Цели и задачи природопользования

Цели и задачи природопользования

По Ю.Н. Куражковскому (1969) " задачи природопользования как науки сводятся к разработке общих принципов осуществления всякой деятельности, связанной либо с непосредственным пользованием природой и ее ресурсами, либо с изменяющими ее воздействиями". Следовательно, одной из важнейших задач природопользования как науки является разработка принципов оптимиза­ции взаимоотношений человеческого общества и природы.

Можно выделить следующие основные цели природопользования как науки:

1. Рациональное размещение отраслей производства на Земле.

2. Определение целесообразных направлений пользования природными ресурсами в зависимости от их свойств.

3. Рациональная организация взаимоотношений между отраслями произ­водства при совместном пользовании угодьями:

а) исключение вредных влияний на природные ресурсы;

б) обеспечение воспроизводства для растущих производств - расшире­ние воспроизводства используемых ресурсов;

в) комплексность пользования природными ресурсами.

4. Создание здоровой среды обитания для людей и полезных им организ­мов:

а) предупреждение ее загрязнения и заражения в результате человеческой деятельности;

б) ликвидация естественно существующих в ней вредных компонентов или привнесение в нее тех компонентов, которые необходимы в ней, но находятся в недостатке.

5. Рациональное преобразование природы.

 

Определение экологии.

Эколо́ гия — наука о взаимодействиях живых организмов и их сообществ между собой и с окружающей средой. Термин впервые предложил немецкий биолог Эрнст Геккель в 1866 году в книге «Общая морфология организмов» («Generelle Morphologie der Organismen»).

 

Вклад ученых в развитие экологии.

  1. Термин " экология" был предложен немецким биологом Эрнстом Геккелем в 1869 г. и к началу века стал обозначать изучение какого-то конкретного вида и его связей с окружающей средой, то что мы сейчас определяем термином аутэкология. 2. К середине 20-х годов 20-го века его начали применять и к исследованию видовых сообществ. Были выработаны такие понятия как трофическая (пищевая) сеть, пирамида чисел. Сформулированы законы, регулирующие численность популяции - то что мы сейчас понимаем под синэкологией. 3. В 1935 году английский геоботаник Э.Тэнсли ввел в экологию термин экосистема. К 1950 г. было разработано понятие экосистемы как основной единицы исследования, в которое входят все взаимоотношения и взаимодействия между физической средой и обитающими в ней видами. Начаты исследования потоков энергии через экосистему и трофических циклов, законы и факторы, определяющие стабильность экосистемы, вмешательство в них человека. 4. В середине 70-х - начато изучение зон на стыке экосистем. Принято положение о том, что совокупность экосистем составляет биосферу. 5. Признание человека как геологообразующей силы. Изучение человека со стороны - как элемента биосферы. . Видные ученые-экологи XX столетия: В.Н.Сукачев, Г.Одум, Ю.Одум, Н.Ф.Реймерс, Б.Небел, Б.Коммонер и др. Развитие экологии в Казахстане. В.Н.Сукачев - ввёл в науку понятие «биогеоценоз». Ю.Одум - автор классического труда «Экология», Н.Ф.Реймерс - словарь-справочник «Природопользование», «Популярный биологический словарь», монография «Надежды на выживание человечества. Концептуальная экология». Б.Небел - Наука об окружающей среде. Как устроен мир. Б.Коммонер - автор Законов экологии. Развитие экологии в Казахстане. Концепция устойчивого развития экологии в Кз принято 14 мая 2007г. Включ. в себя: развитие экологической среды; достижение устойчивого экономического роста; рациональное использование энергитических ресурсов (нефть, газ, уголь) для роста экологии республики.

Принципы природопользования

 Принципы - основополагающие начала, которыми необходимо пользоваться в определенной деятельности

1) Принцип рационального природопользования. Другими словами его называют экологически обоснованное природопользование.

Он предполагает одновременный учет экологических, экономических, социальных и иных интересов человека. В зависимости от вида природного ресурса содержание принципа может различаться.

2) Принцип экосистемного подхода к регулированию природопользования.

Объективно он определяется взаимосвязями процессов в природе. В праве он закрепляется через регулирование обязанностей природопользователей.

Принцип целевого использования природных ресурсов.

Он является обязательным условием, нарушение которого законодатель рассматривает как правонарушение и основание для приостановления или прекращения природопользования.

4) Принцип устойчивости права природопользования.

Природные объекты предоставляются, как правило, на максимально длительный срок или бессрочно. Право пользования может быть прекращено только по основаниям, предусмотренным в законе. Это создает пользователю необходимые условия для свободного хозяйствования и гарантии его интересов, связанных с природопользованием.

Принцип платности природопользования.

Он заключается в обязанности субъекта специального природопользования вносить соответствующую плату за удовлетворение экономического интереса за счет природных богатств. При этом общее природопользование является безвозмездным. Установление платы обеспечивает решение общих задач государства, связанных с поддержанием и восстановлением благоприятного состояния природного ресурса.

 

Свойства природопользования

Рациональное природопользование – деятельность общества, направленная на более полное использование добытых ресурсов. Обеспечение этого условия осуществляется там, где это возможно. Проводятся работы по минимизации негативных последствий для окружающей среды. Примеры этих действий:

Образование культурных ландшафтов.

Использование технологий, которые позволяют выполнять глубокую переработку сырья.

 Повторное применение отходов.

Обеспечение охраны флоры и фауны.

Создание заповедных территорий.

Нерациональное природопользование – отношение к природе, не учитывающее необходимый уровень средоохраны, ее качественное улучшение. Результатом деятельности является истощение и снижение качества ресурсов. Примеры таких мероприятий:

Необдуманный выпас скота, приводящий к вытаптыванию плодородных земель.

Браконьерская вырубка лесов.

Истребление определенных видов флоры и фауны.

Загрязнение окружающей среды теплом, радиацией и т. п. - Ч

Римский клуб

Римский клуб – это международная организация, созданная в 1968 году Александром Кингом и Аурелио Печчеи, ее первым президентом. Целью данной организации является объединение представителей мировой политической, культурной, научной элиты для привлечения внимания мировой общественности к глобальным проблемам. Организация внесла значительный вклад в изучение перспектив развития биосферы, а так же популяризацию бережливого отношения человека к природе. Свою деятельность Клуб начал со встречи в Академии Деи Линчеи в Риме, откуда пошло название этой некоммерческой организации. Ее штаб-квартира находится в Париже. У Римского клуба нет штата и формального бюджета. Его деятельность координируется исполнительным комитетом, состоящим из 12 человек. Работе Римского клуба способствуют более 30 национальных ассоциаций Римского клуба, которые ведут в своих странах пропаганду концепций клуба.

По средствам своих докладов Римский клуб обращает внимание на несущие проблемы эпохи, за всю историю организации было опубликовано 33 доклада, на самые разные темы. Наиболее известными из них были доклады «Пределы роста», «Пересмотр международного порядка», «Человеческие качества», «За пределами роста», «Пятая глобальная революция». Доклады готовятся по средствам заказа у научных, культурных деятелей, заказ на доклады определяет только тему и гарантирует финансирование научных исследований, но ни в коем случае не влияет ни на ход работы, ни на её результаты и выводы; авторы докладов, в том числе и те из них, кто входит в число членов Клуба, пользуются полной свободой и независимостью. При окончательном формировании доклада, он проходит процедуру утверждения, на ежегодной конференции, при его одобрении он, в дальнейшем, распространяется путем публикаций докладов и исследований в различных аудиториях мира.

 

Этапы становления ноосферы

Ноосфера (от греч.noos - разум и sphaira - шар) - это сфера разума, высшая стадия развития биосферы, связанная с возникновением и развитием в ней человека, когда разумная деятельность человека становится главным определяющим фактором развития.

В общих чертах превращение биосферы в ноосферу можно представить следующим образом (рис.1):

1 - в большом абиотическом круговороте веществ (А) возникла биосфера (Б);

2 - по мере развития жизни она расширяется;

3 - в ней появляется человеческое общество (Ч);

4 - человеческое общество начинает поглощать вещество и энергию не только через биосферу, но и непосредственно из абиотической среды (Т);

5 - биосфера, превратившаяся в ноосферу (Н), стала развиваться под контролем разумной деятельности человека (ноогенез);

управление взаимными отношениями человеческого общества и природы осуществляется с помощью ноогеники;

Загрязнения воздуха

Загрязнение воздуха, любое нежелательное изменение состава земной атмосферы в результате поступления в нее различных газов, водяного пара и твердых частиц (под воздействием природных процессов или в результате деятельности человека).

Примерно 10% загрязнителей попадают в атмосферу вследствие таких природных процессов, как, например, вулканические извержения, которые сопровождаются выбросами в атмосферу пепла, распыленных кислот, в том числе серной, и множества ядовитых газов. Кроме того, основными источниками серы в атмосфере служат брызги морской воды и разлагающиеся растительные остатки. Также следует отметить лесные пожары, в результате которых образуются плотные клубы дыма, обволакивающие значительные площади, и пыльные бури.

Остальные 90% загрязнителей имеют антропогенное происхождение. Основными их источниками являются: сжигание ископаемого топлива на электростанциях (выбросы дыма) и в двигателях автомобилей; производственные процессы, не связанные с сжиганием топлива, но приводящие к запылению атмосферы, например вследствие эрозии почв, добычи угля открытым способом, взрывных работ и утечки ЛОС через клапаны, стыки труб на нефтеперегонных и химических заводах и из реакторов; хранение твердых отходов; а также разнообразные смешанные источники.

Загрязняющие вещества, попадая в атмосферу, переносятся на большие расстояния от источника, а затем возвращаются на земную поверхность в виде твердых частиц, капель или химических соединений, растворенных в атмосферных осадках.

Химические соединения, источник которых находится на уровне земли, быстро смешиваются с воздухом нижних слоев атмосферы (тропосферы). Они называются первичными загрязняющими веществами. Некоторые из них вступают в химические реакции с другими загрязнителями или с основными компонентами воздуха (кислородом, азотом и водяным паром), образуя вторичные загрязняющие вещества. В результате наблюдаются такие явления, как фотохимический смог, кислотные дожди и образование озона в приземном слое атмосферы. Источником энергии для этих реакций служит солнечная радиация. Вторичные загрязнители – содержащиеся в атмосфере фотохимические окислители и кислоты – представляют главную опасность для здоровья человека и глобальных изменений окружающей среды.

 

Круговорот воды в природе

Круговоро́ т воды́ в приро́ де (гидрологи́ ческий цикл), влагооборо́ т — процесс циклического перемещения воды в земной биосфере. Состоит из испарения воды, переноса паров воздушными течениями, их конденсации, выпадения в виде осадков (дождь, снег и т. д.) и переноса воды реками и другими водоемами. Вода испаряется с поверхности суши и водоёмов (рек, озёр, водохранилищ и т. д.), однако бо́ льшая часть воды испаряется с поверхности Мирового океана^[1]. Круговорот воды связывает воедино все части гидросферы

 

Деградация почв. Эрозия

Деградация почв - это совокупность процессов, которые приводят к изменению функций почвы, количественному и качественному ухудшению её свойств, постепенному ухудшению и утрате плодородия. Крайней степенью деградации почв является уничтожение почвенного покрова. Рассмотрим факторы, относящиеся к первой группе проблем. Деградация почв и потеря почвенного плодородия заключается в уменьшении количества питательных веществ - азота, калия, фосфора, микроэлементов, увеличение кислотности почв, переуплотнении почв, ухудшении структуры почв и гранулометрического состава, переувлажнении почв, засолении почв, их разрушении и утраты в результате водной и ветровой эрозии, а также механического снятия плодородного слоя почвы при строительных и горных работах.

Проблемы деградации почв вызваны несоблюдением технологий возделывания культур, обеспечивающих сохранение и увеличение почвенного плодородия. Здесь можно назвать несколько основных причин, вызывающих деградацию почв. К ним относятся: несоблюдение системы севооборотов в земледелии, хищническое отношение к земле и агрономическая неграмотность.

Ведущей причиной сложившегося положения является отсутствие побудительных стимулов у собственников земли к сохранению почвенного плодородия - в настоящее время в России ведение сельского хозяйства осуществляется в условиях практически полного отсутствия государственного и общественного контроля за качеством сельскохозяйственных угодий, четко установленных экологических ограничений и природоохранных требований к сельхозпроизводителям в отношении сохранения почв.

Эро́ зия (от лат. erosio «разъедание») — разрушение горных пород и почв поверхностными водными потоками и ветром, включающее в себя отрыв и вынос обломков материала и сопровождающееся их отложением.

 

Литосфера земли

Литосфе́ ра (от греч. λ ί θ ο ς «камень» + σ φ α ί ρ α «шар») — твёрдая оболочка Земли. Состоит из земной коры и верхней части мантии, до астеносферы, где скорости сейсмических волн понижаются, свидетельствуя об изменении пластичности пород.

 

Энергетические ресурсы

Энергетические ресурсы — это все доступные для промышленного и бытового использования источники разнообразных видов энергии. Энергетические ресурсы делятся на не возобновляемые, возобновляемые и ядерные.

Общество в целом и каждый человек в отдельности не может обходиться без потребления энергии.

Энергия - способность производить работу или какое-то другое действие, меняющее состояние действующего субъекта. В широком смысле это - общая мера различных форм движения материи.

Для современного общества наиболее актуальными видами энергии являются электрическая и тепловая. Другие разновидности - механическая, химическая, атомная и т.д. - можно считать промежуточными или вспомогательными.

Тепловая энергия (тепло, теплота) - энергия хаотического движения микрочастиц - является первичной энергией цепи преобразования энергии, ею же эта цепь и заканчивается.

Тепловая энергия используется человеком для обеспечения необходимых условий его существования, для развития и совершенствования общества, для получения электрической энергии на тепловых электростанциях, для технологических нужд производства, для отопления и горячего водоснабжения жилых и общественных зданий. Источниками энергии могут служить вещества и системы, энергетический потенциал которых достаточен для последующего целенаправленного использования.

Энергетический потенциал является параметром, оценивающим возможность использования источника энергии, выражается в единицах энергии - Джоулях или киловатт-часах.

Энергетические ресурсы – это любые источники механической, химической и физической энергии.

Энергетические ресурсы можно разделить на:

¾ первичные, источник которых – природные ресурсы и природные явления;

¾ вторичные, куда относятся промежуточные продукты обогащения и сортировки углей; гудроны, мазуты и другие остаточные продукты переработки нефти; щепки, пни, сучья при заготовке древесины; горючие газы; тепло уходящих газов; горючая вода из систем охлаждения; отработанный пар силовых промышленных

установок.
Первичные энергетические ресурсы делят на:
- невозобновляемые или истощаемые	(уголь, нефть, сланцы,
природный газ, горючее);

- возобновляемые (древесина, гидроэнергия, энергия ветра, геотермальная энергия, торф, термоядерная энергия);

Вторичные (побочные) энергоресурсы (ВЭР) - это носители энергии, образующиеся в ходе производства, которые могут быть повторно использованы для получения энергии вне основного технологического процесса.

Экологический кризис

Экологический кризис — особый тип экологической ситуации, когда среда обитания одного из видов или популяции изменяется так, что ставит под сомнение его дальнейшее выживание. Основные причины кризиса:

— биотические: качество окружающей среды деградирует по сравнению с потребностями вида после изменения абиотических экологических факторов (например, увеличение температуры или уменьшение количества дождей).

— биотические: окружающая среда становится сложной для выживания вида (или популяции) из-за увеличенного давления со стороны хищников или из-за перенаселения.

Под экологическим кризисом в настоящее время понимают критическое состояние окружающей среды, вызванное деятельностью человечества и характеризующееся несоответствием развития производительных сил и производственных – отношений в человеческом обществе ресурсно-экологическим возможностям биосферы.

Понятие глобального экологического кризиса сформировалось в 60 – 70 годы ХХ века.

Революционные изменения в биосферных процессах, которые начались в XX веке, привели к бурному развитию энергетики, машиностроения, химии, транспорта, к тому, что человеческая деятельность стала сравнима по масштабам с естественными энергетическими и материальными процессами, происходящими в биосфере. Интенсивность потребления человечеством энергии и материальных ресурсов растет пропорционально численности населения и даже опережает его прирост.

Кризис может быть глобальным и локальным.

Становление и развитие человеческого общества сопровождались локальными и региональными экологическими кризисами антропогенного происхождения. Можно сказать, что шаги человечества вперед по пути научно-технического прогресса неотступно, как тень, сопровождали негативные моменты, резкое обострение которых приводило к экологическим кризисам.

Но ранее имели место локальные и региональные кризисы, поскольку само воздействие человека на природу носило преимущественно локальный и региональный характер, и никогда не было столь значительным, как в современную эпоху.

Бороться с глобальным экологическим кризисом гораздо труднее, чем с локальным. Решение этой проблемы можно достигнуть только минимизацией загрязнений, произведенных человечеством, до уровня, с которым экосистемы будут в состоянии справиться самостоятельно.

В настоящее время глобальный экологический кризис включает четыре основных компонента: кислотные дожди, парниковый эффект, загрязнение планеты суперэкотоксикантами и так называемые озоновые дыры.

Сейчас уже очевидно для всех, что экологический кризис — понятие общеглобальное и общечеловеческое, касающееся каждого из населяющих Землю людей.

Последовательное решение насущных экологических проблем должно привести к снижению негативного воздействия общества на отдельные экосистемы и природу в целом, включая человека.

Классификация отходов

Принято несколько классификаций отходов — принципиаль­ных (укрупненных) и детальных.

1. Отходы производства и отходы потребления.

2. Бытовые, промышленные и сельскохозяйственные отходы.

3. Твердые, жидкие и газообразные отходы, классифицируемые исходя из их агрегатного состояния.

4. Федеральный классификационный каталог отходов (утвержден приказом МПР России от 02.12.2002 № 786), разрабо­танный в целях реализации Федерального закона «Об отходах производства и потребления», представляет собой перечень обра­зующихся в Российской Федерации отходов, систематизирован­ных по совокупности приоритетных признаков: по происхожде­нию отхода, по агрегатному и физическому состоянию, по опас­ным свойствам, по степени вредного воздействия на окружающую природную среду.

Вид отходов определяет 13-значный код, характеризующий их общие классификационные признаки.

По происхождению выделяют:

- отходы органические природного происхождения — животного и растительного;

- отходы минерального происхождения;

- отходы химического происхождения;

- отходы коммунальные.

Строение земли

Характерное свойство земного шара - его неоднородность. Он подразделяется на ряд слоёв или сфер, которые делятся на внутренние и внешние.

Внутренние сферы Земли: земная кора, мантия и ядро.

Земная кора наиболее неоднородна. По глубине в ней выделяется 3 слоя (сверху вниз): осадочный, гранитный и базальтовый.

Осадочный слой образован мягкими, а иногда и рыхлыми горными породами, возникшими путём осаждения вещества в водной или воздушной среде на поверхности Земли. Осадочные породы обычно расположены в виде пластов, ограниченных параллельными плоскостями. Мощность слоя колеблется от нескольких метров до 10-15 км. Есть участки, где осадочный слой практически полностью отсутствует.

Гранитный слой сложен в основном магматическими и метаморфическими породами, богатыми Al и Si. Среднее содержание SiO₂ в них более 60%, поэтому их относят к кислым породам. Плотность пород слоя 2, 65-2, 80 г/см³. Мощность 20-40 км. В составе океанической коры (например, на дне Тихого океана) гранитный слой отсутствует, являясь, таким образом, неотъемлемой частью именно континентальной земной коры.

Базальтовый слой лежит в основании земной коры и является сплошным, то есть, в отличие от гранитного слоя, присутствует в составе и континентальной, и океанической коры. Отделяется от гранитного поверхностью Конрада (К), на которой скорость сейсмических волн изменяется с 6 до 6, 5 км/сек. Вещество, слагающее базальтовый слой, по химическому составу и физическим свойствам близко к базальтам (менее богатым SiO₂, чем граниты). Плотность вещества достигает 3, 32 г/см³. Скорость прохождения продольных сейсмических волн увеличивается от 6, 5 до 7 км/сек у нижней границы, где снова происходит скачок скорости и она достигает 8-8, 2 км/сек. Эта нижняя граница земной коры прослеживается повсюду и называется границей Мохоровичича (югославский ученый) или границей М.

Мантия располагается под земной корой в интервале глубин от 8-80 до 2900 км. Температура в верхних слоях (до 100 км) - 1000-1300^оС, с глубиной повышается и у нижней границы достигает 2300^оС. Однако вещество находится там в твердом состоянии вследствие давления, которое на больших глубинах составляет сотни тысяч и миллионы атмосфер. На границе с ядром (2900 км) наблюдается преломление и частичное отражение продольных сейсмических волн, а поперечные волны эту границу не проходят (" сейсмическая тень" составляет от 103^о до 143^о дуги). Скорость распространения волн в нижней части мантии - 13, 6 км/сек.

Ядро по физическим свойствам резко отличается от облекающей его мантии. Скорость прохождения продольных сейсмических волн составляет 8, 2-11, 3 км/сек. Дело в том, что на границе мантии и ядра происходит резкое падение скорости продольных волн от 13, 6 до 8, 1 км/сек. Ученые давно пришли к выводу, что плотность ядра значительно выше плотности поверхностных оболочек. Она должна отвечать плотности железа, находящегося в соответствующих барометрических условиях. Поэтому широко распространено представление о том, что ядро состоит из Fe и Ni и обладает магнитными свойствами. Присутствие в ядре этих металлов связывается с первичной дифференциацией вещества по удельному весу. В пользу железо-никелевого ядра говорят и метеориты. Ядро разделяется на внешнее и внутреннее. Во внешней части ядра давление составляет 1, 5 млн. атм.; плотность 12 г/см³. Продольные сейсмические волны распространяются здесь со скоростью 8, 2-10, 4 км/сек. Внутреннее ядро находится в жидком состоянии, и конвективные потоки в нём индуцируют магнитное поле Земли. Во внутреннем ядре давление достигает 3, 5 млн. атм., плотность 17, 3-17, 9 г/см³, скорость продольных волн 11, 2-11, 3 км/сек. Расчёты показывают, что температура должна достигать там нескольких тысяч градусов (до 4000^о). Вещество там находится в твердом состоянии благодаря высокому давлению.

Внешние сферы Земли: гидросфера, атмосфера и биосфера.

Гидросфера объединяет всю совокупность проявления форм воды в природе, начиная от сплошного водного покрова, занимающего 2/3 поверхности Земли (моря и океаны) и кончая водой, входящей в состав горных пород и минералов. в таком понимании гидросфера является непрерывной оболочкой Земли. В нашем курсе рассматривается прежде всего та часть гидросферы, которая образует самостоятельный водный слой - океаносфера.

Атмосфера представляет собой самую верхнюю воздушную оболочку Земли, которая окутывает ее сплошным покровом. Верхняя граница не отчетлива, так как плотность атмосферы убывает с высотой и переходит в безвоздушное пространство постепенно. Нижняя граница - поверхность Земли. Эта граница также условна, так как воздух проникает на некоторую глубину в каменную оболочку и содержится в растворенном виде в толще воды. В атмосфере выделяются 5 основных сфер (снизу вверх): тропосфера, стратосфера, мезосфера, ионосфера иэкзосфера. Для геологии важна тропосфера, так как она соприкасается непосредственно с земной корой и оказывает на нее существенное влияние.

Биосфера - своеобразная оболочка (выделена и названа акад. В.И.Вернадским), объединяет те оболочки, в которых присутствует жизнь. Она не занимает обособленного пространства, но проникает в земную кору, атмосферу и гидросферу. Биосфера играет большую роль в геологических процессах, участвуя как в создании горных пород, так и в их разрушении.

Атмосферные газовые ресурсы

Атмосфера (от греч. atmos — пар и sphdira — шар) — это воздушная среда вокруг Земли, вращающаяся вместе с ней. Атмосфера включает в себя слой воздуха в подпочве, почве и над ее поверхностью. Масса атмосферы примерно равна 5, 51 • 10¹⁵ т. Эта огромная величина равна только одной миллионной части всей массы нашей планеты. Наибольшей плотности воздух достигает у земной поверхности, где его кубический метр весит около 1290 г. С высотой его плотность и вес быстро уменьшаются, и в 20 км от поверхности Земли 1 м³ воздуха весит только 90 г, а в 40 км — всего 4 г.

Газовый состав атмосферы. Состав воздуха, из которого состоит атмосфера, относительно постоянен. В атмосфере у поверхности Земли содержится 78, 1% азота, 21% — кислорода, 0, 9% — аргона, в незначительных долях процента присутствуют углекислый газ, водород и инертные газы (рис. 2.2).

В нижних слоях атмосферы на высоте до 20 км содержится водяной пар (у земной поверхности — от 3% в тропиках до 2 • 10~⁵% в Антарктиде). Количество водяного пара с ростом высоты быстро снижается. Газовый состав остается почти неизменным до высоты 100—110 км. Выше воздух также сохраняет в основном свой состав, но под действием ультрафиолетовых лучей Солнца молекулярный кислород распадается на атомы, а с высоты 200 км и азот подвергается расщеплению на атомы.

Азот — газ, являющийся основной составляющей воздуха, не поддерживает дыхания и горения, но необходим для роста растений, жизни животных и человека. Азот вырабатывается микроорганизмами, находящимися в земной коре.

Рис. 2.2. Изменение газового состава воздуха с высотой атмосферы:

N₂ — молекулярный азот; 0₂ — молекулярный кислород;

N — атомарный азот; О — атомарный кислород; О_э — озон

Кислород — самый важный для жизнедеятельности компонент воздуха. Он является составной частью всех животных и растительных организмов, входя в состав белков, жиров и углеводов. Кислород необходим для дыхания и горения. Без пищи человек может обходиться 5 недель, без воды — 5 дней, без атмосферного кислорода — 5 мин.

Кислород вырабатывается зелеными растениями в процессе фотосинтеза — 100 млрд т ежегодно. Но основная роль принадлежит фитопланктону, который выделяет примерно 70% всего атмосферного кислорода. Полное обновление кислорода планеты осуществляется с помощью живых организмов в течение 5200—5800 лет.

Озон образуется в атмосфере из молекулярного кислорода, к которому присоединяется атомарный кислород при электрических разрядах в атмосфере (например, во время грозы) и под воздействием ультрафиолетового излучения Солнца.

Углекислый газ поступает в воздух в результате процессов сжигания топлива, гниения и разложения органических веществ, дыхания людей и животных. Однако существенного накопления углекислого газа в атмосфере не происходит, так как растения поглощают его в процессе фотосинтеза. Ежегодно растения извлекают из атмосферы более 160 млрд т углекислого газа.

Тропосфера — нижний основной слой атмосферы. Он изучен лучше всего. Высота тропосферы достигает 10 км над полюсами, 12 км в умеренных широтах и до 18 км над экватором. Тропосфера содержит более 4/5 всей массы атмосферного воздуха. В ней наиболее ярко проявляются разнообразные погодные явления. Известно, что с подъемом на 1 км температура воздуха в этом слое снижается более чем на б°С. Это происходит потому, что воздух пропускает к поверхности Земли солнечные лучи, которые ее нагревают. От земной поверхности нагреваются и прилегающие к Земле слои атмосферы.

Стратосфера находится над тропосферой до высоты 50—55 км. В ней содержится менее 20% массы всего атмосферного воздуха. В этом слое имеется незначительное перемещение газов и происходит возрастание температуры с высотой (до 0°С у верхней границы). Нижняя часть стратосферы представляет собой мощный задерживающий слой, иод которым скапливаются водяной пар, кристаллы льда и другие твердые частицы. Относительная влажность воздуха здесь всегда близка к 100%.

Мезосфера простирается выше стратосферы на высоте от 50 до 80 км. На ее долю приходится менее 1% воздуха. Для нее характерно понижение температуры с увеличением высоты — приблизительно от 0°С на границе со стратосферой до -90°С в самых верхних слоях мезосферы.

Ионосфера находится над мезосферой. Она характеризуется значительным содержанием атмосферных ионов и свободных электронов. Ионизация сильно разреженного воздуха в ионосфере происходит под действием ультрафиолетовой и рентгеновской солнечной радиации, а также космического излучения. Ионосфера способствует распространению радиоволн. Верхняя граница ионосферы является внешней частью магнитосферы Земли.

Газовый состав атмосферы

Структура атмосферы обеспечивает возможность существования жизни на Земле. Составляет около 800 км в толщину. С удалением от поверхности её состав, плотность, давление, температура изменяются. Атмосфера Земли включает в себя следующие слои:

-тропосфера – нижний, самый тонкий и самый плотный слой, в нём содержится 80 % всей массы атмосферы. Здесь формируется климат Земли. Граница тропосферы проходит на высоте 10 – 12 км над поверхностью планеты (самолёты, как правило летают на высоте 9-10 км). Тропосфера является и самым тёплым слоем, поскольку солнечные лучи, отражаясь от поверхности Земли, нагревают воздух. По мере удаления от земной поверхности температура падает до –55 градусов в верхней части тропосферы (т.н. тропопауза).

-стратосфера – содержит важный для жизни озоновый слой, который сосредоточен на высоте 20-30 км. Граница стратосферы проходит на высоте около 50 км над поверхностью планеты. Здесь температура выше, чем в верхней части тропосферы, поскольку озоновый слой задерживает значительную часть ультрафиолетовых лучей.

-мезосфера - находится над стратосферой. Граница находится в пределах 50-95 км от поверхности Земли. В пределах верхней границы мезосферы имеется мезопауза – около –90 градусов. Это самая холодная область во всей атмосфере. Здесь образуются облака изо льда, которые можно наблюдать только поздно вечером, когда заходящее солнце подсвечивает их снизу.

Мезосфера является преградой на пути метеоритов, которые под влиянием земного притяжения входят в атмосферу Земли. Скорость их движения достигает до 64 км/ч. В основном, по своим размерам они не превышают горошину. В мезосфере, несмотря на то, что воздух очень разрежен, метеориты сгорают в результате трения о воздух на высоте 60-70 км.

- термосфера – последний основной слой атмосферы, отделяющий Землю от космоса. Он начинается приблизительно на высоте 100 км и распространяется до высоты 500-800 км. В нём содержится лишь 0, 001% всей массы атмосферы. Здесь температура повышается и на высоте 480 км может достигать 1200 градусов по Цельсию. Термосфера состоит из ионосферы, магнитосферы и экзосферы.

Ресурсы литосферы

 Литосфера представляет собой одну из главнейших составляю­щих геологической среды, с геодинамической деятельностью и со­ставом которой человечество сталкивается ежеминутно. Ресурсная функция литосферы предопределена минеральными, органоминеральными и органогенными ресурсами, которые принимают учас­тие в ее строении. Они крайне необходимы для жизни и деятельно­сти биоты, выступая в качестве одной из составляющих экосистем, а также для жизнедеятельности человеческого общества. Ресурсы литосферы включают следующие аспекты: ресурсы, необходимые для жизнедеятельности биоты; ресурсы, необходимые для жизни и деятельности человеческого общества; ресурсы как геологическое пространство, которое необходимо для расселения и существова­ния биоты и человеческого общества. Если два первых аспекта связаны с минеральными ресурсами Земли, то последний — исключительно с геологическим пространством, которое охватыва­ет приповерхностную и поверхностную части литосферы.

12345678910Следующая ⇒

Поделиться: