядом в Космосе. Некоторое время Вернадский связывал особенности пространства живого

вещества с его предполагаемым неевклидовым характером, но по неясным причинам отказался от этой трактовки и стал объяснять пространство живого как единство пространства-времени.

Важным этапом необратимой эволюции биосферы Вернадский считал её переход в стадию ноосферы.

Основные предпосылки возникновения ноосферы:

1. расселение Homo sapiens по всей поверхности планеты и его победа в соревновании с другими биологическими видами;

2. развитие всепланетных систем связи, создание единой для человечества информационной системы;

3. открытие таких новых источников энергии как атомная, после чего деятельность человека становится важной геологической силой;

4. победа демократий и доступ к управлению широких народных масс;

5. всё более широкое вовлечение людей в занятия наукой, что также делает человечество геологической силой.

Работам Вернадского был свойствен исторический оптимизм: в необратимом развитии научного знания он видел единственное доказательство существования прогресса

Биосфера (био - жизнь) - часть Земли, в которой развивается жизнь организмов, населяющих поверхность суши, нижние слои атмосферы, и гидросферу.

Таким образом, биосфера включает в себя:

1) Живые организмы (растения, животные, микроорганизмы).

2) Тропосфера (нижний слой атмосферы).

3) Гидросфера (океаны, моря, реки и т.д.).

4) Литосфера (верхняя часть земной коры).

Возраст биосферы приблизительно 4млрд. лет.

Термин "биосфера" введен в 1875 г. австрийским геологом Зюссом. Основоположник современного учения - русский ученый Вернадский Владимир Иванович (1863 -1945 гг.).

Суть этого учения: биосфера - это качественно своеобразная оболочка Земли, развитие которой в значительной мере определяется деятельностью живых организмов.

Биосфера представляет собой результат взаимодействия живой и неживой природы.

В процессе развития биосферы выделяют 3 этапа:

1) Биосфера (где человек воздействовал на природу незначительно. Возраст человечества примерно 1,5 млн. лет).

2) Биотехносфера

Современная биосфера - это результат длительной эволюции органического мира и неживой природы. Деятельность человека следует рассматривать как составную часть биосферы. Техника - это качественно новый этап её развития..

3) Ноосфера - сфера разума.

Это понятие ввел французский математик и философ Ле-Руа в 1927 году, а обосновал Вернадский в 1944 г. Это высшая стадия развития биосферы, когда разумная деятельность человека становится главным, определяющим фактором развития. В ноосфере человек становится крупной геологической силой, он перестраивает своим трудом и мыслью область своей жизни. Человек неразрывно связан с биосферой, уйти из нее не может. Его существование - есть функция биосферы, которую он неизбежно изменяет.

основные виды антропогенных воздействий на биосферу

Воздействие человека на живую природу складывается из прямого влияния и косвенного изменения природной среды. Одна из форм прямого воздействия на растения и животных - рубка леса. Оказавшись внезапно в условиях открытого местообитания, растения нижних ярусов леса испытывают неблагоприятное влияние прямого солнечного излучения. У теплолюбивых растений травянистых и кустарничковых ярусов разрушается хлорофилл, угнетается рост, некоторые виды исчезают. На местах вырубок поселяются светолюбивые растения, устойчивые к повышенной температуре и недостатку влаги. Меняется и животный мир: виды, связанные с древостоем, исчезают или мигрируют в другие места.

Ощутимое воздействие на состояние растительного покрова оказывают массовые посещения лесов отдыхающими и туристами. В этих случаях вредное влияние заключается в вытаптывании, уплотнении почвы и её загрязнении. Древесные растения засыхают. Прямое влияние человека на животный мир заключается в истреблении видов, представляющих для него пищевую или другую материальную пользу.

К числу особых видов антропогенного воздействия на биосферу относят:

1) загрязнение среды опасными отходами;

2) шумовое воздействие;

3) биологическое загрязнение;

4) воздействие электромагнитных полей и излучений и некоторые другие виды воздействий.

Экстремальные разрушительные воздействия на природную окружающую среду могут иметь антропогенный (военные действия, аварии, катастрофы) и природный характер (стихийные бедствия). Территории, в которых в результате действия аварий, катастроф, военных действий или стихийных бедствий происходят отрицательные изменения в окружающей среде, угрожающие здоровью человека, состоянию естественных экологических систем, генетическому фонду растений и животных, объявляют зонами чрезвычайной экологической ситуации.

Самым мощным разрушительным фактором из всех видов воздействия человека на окружающую среду считаются военные действия. Война наносит неслыханный урон человеческой популяции и экосистемам. Только в период второй мировой войны военными действиями была охвачена площадь около 3,3 млн км2, в ходе войны погибло 55 млн человек. Во время войны в Персидском заливе в феврале 1991 г. было взорвано 1250 нефтяных скважин, в результате чего ежедневно сгорало около 1 млн т нефти, загрязняя воздух на многие сотни километров от Кувейта. Ракетно-бомбовые удары НАТО по военным и гражданским объектам Югославии в первой половине 1999 г. привели к мощным пожарам и разрушениям, весьма опасному загрязнению воздуха, почвы, вод Дуная токсичными химическими веществами и нефтепродуктами.

Одной из наиболее острых экологических проблем в настоящее время является загрязнение окружающей природной среды отходами производства и потребления и в первую очередь опасными отходами. Сконцентрированные в отвалах, терриконах, несанкционированных свалках отходы являются источником загрязнения атмосферного воздуха, подземных и поверхностных вод, почв и растительности. Все отходы подразделяют на бытовые и промышленные (производственные).

Бытовые отходы могут находиться как в твердом, так и жидком и реже — в газообразном состояниях. Твердые бытовые отходы (ТБО) — совокупность твердых веществ (пластмасса, бумага, стекло, кожа и др.) и пищевых отбросов, образующихся в бытовых условиях. Жидкие бытовые отходы представлены в основном сточными водами хозяйственно-бытового назначения.Газообразные — выбросами различных газов.