Космос и земля. Структура биосферы - Конспект Лекций, раздел Экология, Учебно-методический комплекс для всех специальностей ЭКОЛОГИЯ Случилось Невероятное. Не Было Взрывов, Бомбардировок, Не Падали С Неба Метео...
Случилось невероятное. Не было взрывов, бомбардировок, не падали с неба метеориты. Однако мощная энергетическая система канадской провинции Квебек (и ряда прилегающих штатов США) вдруг вышла из строя. Заводы, города, люди – более 6 млн. человек – остались без электроэнергии. Убыток составил не менее 1 млрд. долларов. Это случилось 13–14 марта 1989 г. Сильнейшая магнитная буря, которая была зафиксирована в эти дни, навела в линиях электропередач Квебека запредельные токи. На одном участке реле автоматически отключилось – возникли перегрузки на других участках. В результате система полностью вышла из строя.
Когда на Солнце происходит вспышка – попросту говоря, гигантский ядерный взрыв, облако плазмы направляется к Земле. За 24…48 ч оно подходит к нашей планете и воздействует на ее магнитную оболочку, вызывая возмущения магнитного поля.
Как уже отметили медики, во время магнитных бурь наблюдается возрастание числа больных, у которых обостряются хронические заболевания, развиваются сердечные приступы и т.д.
Прежде всего магнитные бури действуют на системы, близкие к границе неустойчивости. Порой достаточно небольшого толчка, чтобы произошел резкий срыв. Это характерно для систем не только биологических, но и энергетических. Например, та же энергетическая система Квебека или системы трубопроводов. В результате геомагнитного воздействия по всему сечению металлического трубопровода индуцируется ток силой до 1000 А! Он разрушает антикоррозионную защиту трубопровода и может привести (в сочетании с другими факторами) к выводу его из строя. В нашей стране, к сожалению, нет службы, следящей за влиянием геомагнитных воздействий на трубопроводы. В США такая служба есть. Более того, до 50% затрат на исследования Солнца несут фирмы – хозяева трубопроводов.
В общем, магнитные поля, о которых шла выше речь, слабые. Магнитное поле около трансформаторной будки намного сильнее. Возникает вопрос, почему слабое поле действует на организм, а сильное – нет? Дело в том, что рецепторы живых организмов (приемники магнитных колебаний) настроены на определенные амплитуды, частоты и длины волн магнитных колебаний. Существуют многочисленные признаки, прямые и косвенные, указывающие на то, что важнейшим, а может быть и основным носителем прогностической информации являются электромагнитные поля в диапазоне низких и сверхнизких частот. Магнитные бури действуют в этих же частотах.
Каким же образом живые организмы воспринимают геомагнитные возмущения? Получено много фактов, подтверждающих наличие магнитных компасов в животном мире. Кристаллы магнетита были обнаружены у многочисленных живых организмов, обладающих навигационными способностями. Кристаллики магнетита, способные воспринимать колебания магнитного поля Земли, обнаружены и в человеческом мозге.
С большой долей вероятности можно предположить, что эти рецепторы под влиянием магнитных бурь воздействуют на гипоталамус – ту часть мозга, которая обладает свойствами нервной и эндокринной ткани одновременно. В кровь начинает поступать в высоких концентрациях такой гормон, как адреналин – гормон стресса, что приводит к повышению артериального давления, перебоям в работе сердца.
2.1. Взаимодействие Космос – Земля
Несмотря на то что задачами экологии являются проблемы, связанные с исследованием закономерностей развития жизни на Земле, рассмотрение их невозможно без уяснения основных закономерностей взаимодействия Земли с Космосом и тех функций, которые предопределены ей в соответствии с законами развития Вселенной.
Конечно, Земля является пылинкой во Вселенной. Она составляет всего лишь 1/33000 массы Солнца.
Возникновение вещества планет вероятнее всего стало возможным лишь благодаря быстродействующим процессам, происходящим во Вселенной один раз в 15000000 – 300000000 лет (взрыв сверхновых звезд или появление блуждающего солнца). При этом из пространства Вселенной с расстояний ~ 200 млрд. км в окружение Солнца приносятся из астероидного облака массы вещества, в сотни раз превышающие массу Солнца. Потоками плазмы (т.е. солнечного ветра, имеющего скорость 350 км/с) с ближайших планет сносится большая часть массы легких элементов, что делает эти планеты особенно тяжелыми (плотными). С Землей это произошло 46 млрд. лет назад, а весь планетогенез занял всего около 1 млрд. лет. В ряду присолнечных планет (Меркурия, Венеры, Земли, Марса, Юпитера, Сатурна, Урана, Нептуна, Плутона) Земля имела наиболее оптимальные условия: плотность позволила удержать первичную атмосферу, причем не тяжелую, как на Венере, где давление в 90 раз больше земного. На Земле средняя температура составляет 15°С (а на Марсе 6°С), что означает возможность существования круговоротов воды (поднимающиеся пары, стекающие воды и неподвижные льды) и условий жизни. Такие уникальные условия могли сложиться только в окрестностях Земли.
Оптимальная удаленность Земли от Солнца и вследствие этого «оранжерейный эффект» ее атмосферы обеспечили возможность становления на Земле авторегулярных биологических систем, вне которых невозможно существование живых организмов.
Рассмотрим подробнее строение планеты Земля и роль факторов, которые обеспечивают существование авторегулируемых биологических процессов на ней.
Если Вам нужно дополнительный материал на эту тему, или Вы не нашли то, что искали, рекомендуем воспользоваться поиском по нашей базе работ:
Космос и земля. Структура биосферы
Что будем делать с полученным материалом:
Если этот материал оказался полезным ля Вас, Вы можете сохранить его на свою страничку в социальных сетях:
Предмет и задачи экологии
Русский писатель В.Г. Распутин, одним из первых вступивший на защиту национальной святыни – жемчужины планеты озера Байкал, сказал: «Природа сама по себе всегда нравственна, безнравственной ее може
Магнитный щит Земли
Можно сказать, что Земля находится в плазменной короне Солнца и постоянно им облучается. Единственной защитой от прямого воздействия Солнца на все живое на Земле является ее магнитное поле, значите
Космоприземные пульсации и жизнь
Пульсация магнитной активности Солнца, влияние магнитного поля Луны приводят к изменению напряженности магнитосферы Земли, цикличности изменения радиационной и тепловой обстановки на ее поверхности
Геосферы Земли, их строение и функции
Структура нашей планеты неоднородна и состоит из различных геосфер, которые в основном повторяют общую форму планеты – сферу. В центре Земли имеется ядро (R ~ 3500 км). Ядро окружено
Распределение жизни в биосфере
По одной из версий жизнь появилась локально в водоемах и затем распространялась все шире и шире, заняв все материки. Постепенно она захватила всю биосферу, и захват этот, по мнению В.И. Вернадского
Организм, среда обитания, видообразование
Суммарный химический состав живых организмов во многом отличается от состава гидросферы и литосферы. Он ближе к химическому составу гидросферы по абсолютному преобладанию атомов водорода и кислород
Вид и видообразование
Современное представление о виде сложилось только к середине ХХ в. в рамках синтетической теории эволюции благодаря трудам многих выдающихся биологов: Н.И. Вавилова, Э. Майра, Дж. Гексли и др.
Генофонды и их изменения
Итак, каждая особь имеет два полных набора генов, а следовательно, может быть два различных аллеля любого гена. В крупной популяции может быть множество аллелей многих тысяч генов, входящих в генот
Изменение генофонда путем искусственного отбора
Генофонд можно изменять целенаправленно с помощью искусственного отбора. Селекционеры сначала выбирают признаки, которые они хотели бы развить у данного вида, а затем из поколения в поколение осуще
Изменение генофонда путем естественного отбора
В природе на популяции непрерывно действует естественный отбор. Каждая популяция отражает равновесие между ее биологическим потенциалом, способствующим росту численности, и сопротивлением среды, ог
Адаптации к нише и местообитанию
Признаки, способствующие выживанию организма, постепенно усиливаются под действием естественного отбора до тех пор, пока не достигается максимальная приспособленность к существующим условиям. Таким
Изменчивость экологических факторов
Один и тот же фактор среды имеет различное значение в жизни совместно обитающих организмов разных видов.
Некоторые свойства среды остаются относительно постоянными на протяжении длительных
Понятие об экологической нише
Любой живой организм приспособлен (адаптирован) к определенным условиям окружающей среды. Изменение ее параметров, их выход за некоторые границы толерантности подавляют жизнедеятельность организмов
Биотический потенциал
Любая популяция теоретически способна к неограниченному росту численности, если ее не лимитируют факторы внешней среды. Гипотетически скорость роста популяции зависит только от биотического потенци
Колебания численности популяции и их причины
В естественных условиях численность популяций подвержена постоянным колебаниям. Амплитуда и период этих колебаний зависят от нескольких причин, в частности от особенностей вида и от условий среды о
Влияние плотности популяции
Разнообразные факторы, влияющие на численность популяции, подразделяются на зависящие и не зависящие от ее плотности.
К не зависящим от плотности факторам относят абиотические факторы сред
Понятие экосистемы
Биоценоз – совокупность живых организмов (микроорганизмов, растений, животных), взаимно зависимых и размножающихся в каком-то определенном месте. Это высший уровень организации живого.
Другие абиотические факторы и микроклимат
Действие многих абиотических факторов, таких как рельеф, ветер, тип почвы, проявляется через температуру и/или влажность. В результате на небольшом участке земной поверхности климатические условия
Взаимодействие биотических и абиотических факторов
Ни один из факторов среды не действует на экосистему изолированно, без взаимосвязи с другими факторами. Конечное состояние – результат последовательных многочисленных взаимодействий различных абиот
Взаимодействие живых организмов
Живые организмы поселяются друг с другом не случайно, а образуют сообщества, приспособленные к совместному обитанию. Среди огромного разнообразия взаимосвязей живых существ выделяют типы отношений,
Экологическая структура сообществ
Сообщества характеризуются не только видовым составом, но и соотношением видов. Экологическая структура – это соотношение групп видов, занимающих определенные экологические ниши и выполняющи
Энергетический обмен (диссимиляция)
Образующиеся в процессе фотосинтеза органические вещества и заключенная в них химическая энергия служат основным источником материи и энергии для жизнедеятельности всех организмов. Однако использов
Пластический обмен (ассимиляция)
По типу ассимиляции все клетки делятся на две группы – автотрофные и гетеротрофные.
Автотрофные клетки способны к самостоятельному синтезу необходимых для них органических соединени
Термодинамика экосистем
Из определения экосистемы (совокупности организмов и неорганических компонентов, в которых осуществляются круговорот веществ и обмен энергией) создается впечатление, что экосистеме не присущи проце
Жизнь как термодинамический процесс
Жизнь – особая форма существования и преобразования материи, высшая по сравнению с физической и химической формами.
Непрерывный поток солнечной энергии, воспринимаясь молекулами живых клет
Трофические цепи и сети
В основе существования любой экосистемы лежат пищевые (трофические) цепи, которые возникают тогда, когда один вид питается другим – либо живыми особями, либо их мертвыми остатками, либо продуктами
Биологическая продуктивность экосистем
Скоростью, с которой продуценты экосистемы фиксируют солнечную энергию в химических связях синтезируемого органического вещества, определяется продуктивность сообществ. Органическую массу, создавае
Циркуляционные процессы в биосфере
Все вещества на нашей планете находятся в процессе биохимического круговорота. Выделяют два основных круговорота: большой (геологический) и малый (биотический).
Большой круговорот длится с
Образование кислорода в атмосфере
Разложение органических веществ, при котором освобождается химическая энергия, характерно для всех частей биосферы, тогда как фотосинтез протекает только на поверхности суши и в верхних слоях водое
Круговорот углерода
Круговорот углерода совершается по большому и малому циклам.
Биологический круговорот углерода – составная часть большого круговорота, который связан с жизнедеятельностью организмов. Углер
Круговорот фосфора
К круговороту основных биогенных элементов, имеющих газовую фазу, примыкают так называемые осадочные круговороты, из которых важнейшим является круговорот фосфора.
Минеральный фосфор – ред
Динамика экосистем
Естественные экологические системы (биогеоценозы), например леса, степи, водоемы, существуют в течение длительного времени – десятков и даже сотен лет, т.е. обладают определенной стабильностью во в
Причины возникновения сукцессии
Сукцессия (лат. successio – преемственность, наследование) – это процесс саморазвития сообществ. В основе сукцессий лежит неполнота биологического круговорота в данном ценозе.
Кажды
Первичная сукцессия
Первичной сукцессией называется процесс развития и смены экосистем на незаселенных ранее участках, начинающихся с их колонизации. Классический пример – постепенное обрастание голой скалы с р
Вторичная сукцессия
Если поля на месте вырубленного когда-то леса перестать обрабатывать, обычно со временем здесь вновь сформируется лесная экосистема, типичная для данного региона. Восстановление экосистемы, когда-т
Климаксовая экосистема
Сукцессия завершается стадией, на которой экосистемы всех видов, размножаясь, сохраняют относительно постоянную численность и дальнейшей смены ее состава не происходит. Такое равновесное состояние
Сукцессия, нарушение или гибель
То, насколько быстро меняются экосистемы, зависит от степени сдвига их равновесия. При сукцессиях изменения происходят медленно и постепенно; это более или менее упорядоченный процесс замещения одн
Хотите получать на электронную почту самые свежие новости?
Подпишитесь на Нашу рассылку
Наша политика приватности обеспечивает 100% безопасность и анонимность Ваших E-Mail
Новости и инфо для студентов