8. Биосфера и Космос. Экологическое значение их взаимодействия. Космическое излучение. Магнитное поле Земли. Озоновый экран
Биосфера представляет собой наиболее обширное объединение живых существ. Биосферу можно определить как систему биогеоцензов, или живых сообществ. Ввиду сложности такого объединения представления о биосфере менялись и уточнялись с развитием науки, но главным в них оставалась идея обширной и целостной картины живой природы, а также взаимодействия живых систем со средой их обитания. Последние вопросы составляют содержание экологических исследований.
Взаимодействие экосистемы и окружающей её среды
Космическое излучение — Это ионизирующее излучение, непрерывно падающее на поверхность Земли из мирового пространства и образующееся в земной атмосфере в результате взаимодействия излучения с атомами воздуха.
Различают первичное и вторичное космическое излучение. Первичное космическое излучение представляет собой поток элементарных частиц, которые приходят на земную поверхность из разных областей всемирного пространства. Оно образуется вследствие извержения и испарения материи с поверхности звезд и туманностей космического пространства. Оно состоит из протонов (92%), альфа-частиц (7%), ядер атомов лития, бериллия, бора, углерода, азота, кислорода и др. (1%). Первичное космическое излучение отличается большой проникающей способностью. Космические излучения подразделяются по происхождению на внегалактические, галактические и солнечные.
Большая часть первичного космического излучения возникает в пределах нашей Галактики, энергия их чрезвычайно высокая – до 1019 эВ. При взаимодействии космических частиц с атомами элементов, находящихся в атмосфере возникает вторичное космическое излучение. Оно состоит из мезонов, электронов, позитронов, протонов, нейтронов, гамма- квантов, т.е. из практически всех известных в настоящее время частиц.
Первичные космические лучи, врываясь в атмосферу, постепенно теряют свою энергию, растрачивая ее на многочисленные столкновения с ядрами атомов воздуха. Получаемые осколки, приобретая часть энергии первичной частицы, сами становятся факторами ионизации, разрушают и ионизируют другие атомы газов воздуха, т.е. превращаются в частицы вторичного космического излучения.
Вторичное космическое излучение возникает в результате электронно-фотонных и электронно-ядерных взаимодействий. При электронно-фотонном процессе заряженная частица взаимодействует с полем ядра атома, рождая фотоны, которые образуют пары электронов и позитронов. Эти частицы, в свою очередь, вызывают возникновение новых фотонов. Электронно-ядерный процесс обусловлен взаимодействием первичных частиц, энергия которых не менее 3х109 эВ, с ядрами атомов воздушной среды. При этом взаимодействии возникает ряд новых частиц – мезонов, протонов, нейтронов. Вторичное космическое излучение имеет максимум на высоте 20-30 км, на меньшей высоте процессы поглощения вторичного излучения преобладают над процессами его образования.
Магнитное поле Земли – это область вокруг нашей планеты, где действуют магнитные силы. Вопрос о происхождении магнитного поля до сих пор окончательно не решен. Однако большинство исследователей сходятся в том, что наличием магнитного поля Земля хотя бы отчасти обязана своему ядру. Земное ядро состоит из твердой внутренней и жидкой наружной частей. Вращение Земли создает в жидком ядре постоянные течения.
Магнитное поле защищает жителей Земли и искусственные спутники от губительного воздействия космических частиц. К таким частицам относятся, например, ионизированные (заряженные) частицы солнечного ветра. Магнитное поле изменяет траекторию их движения, направляя частицы вдоль линий поля. Необходимость наличия магнитного поля для существования жизни сужает круг потенциально обитаемых планет (если мы исходим из предположения, что гипотетически возможные формы жизни похожи на земных обитателей).
Строение и характеристики магнитного поля Земли
На небольшом удалении от поверхности Земли, порядка трёх её радиусов, магнитные силовые линии имеют диполеподобное расположение. Эта область называется плазмосферой Земли.
По мере удаления от поверхности Земли усиливается воздействие солнечного ветра: со стороны Солнца геомагнитное поле сжимается, а с противоположной, ночной стороны, оно вытягивается в длинный хвост.
Плазмосфера
Заметное влияние на магнитное поле на поверхности Земли оказывают токи в ионосфере. Эта область верхней атмосферы, простирающаяся от высот порядка 100 км и выше. Содержит большое количество ионов. Плазма удерживается магнитным полем Земли, но её состояние определяется взаимодействием магнитного поля Земли с солнечным ветром, чем и объясняется связь магнитных бурь на Земле с солнечными вспышками.
Озоновый экран (слой) — часть атмосферы Земли, располагающаяся на высоте 20-25 км. Озоновый слой защищает жизнь на Земле от вредного ультрафиолетового излучения. Возникновение озоновой дыры — экологическая проблема, которая поставила под угрозу жизнь на Земле.
Озон, также, регулирует жесткость космического излучения. Если этот газ хотя бы частично уничтожается, то, естественно жесткость излучения резко возрастает, а, следовательно, происходят реальные изменения растительного и животного мира.
Озоновый слой защищает жизнь на Земле от вредного ультрафиолетового излучения Солнца. Обнаружено, что в течение многих лет озоновый слой претерпевает небольшое, но постоянное ослабление над некоторыми районами Земного шара, включая густонаселенные районы в средних широтах Северного полушария. Над Антарктикой обнаружена обширная «озоновая дыра» (следует уяснить: озоновая дыра, вопреки своему названию, — это не брешь в атмосфере; молекула озона отличается от обычной молекулы кислорода тем, что состоит не из двух, а из трех атомов кислорода, соединенных друг с другом).
Разрушение озона происходит из-за воздействия ультрафиолетовой радиации, космических лучей, некоторых газов: соединений азота, хлора и брома, фторхлоруглеродов (фреонов). Деятельность человека, приводящая к разрушению озонового слоя, вызывает наибольшую тревогу. Поэтому многие страны подписали международное соглашение, предусматривающее сокращение производства озоноразрушающих веществ. Однако озоновый слой разрушает также реактивная авиация и некоторые пуски космических ракет.
Сейчас за состоянием озонового экрана Земли непрерывно следят ученые всего мира. Для этого используются и космические спутники, и специальные самолеты-лаборатории. Разработаны и выпускаются экологически безопасные фреоны и их заменители. Но озоновый слой по-прежнему находится в критическом состоянии: требуются десятилетия, чтобы он начал возвращаться в свое естественное состояние.
studfiles.net
Озоновый слой — Википедия
Материал из Википедии — свободной энциклопедии
Озоновый слой в атмосфере
Абсорбция ультрафиолетового излучения озоновым слоем. По горизонтальной оси отложена концентрация озона в единицах Добсона (DU) на километр высоты. По вертикальной оси — высота в километрах. Показано также поглощение в трёх диапазонах ультрафиолета (см. текст)Озо́новый слой — часть стратосферы на высоте от 20 до 25 км (в тропических широтах 25—30 км, в умеренных 20—25, в полярных 15—20), с наибольшим содержанием озона (вещества, молекула которого состоит из трёх атомов кислорода, O3), образующегося в результате воздействия ультрафиолетового излучения Солнца на молекулярный кислород (O 2). При этом с наибольшей интенсивностью, именно благодаря процессам диссоциации кислорода, атомы которого затем образуют озон, происходит поглощение ближней (к видимому свету) части ультрафиолета солнечного спектра. Кроме того, диссоциация озона под воздействием ультрафиолетового излучения приводит к поглощению наиболее жёсткой его части.
Около 90 % атмосферного озона находится в стратосфере, главным образом на высоте от 20 до 40 км над поверхностью Земли. Его концентрация в стратосфере составляет от 2 до 8 частей на миллион. Общее количество озона в атмосфере таково, что если бы можно было весь его переместить на уровень моря и сконцентрировать до атмосферного давления при температуре 0 °C, он занял бы слой высотой всего 3 мм (это соответствует 300 единицам Добсона, или 300×2,69×1016 молекул озона на квадратный сантиметр поверхности Земли). Для сравнения, вся сжатая под нормальным давлением атмосфера составляла бы слой в 8 км. Озоновый слой поглощает от 97 до 99 % солнечного излучения в области длин волн от 200 до 315 нм.
Очень опасный ультрафиолет в диапазоне UV-c (100—280 нм) практически полностью поглощается кислородом (< 200 нм с образованием монокислорода и далее озона) и озоном (200—280 нм) в самых верхних слоях атмосферы, выше 35 км. Диапазон UV-b (280—315 нм), вызывающий загар и рак кожи, поглощается озоном почти полностью, до поверхности Земли доходит лишь несколько процентов, причём в длинноволновой части этого диапазона, тогда как на длине волны 290 нм коэффициент поглощения озонового слоя составляет 3,5×108. Диапазон UV-a (315—400 нм), ближайший к видимому свету (400—700 нм) почти не поглощается (см. рис.)[1].
Благодаря нагреванию воздуха вследствие поглощения озоном солнечных лучей возникает температурная инверсия, то есть повышение температуры с высотой. Таким образом, тропосфера и стратосфера разделяются тропопаузой и смешивание воздуха между этими слоями атмосферы затруднено.
Озоновый слой образовался в атмосфере Земли 500—600 млн лет назад, когда в ней вследствие фотосинтеза
ru.wikipedia.org
Что такое «озоновый экран»? Каково его значение?
Вы когда-нибудь находили в Интернете ролик, где показана Земля: от её ядра до вида на планету из далёкого космоса?
Я предлагаю вам отправиться вместе со мной в такой полёт, чтобы ответить на вопрос об «озоновом экране». И посмотрим мы сначала на…
Оболочки земли
Наша удивительная планета опоясывается несколькими оболочками. Вот основные из них:
- литосфера покрывает поверхность Земли: в неё входит земная кора и верхний слой мантии
- гидросфера представляет все водные пространства.
- биосфера – это все живые организмы на планете
- атмосфера – воздушное пространство, окружающее нашу планету.
Подлетаем ближе и видим, что эти оболочки также состоят из нескольких более мелких. Присмотримся к атмосфере: её можно разделить на 5 слоёв. Обратите внимание на стратосферу – слой на высоте от 11 до 50 км от поверхности. Вы можете заметить, что там под воздействием светового излучения происходят химические реакции, благодаря которым в стратосфере появляется озон, образующий тот самый озоновый слой. Наиболее активно озон вырабатывается на высоте 25-30 км.
Что такое озоновый экран и каково его значение
«Озоновый экран» – это слой атмосферы с наибольшей концентрацией озона.
Его основная задача – поглощать большую часть ультрафиолетового излучения, идущего от Солнца. Ультрафиолетовое излучение в больших объёмах крайне опасно для человека и природы, поэтому сохранять цельность озонового слоя очень важно.
Кроме того, озон поглощает тепловую энергию Земли, не давая ей «уйти» в космос, тем самым сохраняя тепло в атмосфере.
Как предотвратить разрушение озонового слоя
Как я уже отметила, озоновый слой очень важен для всего живого. К сожалению, в последнее время он истощается и разрушается. Это является одной из глобальных проблем экологии. Например, вредят озоновому слою космические аппараты, проходящие сквозь экран и буквально прожигающие его. Но больший удар идёт от использования фреонов – бесцветных химических веществ, используемых во многих отраслях производства: косметической и медицинской (в распылителях), холодильной. Таким образом, для того, чтобы снизить уровень пагубного влияния фреонов на озоновый слой, достаточно пользоваться экологическими аэрозолями и бытовыми приборами, и в последнее время многие производства пошли на такие меры.
Я надеюсь, что наше путешествие вам понравилось и вы обязательно задумаетесь о том, как именно можно снизить риск разрушения озонового слоя.
travelask.ru
Роль озонового экрана состоит в
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Сообщение по биологии
Озоновыйэкран
ученицы 10 класса
средней школы №24
Архаровой Надежды
Озоновыйэкран
Озоновыйслой — часть атмосферы Земли, располагающаяся на высоте 20-25 км (на высотах от 7-8 км на полюсах, 17-18 км на экваторе и примерно до 50 километров над земной поверхностью, гуще всего озон в слое 22 — 24 км над Землей). Эта воздушная оболочка состоит из химической разновидности кислорода — озона.Относительно высокая концентрация озона (около 8 мл/м?) поглощает опасные ультрафиолетовые лучи и надежно защищает все живое на нашей планете от губительного ультрафиолетового излучения Солнца. Если бы не озоновый экран Земли, человеку было бы опасно находиться под солнечными лучами, так как ультрафиолет вызывает у людей опасные заболевания. Более того, если бы не озоновый слой, то жизнь не смогла бы вообще выбраться из океанов и высокоразвитые формы жизни типа млекопитающих, включая человека, не возникли бы. Наибольшая плотность озона встречается на высоте 20 км, наибольшая часть в общем объёме — на высоте 40 км. Если бы можно было извлечь весь озон, находящийся в атмосфере, и сжать под нормальным давлением, то в результате вышел бы слой, покрывающий поверхность Земли толщиной всего 3 мм. Для сравнения, вся сжатая под нормальным давлением атмосфера составляла бы слой в 8 км.
В воздухе всегда присутствует озон, концентрация которого у земной поверхности составляет в среднем 10-6%. Озон образуется в верхних слоях атмосферы из атомарного кислорода в результате химической реакции под влиянием солнечной радиации, вызывающей диссоциацию молекул кислорода. Озон — активный газ и может неблагоприятно действовать на человека. Обычно его концентрация в нижней атмосфере незначительна и он не оказывает вредного влияния на человека. Большие количества озона образуются в крупных городах с интенсивным движением автотранспорта в результате фотохимических превращений выхлопных газов автомашин. Озон поглощает некоторую часть инфракрасного излучения Земли. Благодаря этому он задерживает около 20% излучения Земли, повышая отепляющее действие атмосферы.
Озон, также, регулирует жесткость космического излучения. Если этот газ хотя бы частично уничтожается, то, естественно жесткость излучения резко возрастает, а, следовательно, происходят реальные изменения растительного и животного мира.
Уже доказано, что отсутствие или малая концентрация озона может или приводит к раковым заболеваниям, что самым наихудшим образом отражается на человечестве и его способностью к воспроизводству.
Озоновый слой защищает жизнь на Земле от вредного ультрафиолетового излучения Солнца. Обнаружено, что в течение многих лет озоновый слой претерпевает небольшое, но постоянное ослабление над некоторыми районами Земного шара, включая густо населенные районы в средних широтах Северного полушария. Над Антарктикой обнаружена обширная «озоновая дыра» (следует уяснить: озоновая дыра, вопреки своему названию, — это не брешь в атмосфере; молекула озона отличается от обычной молекулы кислорода тем, что состоит не из двух, а из трех атомов кислорода, соединенных друг с другом).
Разрушение озона происходит из-за воздействия ультрафиолетовой радиации, космических лучей, некоторых газов: соединений азота, хлора и брома, фторхлоруглеродов (фреонов). Деятельность человека, приводящая к разрушению озонового слоя, вызывает наибольшую тревогу. Поэтому многие страны подписали международное соглашение, предусматривающее сокращение производства озоноразрушающих веществ. Однако озоновый слой разрушает также реактивная авиация и некоторые пуски космических ракет.
Предполагается множество причин ослабления озонового щита:
Во-первых, запуски космических ракет. Сгорающее топливо «выжигает» в озоновом слое большие дыры. Когда-то предполагалось, что эти «дыры» затягиваются. Оказалось, нет. Они существуют довольно долго.
Во-вторых, самолеты. Особенно, летящие на высотах в 12-15 км. Выбрасываемый ими пар и другие вещества разрушают озон. Но, в то же время самолеты, летающие ниже 12 км. Дают прибавку озона. В городах он — один из составляющих фотохимического смога.
В-третьих, окислители азота. Их выбрасывают те же самолеты, но больше всего их выделяется с поверхности почвы, особенно при разложении азотных удобрений.
В-четвертых, хлор и его соединения с кислородом. Огромное количество (до 700 тысяч тонн) этого газа поступает в атмосферу, прежде всего от разложения фреонов. Фреоны — это не вступающие у поверхности Земли ни в какие химические реакции газы, кипящие при комнатной температуре, а потому резко увеличивающие свой объем, что делает их хорошими распылителями. Поскольку при их расширении снижается их температура, фреоны широко используют в холодильной промышленности.
Каждый год количество фреонов в земной атмосфере увеличивается на 8-9%. Они постепенно поднимаются наверх, в стратосферу и под воздействием солнечных лучей становятся активными — вступают в фотохимические реакции, выделяя атомарный хлор. Каждая частица хлора способна разрушить сотни и тысячи молекул озона.
В 1974 году американские ученые Марио Молина и Шепвуд Роулэнд впервые предположили, что причина постепенного истощения защитного слоя Земли — в хозяйственной деятельности человека. Газ фреон, который широко используется при производстве холодильников, кондиционеров и дезодорантов, поднимаясь в атмосферу, разрушает озоновый экран.В 1984 английский исследователь Д. Ч. Фарман обнаружил над Антарктидой разрыв озонового слоя, подтвердив теорию американских коллег.
В 1985 году британские ученые, работавшие на Южном полюсе, обнаружили, что во время антарктической весны уровень озона в атмосфере там значительно ниже нормы.
Ежегодно в одно и то же время количество озона уменьшалось — иногда в большей степени, иногда в меньшей. Подобные, но не столь ярко выраженные озоновые дыры появлялись также над Северным полюсом — во время арктической весны.
В последующие годы ученые выяснили, отчего появляется озоновая дыра. Когда солнце прячется и начинается долгая полярная ночь, происходит резкое падение температуры, и образуются высокие стратосферные облака, содержащие кристаллики льда. Появление этих кристалликов вызывает серию сложных химических реакций, приводящих к накоплению молекулярного хлора (молекула хлора состоит из двух соединенных атомов хлора). Когда появляется солнце и начинается антарктическая весна, под действием ультрафиолетовых лучей происходит разрыв внутримолекулярных связей, и в атмосферу устремляется поток атомов хлора. Эти атомы выступают в роли катализаторов реакций превращения озона в простой кислород, протекающих по следующей двойной схеме:
Cl + O3 —> ClO + O2 и ClO + O —> Cl + O2
В результате этих реакций молекулы озона (O3) превращаются в молекулы кислорода (O2), причем исходные атомы хлора остаются в свободном состоянии и снова участвуют в этом процессе (каждая молекула хлора разрушает миллион молекул озона до того, как они удалятся из атмосферы под действием других химических реакций). Вследствие этой цепочки превращений озон начинает исчезать из атмосферы над Антарктидой, образуя озоновую дыру. Однако вскоре, с потеплением, антарктические вихри разрушаются, свежий воздух (содержащий новый озон) устремляется в этот район, и дыра исчезает.
Возникновение озоновой дыры — первая экологическая проблема, которая поставила под угрозу жизнь на Земле. Необходимо было действовать сообща, жертвуя материальной выгодой и сиюминутными интересами. В итоге в 1987 году многие страны мира подписали Монреальский протокол. В документе были перечислены самые опасные фреоны, и страны обязались снизить их выпуск. В 1990 году в Лондоне в протокол внесли поправку. Было решено к 1995 году снизить производство фреонов вдвое, а к 2000 году прекратить совсем. Сегодня ученые верят, что лет через пятьдесят озоновый слой восстановится полностью
Ученые подсчитали, что уже имеющиеся в атмосфере фреоны будут еще в течение 100 лет разрушать озоновый слой планеты. В 1991 появилась еще одна дыра — над Северным полушарием.
Она распространилась над населенными районами Северной Америки, Европы и Азии.
Сейчас за состоянием озонового экрана Земли непрерывно следят ученые всего мира. Для этого используются и космические спутники, и специальные самолеты-лаборатории. Разработаны и выпускаются экологически безопасные фреоны и их заменители. Но озоновый слой по-прежнему находится в критическом состоянии: требуются десятилетия, чтобы он начал возвращаться в свое естественное состояние.
Загрязнение атмосферы и его влияние на озоновый слой Земли
Озоносфера как важнейшая составная часть атмосферы, влияющая на климат и защищающая все живое на Земле от ультрафиолетового излучения Солнца. Образование озоновых дыр в озоновом слое Земли. Химические и геологические источники загрязнения атмосферы.
реферат [38,9 K], добавлен 05.06.2012
Озоновый слой земли
Химическая формула и свойства озона. Роль атмосферного и тропосферного озона в защите живых организмов от действия ультрафиолетового излучения. Дыры в озоновом слое Земли, гипотезы об их происхождении. Международные конвенции по охране озонового слоя.
реферат [23,8 K], добавлен 20.01.2015
Озоновый экран планеты
Озон и его роль в атмосфере. Озоновый экран: понятие, природа, механизм образования. Озоновый слой и биосфера. Последствия и главные источники разрушения слоя. Причины возникновения дефицита витамина Д. Сжигание промышленного топлива и атмосфера.
контрольная работа [18,0 K], добавлен 16.01.2013
Озоновый слой Земли
Озон — атмосферный газ, разновидность кислорода: свойства, защитные функции. Промышленные и бытовые атмосферные загрязнители как причина образования озоновых дыр над Антарктикой. Механизм разрушения озонового слоя; меры по защите, способы восстановления.
реферат [31,3 K], добавлен 21.12.2011
Озоновый слой
Понятие и местоположение озонового слоя, его функциональные особенности и оценка значения для биосферы Земли. Структура и элементы озонового слоя, причины его ослабления в последние десятилетия, негативные последствия данного процесса и его замедление.
презентация [339,3 K], добавлен 24.02.2013
Источники загрязнения атмосферы
Естественные источники загрязнения атмосферы. Понятие сухой седиментации, способы ее расчета. Соединения азота и хлора как основные вещества, разрушающие озоновый слой. Проблема утилизации и захоронения отходов. Химический показатель загрязнения воды.
контрольная работа [34,0 K], добавлен 23.02.2009
Озоновый слой
Изучение химических особенностей, реакций синтеза и распада озона. Характеристика основных соединений, приводящих к изменению текущего состояния озонового слоя. Влияние ультрафиолета на человека. Международные соглашения в области охраны озонового слоя.
реферат [16,8 K], добавлен 24.01.2013
Озоновая защита живого: проблема сохранения и возможность восстановления
Характеристика местоположения, функций и значения озонового слоя, истощение которого может оказать значительное влияние на экологию Мирового океана. Механизмы образования «озоновой дыры» — многообразие антропогенного вмешательства. Пути решения проблемы.
контрольная работа [30,1 K], добавлен 14.12.2010
Глобальные экологические проблемы и пути их решения
Экологические проблемы атмосферы: загрязнение, парниковый эффект, озоновые дыры, кислотные дожди. Загрязненные города России. Глобальное потепление, выбросы веществ в атмосферу. Препараты, разрушающие озоновый слой. Загрязнение вод Мирового океана.
презентация [843,3 K], добавлен 12.02.2012
Загрязнение атмосферы как одна из важнейших экологических проблем современности
Последствия загрязнения приземной атмосферы. Отрицательное влияние загрязненной атмосферы на почвенно-растительный покров. Состав и расчет выбросов загрязняющих веществ. Трансграничное загрязнение, озоновый слой Земли. Кислотность атмосферных осадков.
реферат [547,7 K], добавлен 12.01.2013
a-viptravel.ru
14.Озоновый экран планеты и его роль сохранения жизни на Земле.
1. Роль наук о земле в современном естествознании.
Науки о земле исследуют и обобщают самые разнообразные научные факты о природе. Природа – не случайное скопление предметов и явлений, а закономерная целостная система, где предметы, явления связаны между собой, зависят друг от друга и обуславливают друг друга. Вот почему ни одно явление в природе не может быть понято, если рассматривать его вне связи с другими
Естествознание- система наук о природе, основу которой составляют физика, химия и биология. Взаимосвязь и взаимообуславливание предметов и явлений – один из наиболее общих законов объективной реальности и задача естествознания – обнаружить эту связь в большим и малом, в частностях и целом.
В Вселенной все постоянно преобразуется. Природа вечна и бесконечна, отдельное 0- приходящее. Так на протяжении геологических эпох неоднократно гибнут и возникают новые Иры животных и растений. человек в природе с одной стороны – ее биологическая часть, с другой стороны – активный пользователь. В условиях усложненного взаимодействия природы и человека, когда очевидным становится следствие антропогенеза в отношении природной среды, центральное положение в современном естествознании занимают «Науки о земле», объединяющие географии., геологи., геофизику, геохимии., экологию, планетологию.
2.Предмет, объекты и методы наук о Земле.
Ноз охватывает все отрасли знания о нашей планете не являясь их суммой, а обобщающей системой, включающей в себя данные таких фундаментальных наук как физика, химия, астрономия, и др. дисциплины. Экология – наука о взаимодействии природы и общества, связывает ноз между собой и биологией и дет выход в науки о человеке и человечестве. Данные о ноз непосредственно обосновываются и включаются в экологическую практику.
Современная структура предмета НОЗ м.б. представлена в обобщающем виде, исходя из принадлежности изучаемого объекта к различным уровням организации – от физических полей и частиц до биосферы и планеты в целом.
Физ поля и волны – геофизика
Атомное строение и хим состав Земли – геохимия
Исследования разноуровневых геосистем – химия почв, ландшафтов.
Объектами собственно геологогеографических наук – геосистемы, организованные на более высоком уровне, чем физхим тела и процессы. Например, учение об элементарных геосистемах – минералогия. При этом минералы имеют крист форму , опр химсост => минералогия тесно связана с керисаллографией и кристаллохимией.
К высшим геологогеографическим уровням относятся геооболочки и геосферы, соотношение коорых и определяет структуру наук о Земелею Внутренние оболочки исследуются преимущественно геологическими, а внешние – георгафическимию Соответсвенно, почвенная оболочка изучается почвовоедением, орг.слой – биогеографией и чением о биосфере, водная оболочка – гидрологией и океанологией, воздушная – метеорологией и климатологией, планетология связывает геолгеограф знания с астрономическими.
Все НОЗ исторические, т.к. рассматривают развитие природных процессов во времени. В этом направлении широко используются различные методы:
1)геологический – изучает типы горных пород,2) палеонтологический (классифицирует др. растения и животных, 3)изотопный определяет возраст горных пород, минералов, остатков жизни.
Наша планета предстает как сложная естественная система. Но так же является и динамической системой с моногоступенчатыми процессам саморегуляции, а так же накопления, хранения и передачи информации. Основными компонентами Земли являются атмосфера, гидросфера, литосфера, криосфера и биосфера. Все они образуют единую биогеографическую систему. Каждый из компонентов имеет свои характеристики, но связан с другими самыми разнообразными физхим процессами. Солнечное излучение является первичным внешним фактором, обеспечивающим Е движения данной системы.
3) Какой вклад в развитие естествознания внесли работы Галилея, Коперника, Кеплера, Декарта, Ньютона?
Н.Коперникв 15 в в знаменитом труде «Об обращениях небесных сфер» излагает гелиоцентрическую систему мира, противостоящую признанной в то время геоцентрической системе Птолемея. Он согласен только в том, что Земля и небесный свод имеют сферическую форму. В «малом комментарии относительно установленных гипотез о небесных движениях» Коперник формулирует 7 постулатов?
1. Не существует одного центра для всех небесных орбит или сфер
2. Центр земли не является центром мира, но только центром тяготения лунной орбиты
3. все сферы движутся вокруг солнца, расположенного в центре мира.
4. отношение радиуса земной орбиты к радиусу вселенной меньше, чем отношение радиуса земли к радиусу земной орбиты. Радиус земли можно считать исчезающее малой величиной по сравнению с радиусом вселенной.
5. все движения, наблюдаемые у небесной тверди принадлежат не ей самой, а земле. Таким образом, одно движение достаточно для объяснения большого числа видимых неравномерностей.
Взгляды Коперника сыграли решающую роль в становлении астрономии. Его идеи развил Дж.Бруно.
Галилео Галилей16 век. Выступил одним из основателей экспериментального естествознания. Изобрел зрительную трубу. Увеличивавшую в 32 раза. Увидел пятна на Солнце, спутники Юпитера, кратеры на луне. Считал исходным пунктом в познании мира наблюдение, а основной науки – опыт.
Открытия Галилея подтвердили истинность гелиоцентрической системы Коперника.
Свои идеи изложил в «диалоге о двух системах мира», после чего был обвинен в ереси и был вынужден отречься от учения Коперника.
Иоганн Кеплероткрыл законы движения планет по результатам многочисленных наблюдений Т.Браге. Кеплер основывался на гипотезе, что траекторией движения Марса и др.планет является не окружность, а эллипс. Результанты наблюдений соответствовали этой гипотезе. Так связывая астрономию и физику, Кеплер создает динамическую модель вселенной, которая заменяет формальную схему античной космологии природным законом движения планет. В модели вселенной Кеплера основой небесной механики становится физреальность, а не математическая схема. Геометрические описания движения основываются на данных наблюдения. Цель Кеплера – показать, что небесная машина не является видом божественного существа, а подобна часовому механизму, поскольку все ее движения инициируются одной телесной силой, подобно тому, как в часах все приводится в движение грузилом.
Рене Декарт. Создал учение о природе названное картезианской физикой. В его основу легли принцип относительности перемещения и взаимодействия, а так же космологическая концепция о естественном происхождении и развитии солнечной системы, которое обусловлено только свойствами материи и движением ее разнородных частиц. Космологическая гипотеза Декарта – теория вихрей. Во вселенной существует материальный круг одновременно и совместно движущихся тел. Вселенная имеет три области – вихрь вокруг солнца, вихрь вокруг звезд, и все, что вне первого и второго.
И.Ньютон. Совершил множество открытий. Разработал дифф. И инт. Исчисления, открыл дисперсию света, хроматическую абберацию, исследовал интерференцию и дифракцию, развил корпускулярную теорию света, высказал гипотезу о корпускулярно-волновом дуализме, построил зеркальный телескоп. Открыл закон всемирного тяготения, который является основой теории движения небесной механики. Пространство и время считал абсолютными.
Ньютоновская механика обобщила модели и законы таких видов механического движения как колебания маятника, свободное падение тел, движение по наклонной плоскости, по окружности, движение планет. Важнейшими выдвинул понятия пространства и времени. Ньютон рассматривает их как две самостоятельные реальности, не связанные друг с другом. Выделил абсолютное и относительное пространство. Абсолютное всегда одинаково и неподвижно. А относительное — трехмерное, определяется нашими чувствами по положению относительно некоторых тел. Абсолютное и относительное время.
Ньютон опровергал вихревую концепцию Декарта, разделял пространство и материю, считая реальным существование абсолютного пространства и причиной реального движения – силы. Активной силой природы выступает тяготение, на Земле это сила тяжести. В космосе – виды космического притяжения.
4) Вселенная и ее объекты.
Вселенная – все существующий материальный мир, безграничный во времени и бесконечно разнообразный по формам, которые принимает материя в процессе своего развития. Часть вселенной, доступная исследованию современными астрономическими средствами называется мегагалактикой.
Центральными объектами структуры вселенной являются Галактики. Галактика – скопление звезд и звездных систем, которое имеет свой центра притяжения – ядро. Пространство галактики пронизано магнитными полями, космическими лучами и потоками нейтрино. Одна галактика включает в себя до 10 в 13 звезд. Мегагаглактика содержит несколько миллиардов галактик, образующих группы, скопления и сверхскопления. Одиночные галактики встречаются редко. Во вселенной распространены равномерно. Галактики различаются по форме: сферические, спиралевидные(большинство), эллиптические, сплюснутые, неправильны. Строение спир.гал. : ядро, диск, рукава. Средние по возрасту и молодые звезды располагаются в диске и рукавах.
Звезды – газовые шары, светящее собсвенным светом. Отдельные группы планет – созвездия. Пояс зодиака. Размерность звезд определяют в сравнении с размерностью солнца. Сверхгиганты имеют массу, равную 60 массам солнца, а резмеры больше в десятки раз. Звезлды карлики уступают по размерам солнцу, некоторые из них меньше земли и луны, обладают высокй плотностью. Огромной плотностью обладаю нейтронные звезды, их диаметр все несколько десятков км. Они быстро вращаются, излучают импульсы, поэтому их зовут пульсарами. Еслмасса ядра звезды превышает две массы солнца, то его сжатие под силами гравитации неизбежно приводит к образовнию черной дыры – массивного объекта, из которого не могут вылететь даже фотоны света.
В наружных слоях звезд преобладает водород, на втором месте- гелий., есть немого углерода и азота, минимум железа.
Источником светимости звезды служат ядерные реакции преобразования водорода в гелий. Образуется устойчивое гелиевое ядро. По характеру свечения выделяют переменные звезды, меняющие блеск и спектр, красны гиганты, в результате распада которых образуются желтые и белые карлики. Характеризуются различными поверхностнымиторемпературами: «холодные» 3-4 тыс – красного цвета, солнце 6 тыс. – желтое, горячие – выше 12 тыс – белый или голубоваты оттенок. Жизнь звезд различается по длительности от миллионов до миллиардов лет. Протозвезды – скопления светящегося газа, начальное состояния рождения звезды. Расстояние до звезд меряют методом параллакса. Парсек или световой год. Сверхновая – взрыв звезды с выделением энергии и тяжелых элементов.
Элементный состав земной коры.
Земная кора – самая неоднородная и сложно-устроенная верхняя оболочка земли. Количество распространенных химических элементов в земной коре впервые установил Ф.Кларк. Его сводка содержала сведения о 50 хим. элементах. В 1923 г. Ферсман предложил термином «кларк» называть средне содержание хим. элемента в земной коре, почвах, водах. Почти половина земной коры состоит из кислорода. O2 – 47%, Si – 29,5%, Al – 8,05%, Fe – 4,65%, Ca – 2,96%, K – 2,5%, Na – 1,87%, Mg – 1,87%, Ti – 0,45%. Средний химический состав земной коры отличается от среднего химического состава земли. Кларки большинства элементов не превышают 0,01 – 0,001%. Если элементы имеют слабую способность к концентрации, то они называются рассеянными-редкими. Микроэлементы – элементы, содержащиеся в данной системе в кол-ве от 0,01%. В 1937 дл выражения результатов анализов Вернадский предложил термины «кларк-концентр.» и «кларк-рассеивающий». К-к – это отношение содержания элемента в данной системе к ее кларку. Если к-к мньше 1, то польз. обратная величина – к-р.
Возраст земли и этапы ее развития
Установить возраст Земли оказалось возможным после открытия явления радиоактивностию Стало понятно, что радиоактивные ядра распадаются с постоянной скоростью, не зависящей от озменения окружающих условий.
В природе есть эелементы и изотопы, радиоактивный распад которых используется в геологическом летоисчислении: u, torij, Rb, Pb, К,С. Абсолютный возраст геологической породы определяется на количественном соотношении радиоактивного элемента и продуктов его распада. В результате обработки земных и лунных пород, метеоритов, установили их возраст 4,55 млрд лет. Этот возраст был установлении на соотношении изотопов олова. Предполагают, что землеподобные планеты сформировались 5,6 – 4,55 млрд.л.н. По мере разработки методик ядерной геохронолоии удалось установить границы горных пород разных возрасто. Возраст можно установить в одном геологическом разрезе, поскольку каждый налегающий поаст образован позднее того пласта, на котором он лежит.
Этапы развития Земли – догеологический, геологический.
На международном геологическом конгрессу была принята геохронологическая шкала. Были введены понятия мегациклов, эры, периодов, эпох и т.д.
Несмотря на условнойсть разделения, на рубеже эр или периодов происходили сущетсвенные геологические преобразования. А каждое подразделение отличалось качественным своеобразием. По степени изученности вся история планенты делится на два этапа – догеологический, не оставивиший достоверных свидетельств совего развития и геологический. В геологическом этапе древние мегациклы охватывают промежуток времени от 570-3800 млн.л. Этот промежуток получил название криптозоя или времени скрытой жизни. Его начало связывают с формирование земной коры, первичной атмосферы, а конец – с появлением раст. и жив. Этот этап недостаточно изучен, хотя геологи установили необратимый характер осадкообразовния и основное направление эколюции Земли под влиянием развивающейся жизни
Криптозой и фанерозой
Криптозой (570-3800 млн.л) – мегацикл. Характеризующийся скрытым развитием жизни. Здесь происходит образование земной коры, первичной атмосфергы, гидросферы, появление первых живых организмов и распространение водорослей. Разделяется на эры.
1)Катархей(3800млн.л.н). х-ся отсутствие окаменелых организмов 2)архей (3000 млн.л.н) Появляются первые прокариоты 3) протерозой (2000млн.л.н) разделятеся на нижний и верхний. Внижнем появляются низшие растения, а в ерхнем происходит распространение красных водорослей и появление первых эукариот и многоклеточных. В конце периода появялются иглокожие и кишечнополостные
Фанерозой– мегацикл х-ся временем явной жизни. Делится на три эры 1
Этап | Мц | Эра | период | время | Основные события |
геологический | Фанерозой (570 млн.л) | Кайнозойская (эра новой жизни | антропоген | Формируется современная флора и фауна, появляется человек. Расцвет млекопитающих. Формирование поясов. Первые приматы | |
неоген | |||||
палеоген | |||||
мезозойская | меловой | 144 | Время появления динозавров, покрытосеменных, гибель динозавров (косм теория). На земле появились цветковые растении, двукрылые, перепончатокрылые, костистые рыбы, птицы и млекопитающие. | ||
юрский | 212 | ||||
триасовый | 250 | ||||
палеозойская (эра древней жизни) | Быстрое развитие жизни, кислородная революция – изменение биосферы. Переход от прокариотов к эукариотам. В начале пелеозоя живое вещество выходит на сушу и занимет области с влажным климатом. Форм назем флора и фауна. Формируются биоклиматические пояса с характерными представителями животного мира. Организмы начинают усваивать минеральные в-ва для форм скелета. В кембрии распространялись бактерии, споровыек, жгутиконосцы, в девоне- насекомы е земноводные. Первыек растения появились – споровые(кустарники_ форм озоновго экрана. К концу палеозоя трилобиты и ракоскорпионы вымирают, появляются голосеменные, развиваются пресмыкающиеся и земноводные. | ||||
пермский | 285 | ||||
девноский | |||||
силур | |||||
ордовик | |||||
кембрийский | 438 | ||||
Криптозой | протерозой | верхний | 2000 | Распр.водорослей, эукариоты, многоклеточные, появл кишечнополостных и иглокожих | |
нижний | Низшие раст | ||||
архей | 3000 | прокариоты | |||
Катархей | 3800 | — | |||
догеологический |
Небулярная теории Канта-лапоаса.
Опираясь на механику Ньютона кант выдвигате теорию естественной истории неба и делает попытку применить принципы механики не только к объямнению стронеия соленчной системы,но и ее возникновению и развитию. Кант предположил. Что Солнце и планеты сформировались из холодной пылевой туиманности. Благодаря упорядоченному вращательному движению вокруг возникшего центрального сгущения образовалось солнце, а вокруг меньших = планеты. Канттак же поставил вопрос о происхождении вселенной. Он предположил, что мироздание движется к своей гибеди, но в противовоес этому вселенная создает где-то новые миры.
Спусты десятилетии Лаплас математически доказал устойчивость солнечной системы, ускорение движения луны, выдвинул концепцию о происхождении СС. Предположил, что первоначальная туманность была очень горячей и находилась в состоянии медленного вращения. Сжимаясь под действием всемирного тяготения, туманность вследствие закона сохранения количества движения вращалась все быстрее. Из-за больших центробежных сил от нее отделились кольца. В дальнейшем, конденсируяс, они образовали планеты.
Несмотря на существенные различия в гипотезах, общим является представление о возникновении СС из туманности. Теория получила широкое признание и была названиа небулярной концепцией Канта-Лапласа.
Землетрясения. Причины и типы.
Землетресяния – это внезапное и резкое сотрясение земной поверхности, проявляются в виде толчков различной силы. Это толчки. Происходящие в недрах земли, колебания которых переходят в колебания поверхности, передающиеся на большие расстояния. Причины землетрясений: трение сдивигающихся плит, горообразование. Сдвиговое напряжение время от времени превосходит предел прочности пород. Различают мелокфокусные землетрясения (на глубинах до 70 км), 2) среднефокусные/промежуточные (от 70 до 300 км) 3 глубокофокусные (300-720)
Виды: вулканические – в результате высокого напряжения в недрах вулкана, техногенные – деят ч-ка, обвальные, искусственные.
Галактики, их форма и строение. Положение солнечной системы
Центральными объектами структуры вселенной являются Галактики. Галактика – скопление звезд и звездных систем, которое имеет свой центра притяжения – ядро. Пространство галактики пронизано магнитными полями, космическими лучами и потоками нейтрино. Одна галактика включает в себя до 10 в 13 звезд. Метагаглактика содержит несколько миллиардов галактик, образующих группы, скопления и сверхскопления. Одиночные галактики встречаются редко. Во вселенной распространены равномерно. Галактики различаются по форме: сферические, спиралевидные(большинство), эллиптические, сплюснутые, неправильны. Строение спир.гал. : ядро, диск, рукава. Средние по возрасту, и молодые звезды располагаются в диске и рукавах. Звезды и звездные системы в галактиках движутся по орбитам, в них сосредоточен от 97 до 99,9% вва галактики.
Наша галактика- млечный путь. МП образует на небе полный круг, который греки назвали молочным кругом. Его население составляют около 200 млрд старых и молодых звезд, вращающихся вокруг галактического центра. В центре находится скопление звезд с сильным радиоисточником. Полагают. Что это орогомная черная дыра. Линдбланд и оорт установили принадлежность солнца к млечному пути. Расположено в 30 тыс. световых лет от центра (на периферии, в спиральном рукаве) скорость движения СС вокруг центра галактики – 240 кс/с .Галактический год, в течение которого слонце совершает полный оборот вокруг центра МП длится 240 млн.лет. Ближайшие к нам галактики Магеллановы облака и туманность Андромеды.
Строение СС
СС – группа планет их спутников, астероидов и метеоритов, вращающихся вокруг центральной звезды – солнца. Планеты разделяются на две группы землеподобные и планеты гиганты. Планеты земной группы состоят из силикатов и алюмосиликатов, отличаются высокой плотностью. Планеты гиганты состоят из водорода и гелия, их средняя плотность близка к плотности воды. Все планеты вращаются вокруг солнца практически в одной плоскости. Названной эклиптикой. Светят отраженным светом. Имеют спутники
Земля- 1, марс и Нептун – 2, уран- 5, Сатурн – 32, юпитер – 39.
Малые планеты и астероиды. Между орбитами Марса и Юпитера находится пояс астероидов. Самый крупный астероид –Церера. Возможно астероиды – бывшая планета, возможно, образовались в процессе сгущения пылевой среды.
Кометы – глыбы твердого вва, сост из льда: замерзших воды, метана, аммиака и углекислого газа с примесями пыли, крупных камней и кусков металла. Кометы движутся вокруг солнца по орбите, имеющей форму вытянутого эллипсоидв, или даже парабол. При приближении к слонцу начинают таять и вокруг ядра кометы образуется оболочка, которая образует хвост кометы.
Метеоры и метеориты. Видимый след в небе, оставляемый объектом при вхождении в атмосферу называют метеоритом. Падающие звезды. Иногда метеорное тело не успевает испариться и достигая земли становится метеоритом. За год на Землю падает много метеоритов. Бывают каменные, железные и смесь.
История формирования атмосферы и гидросферы земли. Точка Пастера.
Согласно наиболее распространённой теории, атмосфера Земли во времени пребывала в трёх различных составах. Первоначально она состояла из лёгких газов (водорода и гелия), захваченных из межпланетного пространства. Это так называемая первичная атмосфера (около четырех миллиардов лет назад). На следующем этапе активная вулканическая деятельность привела к насыщению атмосферы и другими газами, кроме водорода (углекислым газом, аммиаком, водяным паром). Так образовалась вторичная атмосфера (около трех миллиардов лет до наших дней). Далее процесс образования атмосферы определялся следующими факторами: 1.Утечка легких газов (водорода и гелия) в межпланетное пространство. 2.Химические реакции, происходящие в атмосфере под влиянием ультрафиолетового излучения, грозовых разрядов и некоторых других факторов.
Постепенно эти факторы привели к образованию третичной атмосферы, характеризующейся гораздо меньшим содержанием водорода и гораздо большим — азота и углекислого газа.
Благодаря начавшемуся процессу дегазации мантии в архее (4 млрд.л.н) первые порции выделавшейся воды еще насыщали вулканический грунт, связывась в гидросиликаты. Через 200 млн.л. воды накопилось достаточно для возникновения 1х морских бассейнов. С водой в окружающую среду поступали «кислые дымы». Попадая в атмосферу и гидросферу, они вступали в реакции с водонасыщенными породами, образуя легкорастворимые соли, которые накапливались в океане. В позднем архее (3 млрд.л.л) воды накопилось достаточно для образования протоокеанов, отделявшихся друг от друга гребнями срединноокеанических хребтов и ядрами континентов.
На рубеже с протерозоем, уровень воды достиг гребней и протоокеаны слились в один мировой океан. После полного насыщения коры водой уровень океана стал подниматься, пока не перекрыл гребни хребтов слоем воды более чем 2,5 км. Средняя глубина – около 4хкм. Гидратация океанской коры сказалась на составе атмосферы.
В раннем архее связывание со2 породами проходило слабо. И со2 стал накапливаться в атмосфере. Постепенное связывание со2 породами привело к падению парциального давления со2 в атмосфере. Климат стал холоднее (древние ледниковые отложения раннего протерозоя).
Одновременно с карбонатами из океанских рифтовых зон выносится fe. Попадая на мелководья железо окислялось. Поглощая о2, который вырабатывался микроводорослями. Только после полного исчезновения свободного железа на рубеже фанерозоя начинает накапливаться о2. Он затрачивался на окасление атмосферных газов. Аммиак до азота. Наличие свободного о2 способствовало появлению животных. Наиболее древние остатки найдены в породах среднего протерозоя. С биологической точки зрения критическим уровнем содержания о2 в атмосфере является точка Пастера, при которой организмы переходят от Е процессов ферментного брожения в более эффективному окислению при дыхании. Расчеты показывают, что точка Пастера была достигнута примерно600 млн л.н. растения. Фотосинтезирующие первичную биологическую продукцию, начали проникать на сушу в начала в примитивных формах. Жизни на суше мешало отсутствие озонового экрана, который защищает организмы от уфи
Появление озонового экрана около 400 млнл.н. Содержание о2 отличалось от современного примерно на 20%
Атмосфера. Строение и состав.
А- воздушная оболочка, верхнюю и нижнюю границу которй нельза точно установить. Обычно ее проводят по высоте 700-900км. С учетом экзосферы граница перехода лежит на высоте 2-3тыс км. А.по своему составу и распространению неоднородна. 90% всей массы воздуха находится до высоты 15 км. 99% до 30 км. Выше 50 км- 1%
По вещественному составу, температуре, распределению воздушных течений выделяю.т несколько слоев:
Тропосфера
Стратосфера
Мезосфера
Термосфера
Экзосфера
Границы между оболочками – паузы
Тропосфера – зона интенсивного перемешивания воздушных масс. Сухой воздух сосотоит из 78,08% азота, 20,96% кислорода, 0,93% аргона и 0,03% углекислого газа. Кроме того, содержатся благородные газы, водород, примеси влияющие на распределение тепла., водяной пар. На экваторе тропосфера простирается до 16 км, по полюсах – до 8 км. В тропосфере формируется погода и елимат, воздушные течения, циклоны и антициклоны. пары воды и облачность, со2вместе влияют на поток коротко и длинноволнового излучения, способствуют созданию парникового эффекта, что означает способность пропускать солнечную радиацию до подстилающей поверхноти, но поглощать собственное тепловое излучение. От земной поверхности температура медленно поднимается и на высоте 10-12 км составляет 60-70 градусов.
На уровне стратосферы 15-18 км температура стабилизуируетс. В стратосфере обнаружена активная вертикальная циркуляция воздуха. Газовый состав постоянен. В основном это азот и кислород, но важным составляющей является налцие озонового экрана. Оно распределяется от 17 до 20 км. При норальном парциальном давлении толщина озонового экрана не превышает 4 мм. До высоты 40 км температура колеблется от -40 до -50, а затем быстро поднимается и достигает +15.
Мезосфера?????
______________________________
аву и распространению неоднородна. 90% всей массы воздуха находится до высоты 15 км. при дыхании. м верхнегот нак
Структура Солнца, солнечный ветер, магнитные бури
Солнце находится в центре солнечной систетмы, содержит в себе 99,866% массы СС. Солнце – обычная звезда, продолж.ж – около 10 млрд л. Вращается вокруг своей оси, на разных гелиографических широтах скорость вращения различна. Различные скорости вращения возможны из-за того, что слонце – плазменный шар, радиусом 696 тыс.км, плотностью 1,4 г/см3, температура поверхности примерно 6000 К.
Структура солнца
1)внутреннее гелиевое ядро с температуро 15000000К. В ядре сосоредоточено более 50% массы Солнца, тогда как его радиус – около 25% радиуса солнца. В соста солнца входят 63% водорода,25%гелия и тяжелые элементы.
2)зона лучистого равновесия
3)зона конвекции
4)фотосфера – поверхность солнца. Никогда не бывает спокойна. Пятна на солнце говорят о сильгых вертикалных движениях солнечного вещества.
5)солнечная атмосфера: а)хромосфера – с постоянными вспышками газа
Б) солнечная корона – протяженность 12-13млн.км, температура 1,5 млнК. Зона хорошо наблюдается во время затмений
Солнечный ветер – поток плазмы (протоны и электроны с альфа-частицами и ионизированными атомами углерода идр.элтов) скорость вблизи земли моджет доходить до 400-500км в с.
Солнечная постоянная – количество солнечной энергии, поступающей на 1 м.кв поверхности атмосферы, расположенной перпендикулярно солнечным лучам
Протуберанцы- видимые на солнечном диске массы более плотного и холодного газа, поднимающегося над хромосферой на сотни и тысячи километров. Корпускулярные потоки. Влияют на верхние слои атмосферы земли.
Активность солнца влияет на процессы происходящие на земле (погода, климат, геофиз оболочки). Возникновение магнитных бурь тоже связано с активностью солнца. Вспышки и резкие изменения магнитных полей на солнце приводят к возмущениям в солнечном ветре, изменяя давление на земную магнитуню сферу. Во время вспышек в межпланетное пространство выбрасываются потоки заряженных частиц. Когда поток таких частиц достигает Земли, происходит сжатие магнитосферы, нарушение ее динамического равновесие с ионосерой. На земле возникают значительные колебания ествественных эм полей. Сильные колебания магнитных полей земли называют магнитными бурями или геомагнитными возмущениями.
Озоновый экран Земли,его влияние,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,?????????????
Озоновый слой — часть стратосферы, в которой под воздействием ультрафиолетового излучения Солнца молекулярный кислород (О2) диссоциирует на атомы, которые затем соединяются с другими молекулами О2, образуя озон (О3). Поглощает UV-излучение, с повышением уровня которого возникают эффекты, вызывающие изменения на молекулярном, клеточном и тканевых уровнях в живых организмах. Общие запасы озона – 3,3 трлн.т. Газ неустойчивый, в среднем ежесекундно образуется и исчезает около 100 т озона. Молекула озона живет около года. Использование аэрозолей способствует активному поступлению в атмосферу молекул F и Cl. 1 атом Cl может уничтожить до 100.000 молекул озона. В 70-х годах ограничили полеты сверхзвуковых самолетов. 1987 г. – Монреальское соглашение по охране озонового слоя.
Земная кора, ее типы, строение и эволюция
Земная кора имеет слоистое строение и состоит из трех комплексов пород
Осадочные – отложились на дне водоемов, в пониженных участках суши, встречаются везде – мел, уголь, песок.
Магматические – возникли при кристаллизации магмы – алюмосиликатный распоав. Обогащенный газами. Порфириты, толомиты.
Метаморфные породы – первично-осадочные или первичноизвеженные породы, испытавшие перекристаллизацию под действием температуры или давления на глубинах при погружении.
Горные породы – облигаты, сложенные из определенных сочетаний минералов.
Минералы – природные химические соединения, отдельные самородные хэ, возникшие в результате определенныйх физхимпроц, которые происходят в земной коре или на поверхности.
5 стадий развития земной коры –
1)лунная ранее 3,5 млрд.л формируется первичная кора аналогичная по составу лунной
2)нуклеарная (архей) формируются прооконтиненты, сложенные магматическими породами, формируются месторождения золота, никеля, меди.
3)кратонная (протерозой) формируются ядра платформ
4)континентальная складчатые пояса и активируется магматические процессы
5)континентально-океаническая – современные континетты Индийского и атлинтическго океанов
Пангея. В начале фанерозоя раскалывается на Гондвану и Лавразию. Раскалываются – образуется современные континеты.
Структура земной коры –
-континетны с учетом шельфов
-океаны
В пределах материков и океанов выделяют две основные формы – горы и равнины.
Наиболее крупными структурами континентов являются платформы и
Платформы – устойчивые и малоподвижные области. Формирование платформ шло на месте подвижных зон, благодаря чему платформы характеризуются сложным строениеми составом
Сост из двух этажей – нижнего складчатого кристаллического фундамента и верхенего осадочного слой
15.Земная кора, её типы, строение и эволюция.
Земная кора — верхняя часть литосферы. Кора бывает двух типов:
1.Континентальная.
2.Океаническая (более тонкая)
— верхний осадочный
— нижний базальтовый
Ниже базальтового слоя находится поверхность Мохо и верхняя мантия.
Рельеф дна океанов очень сложен. Среди разнообразных форм рельефа особенно выделяются огромные срединно-океанические хребты. В этих местах происходит зарождение молодой базальтовой океанической коры из вещества мантии. Континентальная земная кора занимает меньшую площадь, но имеет более сложное строение и гораздо большую мощность. Строение коры континентального типа трёхчленное — базальтовый, гранитный и осадочный слои. Гранитный слой выходит на поверхность на участках, именуемых щитами. Например, Балтийский щит, часть которого занимает Кольский полуостров, сложен породами гранитного состава. Именно здесь велось глубокое бурение, и Кольская сверхглубокая скважина достигла отметки 12 км. Но попытки пробурить весь гранитный слой насквозь оказались неудачными. Шельф — подводная окраина материка — также имеет континентальную кору.
В строении земной коры выделяют три слоя: осадочный, «гранитный», «базальтовый». Осадочный слой образован в основном осадочными горными породами. Здесь преобладают глины и глинистые сланцы, широко представлены песчаные, карбонатные и вулканогенные породы. В осадочном слое встречаются залежи таких полезных ископаемых, как каменный уголь, газ, нефть. «Гранитный» слой состоит из метаморфических и магматических пород, близких по своим свойствам к граниту. Наиболее распространены здесь гнейсы, граниты, кристаллические сланцы и др. «Базальтовый» слой образован горными породами, близкими к базальтам. Это метаморфизованные магматические породы, более плотные по сравнению с породами «гранитного» слоя.
Первая стадия – эмбриональная, когда при накоплении осадков земная кора начинает прогибаться. На второй стадии создания геосинклинали, прогиб заполняется осадочными горными породами и при достижении толщины слоя 15-18 км появляется боковое и радиальное давление. Следующая стадия складчатости характеризуется образованием складчатых гор под давлением внутренних сил Земли, что проявляется выраженным вулканизмом и землетрясениями. На этапе затухания происходит разрушение появившейся горной системы под воздействием внешних процессов и образование на этом участке остаточной холмистой равнины. Выделяют так называемые эпохи складчатости, когда в геосинклиналях происходило образование складчатых гор. В истории Земли было несколько таких эпох: каледонская, байкальская, мезозойская, герцинская, альпийская.
studfiles.net
Озоновый экран Земли
Стратосферный озоновый слой защищает людей и живую природу от жесткого ультрафиолетового и мягкого рентгеновского излучения в ультрафиолетовой части солнечного спектра. Каждый потерянный процент озона в масштабах планеты вызывает до 150 тыс. дополнительных случаев слепоты из-за катаракт, на 2,6% увеличивает число раковых заболеваний кожи. Установлено, что жесткий ультрафиолет подавляет иммунную систему организма.[ …]
Запуск мощных ракет, ежедневные полеты реактивных самолетов в высоких слоях атмосферы, испытания ядерного и термоядерного оружия, ежегодное уничтожение природного озонатора — миллионов гектаров леса — пожарами и хищнической рубкой, массовое применение фреонов в технике, парфюмерной и химической продукции в быту — главные факторы, разрушающие озоновый экран Земли.[ …]
В последние годы над Северным и Южным полюсами возникли «озоновые дыры» площадью свыше 10 млн км2 каждая, появились громадные «озоновые дыры» над многими странами Европы и Россией. Разрушение озонового экрана Земли сопровождается рядом опасных явных и скрытых негативных воздействий на человека и живую природу.[ …]
Прорыв через «озоновые дыры» солнечных рентгено- и ультрафиолетовых лучей, энергия фотонов которых превышает энергию лучей видимого спектра в 50—100 раз, увеличивает число мощных лесных пожаров. В 1996 г. в России сгорело 2 млн га леса, горели леса в Австралии, Северной и Южной Америке, Африке, Европе, в Юго-Восточной Азии. Индонезийский лесной пожар 1997 г., бушевавший почти пять месяцев, покрыл дымом не только Индонезию, но и Малую Азию, Сингапур, достиг Южно-Китайского моря. Люди задыхались от дыма, потерпел катастрофу авиалайнер.[ …]
В 1996 г. Нобелевской премией по химической экологии удостоены ученые-химики Шервуд Роуланд, Марио Малина из Калифорнийского университета в Беркли (США) и Поль Крутцен из Германии за научную гипотезу, выдвинутую ими еще в 1974 г. Их догадка состоит в том, что разрушителями озона являлись синтезированные человеком химические вещества, получившие название хлорфторуглероды (ХФУ).[ …]
Пик мирового производства ОРВ пришелся на 1987—1988 гг. и составил около 1,2—1,4 млн т в год. Около 35% производимого объема приходилось на США, 40% — на страны ЕЭС, 10—12% производила Япония, 7—10% — наша страна.[ …]
Механизм действия фреонов таков: попадая в верхние слои атмосферы, эти вещества, инертные у земной поверхности, преображаются. Под воздействием ультрафиолетового излучения химические связи в молекулах ХФУ нарушаются. В результате выделяется хлор, который при столкновении с молекулой озона вышибает из нее один атом. Озон перестает быть озоном, превращается в обычный кислород. Хлор же, соединившись временно с кислородом, вскоре опять оказывается свободным и «пускается в погоню» за следующей «жертвой». Его активности хватает, чтобы разрушить десятки тысяч молекул озона.[ …]
Так, подсчитано, что 10 тыс. лет назад арктическое побережье нынешней России было на 200 км ближе к Северному полюсу. При этом происходят нежелательные процессы: разрушаясь, вечная мерзлота отдает «законсервированные» в ней органические вещества, причем с большой скоростью — в 10—20 раз быстрее, чем они выделяются в зимнее время. Происходит буквально фонтанный выброс в атмосферу, в частности двуокиси углерода. Скапливаясь над побережьем шельфа, двуокись углерода еще и ускоряет таяние вечной мерзлоты, способствует выбросу других веществ, в том числе метана.[ …]
При таянии вечной мерзлоты выделяется большое количество активных веществ, так называемых радикалов, которые, поднимаясь на большую высоту, и разрушают озоновый слой. Именно поэтому озоновые дыры появляются над полюсами — только здесь мерзлота выделяет радикалы. И разрушение озонового слоя шло бы гораздо интенсивнее, если бы на пути гидроксильных радикалов не встал бы метан. При недостатке кислорода вследствие парникового эффекта метан окисляется, забирая на себя радикалы, и замедляет разрушение озонового слоя.[ …]
С одной стороны, метан усиливает вредный парниковый эффект, с другой — спасает от разрушения озоновый слой. Теперь понятно, почему озоновые дыры то появляются, то исчезают и постоянно меняют размеры. Все зависит от климата.[ …]
Рисунки к данной главе:
Вернуться к оглавлениюru-ecology.info
Озоновый экран — Большая Энциклопедия Нефти и Газа, статья, страница 1
Озоновый экран
Cтраница 1
Озоновый экран — слой атмосферы с наибольшей концентрацией молекул озона Оз на высоте около 20 — 25 км, поглощающий жесткое ультрафиолетовое излучение, гибельное для организмов. Разрушение о.э. в результате антропогенного загрязнения атмосферы таит угрозу всему живому, и прежде всего человеку. [1]
Озоновый экран ( озоносфера) — это слой атмосферы в пределах стратосферы, расположенный на разной высоте от поверхности Земли и имеющий наибольшую плотность ( концентрацию молекул) озона на высоте 22 — 26 км. [2]
Озоновый экран — часть атмосферы, где находится в небольшой концентрации озон. [3]
Разрушение озонового экрана связывают с оксидом азота, который служит источником образования других оксидов, катализирующих фотохимическую реакцию разложения молекул озона. [5]
Возникновение озонового экрана, отгородившего поверхность Земли от пронизывающей космическое пространство химически активной радиации, резко изменило ход эволюции живого вещества. В условиях протобиосферы ( первичной биосферы) мутагенез имел весьма напряженный характер: бурно возникали и многообразно изменялись все новые формы живого вещества, происходило быстрое накопление генофондов. [6]
Озоносфера ( озоновый экран), лежащая выше биосферы, в слое от 20 до 35 км, поглощая ультрафиолетовое излучение, гибельное для живых существ биосферы, образуется за счет кислорода, биогенного по происхождению, т.е. также созданного живым веществом Земли. Однако живое вещество если и проникает в эти слои в виде спор или аэропланктона, то в них не воспроизводится и концентрация его ничтожна. Заметим, что, проникая в эту оболочку Земли и еще выше, в космос, человек берет с собой в космический корабль как бы частичку биосферы, т.е. всю жизнеобеспечивающую систему. [7]
Расскажите, как формируется озоновый экран и что ведет к его разрушению. [8]
Биосфера занимает пространство от озонового экрана, где на высоте 20 км встречаются споры бактерий и грибов, до глубины более 3 км под земной поверхностью и около 2 км под дном океана. Там, в водах месторождений нефти, обнаруживаются анаэробные бактерии. Самая большая концентрация биомассы сосредоточена на границах раздела геосфер, т.е. в прибрежных и поверхностных водах океана и на поверхности суши. Это объясняется тем, что источником энергии биосферы является солнечный свет, и аутотрофные, а за ними и гетеротрофные организмы, в основном, заселяют места, где солнечная радиация наиболее интенсивна. [9]
Наиболее опасные для человека и многих животных последствия истощения озонового экрана — увеличение числа заболеваний раком кожи и катарактой глаз. В свою очередь, это, согласно официальным данным ООН, приводит к появлению в мире 100 тыс. новых случаев катаракты и 10 тыс. случаев рака кожи, а также снижению иммунитета как у человека, так и у животных. [10]
Стена экологических запретов, достигшая глобального уровня ( разрушение озонового экрана, закисление осадков, изменение климата и так далее), оказалась не единственным фактором общественного развития. Одновременно и параллельно изменилась экономическая структура. [11]
Крайне опасные для человека и многих животных последствия истощения озонового экрана — увеличение числа заболеваний раком кожи и катарактой глаз. В свою очередь, это, согласно официальным данным ООН, приводит к появлению в мире 100 тыс. новых случаев катаракты и 10 тыс. случаев рака кожи, а также снижению иммунитета как у человека, так и у животных. [13]
Примерно то же произошло с ростом производства фреонов, их воздействием на озоновый экран планеты. [14]
Мы уже говорили, что жизнь сохраняется потому, что вокруг планеты образовался озоновый экран, защитивший биосферу от смертоносных ультрафиолетовых лучей. Но в последние десятилетия отмечено снижение содержания озона в защитном слое. [15]
Страницы: 1 2 3 4
www.ngpedia.ru
