Роль атмосферы в жизни человека и других организмов

Роль атмосферы в жизни человека и других организмов. При отсутствии атмосферы жизнь на Земле была бы невозможна.

Из атмосферы мы черпаем, когда дышим, кислород, необходимый для жизнедеятельности практически любого организма. К счастью, в атмосфере находится огромное количество кислорода, которое все время пополняется фотосинтезирующими растениями.

Но окружающая нас атмосфера нужна нам не только как источник кислорода. Она обеспечивает и исключительно благоприятные условия для жизни на Земле вообще. Мощный слой земной атмосферы защищает жизнь, бурлящую на ее поверхности, от непосредственного воздействия Космоса, в котором ничтожной песчинкой плывет наша Земля. Атмосфера пропускает солнечные лучи, когда светит Солнце, но не позволяет Земле расстаться с полученным ею теплом, когда Солнце заходит.

Благодаря этому средняя температура поверхности нашей планеты достигает плюс 14°С, а колебания температур не превышают 100°С. В результате неравномерного нагревания атмосферы в ней возникают воздушные течения и ветры. Благодаря им происходит выравнивание температуры и влажности, переносятся с места на место облака и тучи, поддерживаются круговороты воды и многих других веществ, столь необходимых для всего живого. (Мизун Ю.Г. ,1994г.) Атмосфера воздушная оболочка земного шара имеет неоднородное, слоистое строение.

До высоты 16-18 км над экватором и 1 10 км над полюсами воздух наиболее плотен. Этот слой, в котором сосредоточено 4/5 всей массы атмосферы, называют тропосферой. С шей связана погода. В этом слое существует практически все разнообразие форм жизни, и поэтому именно тропосферу (точнее ее нижнюю часть) относят к биосфере. В контакте с тропосферой ведут свою жизнь обитатели суши. Выше тропосферы выделяют стратосферу (до высот примерно 46-48 км), мезосферу (до 80 км) и термосферу (выше 80 км). С увеличением высоты быстро уменьшаются атмосферное давление и плотность воздуха.

С увеличением высоты существенно изменяются температура и химический состав воздуха. Неоднороден также и газовый (химический) состав атмосферного воздуха. Наиболее интересен для нас состав воздуха нижних, приземных слоев тропосферы, которым мы непосредственно дышим. Он определяется следующим соотношением газов в процентах к объему: Азот - 78,08; Кислород - 20,95; Аргон - 0,92; Углекислый газ - 0,03. 0,02, газы на уровне примесей: Ксенон, Водород, Неон, Гелий, Криптон, Радон, Йод, Озон, Метан, Сероуглерод.

Химический (газовый) состав атмосферы существенно не меняется до высоты 100 км. Несколько выше атмосфера также состоит главным образом из азота и кислорода, но на высотах 90 100 км появляется атомарный кислород, выше 110 120 км кислород почти весь становится атомарным. Под воздействием ультрафиолетовых лучей на высоте 10-60 км образуется озон, максимальные концентрации которого располагаются на высоте 22 25 км. Именно он, в основном, поглощает ультрафиолетовые лучи, играя важную роль в существовании жизни.

Рассматривая состав воздуха, необходимо отметить присутствие в нем атмосферной пыли его постоянной составной части. Атмосферная пыль имеет большое значение для жизнедеятельности растительного и животного мира. Пыль поглощает прямую солнечную радиацию и защищает живые организмы от ее вредного влияния. Пыль также рассеивает прямые солнечные лучи, создавая более равномерное освещение поверхности Земли. Кроме того, она способствует конденсации в атмосфере водяных паров, а следовательно, и образованию осадков.

В воздухе тропосферы присутствует еще один очень важный для жизни на Земле компонент вода, а точнее ее пары. Количество водяных паров очень переменчиво во времени, географической широте и служит важной характеристикой климата (от 0 до 4% по объему). Чаще всего содержание паров воды в воздухе выражают через относительную влажность.

Дело в том, что способность воздуха накапливать в себе пары жидкостей тем больше, чем выше температура (при 30°С в 1м3 воздуха может содержаться 30 г воды; при -20°С 0,5 г). Если количество паров превышает "емкость" воздуха, например из-за падения температуры, то их избыток начинает конденсироваться в виде капелек, что объясняет образование туманов, облаков, пара. Обычно же количество водяных паров бывает несколько меньше и относительной влажностью называют соотношение фактического количества водяного пара к максимально возможному при данной температуре, выраженное в процентах.

Интервал влажности от 30 до 60% считается оптимальным для человека. (Торсуев Н.П 1997 г.) Наибольшее значение для различных экосистем имеют три газа, входящих в состав атмосферы: кислород, углекислый газ и азот. Эти газы участвуют в основных биогеохимических циклах. Кислород играет важнейшую роль в жизни большинства живых организмов на нашей планете. Он необходим всем для дыхания.

Современная атмосфера содержит едва ли двадцатую часть кислорода, имеющегося на нашей планете. Главные запасы кислорода сосредоточены в карбонатах, в органических веществах и окислах железа, часть кислорода растворена в воде. В атмосфере, по-видимому, сложилось приблизительное равновесие между производством кислорода в процессе фотосинтеза и его потреблением живыми организмами. Но в последнее время появилась опасность, что в результате человеческой деятельности запасы кислорода в атмосфере могут уменьшиться.

Особую опасность представляет разрушение озонового слоя, которое наблюдается в последние годы. Большинство ученых связывают это с деятельностью человека. Углекислый газ (диоксид углерода) используется в процессе фотосинтеза для образования органических веществ. Именно благодаря этому процессу замыкается круговорот углерода в биосфере. Как и кислород, углерод входит в состав почв, растений, животных, участвует в многообразных механизмах круговорота веществ в природе.

Содержание углекислого газа в воздухе, который мы вдыхаем, примерно одинаково в различных районах планеты. Исключение составляют крупные города, в которых содержание этого газа в воздухе бывает выше нормы. Некоторые колебания - содержания углекислого газа в воздухе местности зависят от времени суток, сезона года, биомассы растительности. В то же время исследования показывают, что с начала века среднее содержание углекислого газа в атмосфере, хотя и медленно, но постоянно увеличивается.

Ученые связывают этот процесс главным образом с деятельностью человека. Азот незаменимый биогенный элемент, поскольку он входит в состав белков и нуклеиновых кислот. Атмосфера неисчерпаемый резервуар азота, однако основная часть живых организмов не может непосредственно использовать этот азот: он должен быть предварительно связан в виде химических соединений. Частично азот поступает из атмосферы в экосистемы в виде оксида азота, образующегося под действием электрических разрядов во время гроз. Однако основная часть азота поступает в воду и почву в результате его биологической фиксации.

Существует несколько видов бактерий и сине-зеленых водорослей (к счастью, весьма многочи с ленных), которые способны фиксировать азот атмосферы. В результате их деятельности, а также благодаря разложению органических остатков в почве растения-автотрофы получают возможность усваивать необходимый азот. Другие составные части воздуха не участвуют в биохимических циклах. (Криксунов Е.А 1997.) 1.2