4 вопрос
Атмосфе́ра (от. др.-греч. ἀτμός — пар и σφαῖρα — шар) — газовая оболочка (геосфера), окружающая планету Земля. Внутренняя её поверхность покрывает гидросферу и частично кору, внешняя граничит с околоземной частью космического пространства.
Местоположение и функции озонового слоя
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.
Озоновый «экран» расположен в стратосфере, на высотах от7-8 км на полюсах, 17-18 километров на экваторе и примерно до 50 километров над земной поверхностью. Гуще всего озон в слое 22 – 24 километров над Землей.
Слой озона удивительно тонок. Если бы этот газ сосредоточить у поверхности Земли, то он образовал бы пленку лишь в 2-4 мм толщиной (минимум – в районе экватора, максимум – у полюсов). Однако и эта пленка надежно защищает нас, почти полностью поглощая опасные ультрафиолетовые лучи. Без нее жизнь сохранилась бы лишь в глубинах вод (глубже 10 м) и в тех слоях почвы, куда не проникает солнечная радиация. Озон поглощает некоторую часть инфракрасного излучения Земли. Благодаря этому он задерживает около 20% излучения Земли, повышая отепляющее действие атмосферы.
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, 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.
Причины ослабления озонового щита
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".
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 озоно-разрушающих веществ.
Предполагается множество причин ослабления озонового щита.
Во-первых, – это 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, это 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.
5 вопрос
Никому из ученых не под силу изучить все разнообразие живых организмов, поэтому биология подразделяется на множество разделов, или биологических наук 2. Всего их более 300. Назовем основные из них.
Зоология (от греческого слова "зоон" - животное)
изучает животных.
Микология (от греческого "микес" - гриб) исследует
грибы.
Микробиология (от греческого слова "микрос" -
малый) изучает различные микроскопически малые организмы: бактерии, вирусы и
другие.
Мы перечислили биологические науки, изучающие отдельные
группы организмов. Но есть и такие разделы биологии, которые исследуют общие
свойства живых существ.
Экология (от греческого слова "ойкос" - дом,
жилище) исследует связи организмов между собой и с окружающей их средой.
Анатомия (от греческого слова "анатоме" -
рассечение), изучает строение организмов.
Физиология (от греческого "физис" - природа)
занимается познанием жизненных процессов протекающих в организмах, (например
дыхание, пищеварение и другие).
Цитология (от греческого - "цитос" - клетка)
изучает строение клеток из которых построены живые организмы а также процессы,
происходящие в них.
Молекулярная биология исследует строение и функции молекул, из которых построены живые организмы.
6 вопрос
Центральная организующая концепция в биологии состоит в том,
что жизнь со временем изменяется и развивается посредством эволюции, и что все
известные формы жизни на Земле имеют общее происхождение. Это обусловило
сходство основных единиц и процессов жизнедеятельности, упоминавшихся выше.
Понятие эволюции было введено в научный лексикон Жаном-Батистом Ламарком в 1809
г.. Чарльз Дарвин через пятьдесят лет установил, что её движущей силой является
естественный отбор, так же как искусственый отбор сознательно применяется человеком
для создания новых пород животных и сортов растений [18]. Позже в синтетической
теории эволюции дополнительным механизмом эволюционных изменений был
постулирован генетический дрейф.
Эволюционная история видов, описывающая их изменения и генеалогические отношения между собой, называется филогенез. Информация о филогенезе накапливается из разных источников, в частности, путем сравнения последовательностей ДНК или ископаемых останков и следов древних организмов. До XIX века считалось, что в определенных условиях жизнь может самозарождаться. Этой концепции противостояли последователи принципа, сформулированного Уильямом Гарвеем: «все из яйца» («Omne vivum ex ovo», лат), основополагающего в современной биологии. В частности, это означает, что существует непрерывная линия жизни, соединяющая момент первоначального её возникновения с настоящим временем. Любая группа организмов имеет общее происхождение, если у неё имеется общий предок. Все живые существа на Земле, как ныне живущие, так и вымершие, происходят от общего предка или общей совокупности генов. Общий предок всех живых существ появился на Земле около 3,5 млрд лет назад. Главным доказательством теории общего предка считается универсальность генетического кода (см. происхождение жизни).
7 вопрос
биосфе́ра (от греч. βιος — жизнь и
σφαῖρα
— сфера, шар) — оболочка Земли, заселённая живыми организмами, находящаяся под
их воздействием и занятая продуктами их жизнедеятельности; «пленка жизни»;
глобальная экосистема Земли.
Термин «биосфера» был введён в биологии Жаном-Батистом
Ламарком в начале XIX в., а в геологии предложен австрийским геологом Эдуардом
Зюссом в 1875 году[1].
Целостное учение о биосфере создал русский биогеохимик и
философ В. И. Вернадский. Он впервые отвёл живым организмам роль главнейшей
преобразующей силы планеты Земля, учитывая их деятельность не только в
настоящее время, но и в прошлом.
Существует и другое, более широкое определение: Биосфера — область распространения жизни на космическом теле. При том что существование жизни на других космических объектах, помимо Земли пока неизвестно, считается что биосфера может распространяться на них в более скрытых областях, например, в литосферных полостях или в подлёдных океанах. Так, например, рассматривается возможность существования жизни в океане спутника Юпитера Европы.
Международные проблемы экологии
Современный мир благодаря быстрому развитию транспорта и средств связи становится все более целостным. События, происходящие в отдельной стране, могут оказать влияние и затрагивать интересы, как ряда стран, так и всего человечества. Дальнейшее развитие человечества зависит от того, как оно сможет решить глобальные проблемы, к которым относятся проблемы политического характера - войны и мира, прав человека, расизма, национализма и т.д., экономического - экономические кризисы, экологического - защиты окружающей среды, истощения природных ресурсов.
Рассмотрим подробнее ряд экологических проблем и их влияние
на человечество. Научно-технический прогресс с его резкими
социально-экономическими изменениями привел к возникновению глобальной
медико-биологической проблемы: выживание человечества в условиях
деформированной человеком окружающей среды. Медико-социологические и
гигиенические исследования подтвердили причинно-следственную связь между
образом жизни, окружающей средой и здоровьем человека. Окружающая среда -
факторы чисто естественного или природно-антропогенного системного
происхождения, она способна к самоподдержанию и саморегуляции без
корригирующего воздействия со стороны человека. Данная среда оказывает влияние,
как на отдельного человека, так и на все человечество в целом. Нездоровая по
своим физическим, химическим, социальным и экономическим показателям среда,
отрицательно влияющая на здоровье человека, составляет основу понятия
"экологический кризис".
Возникновению экологического кризиса, способствуют следующие факторы:
хищническое отношение к природе, получение прибыли любой ценой, хотя природные ресурсы не безграничны. Именно это привело к тому, что в настоящее время потери кислорода в атмосфере в год составляет 10 - 12 млрд.т. В России объем добычи, и переработки полезных ископаемых удваивается каждые 8 лет, в остальном мире - каждые 15 лет;
многофункциональность использования природных ресурсов (в экономическом, биологическом и социальном плане);
несовершенство технологических процессов, когда из добываемого природного вещества только 10% используется человеком с пользой, а остальные в непотребном виде возвращаются природе, загрязняют воздух и почву;l
экологическая безграмотность общества, незнание законов экологии;
нравственное оскудение общества, потеря гражданской ответственности за последствия его деятельности по отношению к своей среде обитания;
недостаточность средств на природоохранные мероприятия.
Незнание законов экологии, нарушение принципов биосферной этики привели к возникновению экологических проблем. Систематизируя их, Н.Ф.Рейменс (1994г.) выделил основные:
1. Изменение климата Земли на основе усиления тепличного эффекта, выбросов метана и других, низко концентрированных газов, аэрозолей, легких радиоактивных газов, нарушение концентрации озона в тропосфере и стратосфере.
2. Замусоривание и иное загрязнение ближнего космического пространства.
3. Общее ослабление озонового экрана Земли, образование большой "озоновой дыры" над Антарктидой, малых "дыр" над другими регионами планеты.
4. Загрязнение атмосферы с образованием кислотных осадков, сильно ядовитых и пагубно действующих веществ в результате вторичных химических реакций. В том числе фотохимических (в этом одна из основных причин разрушения озонового слоя, на который воздействуют фреоны, водяные пары, вещества типа NO, малые газовые примеси).
5. Загрязнение океана, захоронение в нем ядовитых радиоактивных веществ, насыщение его вод углекислым газом из атмосферы, поступление в него антропогенных нефтепродуктов, тяжелых металлов и сложных органических соединений, что способствует разрыву нормальных экологических связей между океаном и водами суши.
6. Истощение и загрязнение поверхностных вод суши, континентальных водоемов и водостоков, подземных вод.
7. Радиоактивное загрязнение локальных участков и некоторых регионов Земли (текущая эксплуатация атомных устройств, чернобыльская авария, испытания ядерного оружия).
8. Возникновение вторичных химических реакций во всех сферах биосферы с образованием токсичных веществ.
9. Нарушение глобального и регионального экологического равновесия, соотношения экологических компонентов, в том числе сдвиг экологического баланса между океаном, его прибрежными водами и впадающими в него водопадами.
10. Опустынивание планеты в новых регионах, расширение существующих пустынь.
11. Сокращение площади лесов, легких планеты, что ведет к дисбалансу кислорода и усилению процесса исчезновения видов животных и растений. Под угрозой исчезновения в настоящее время находится около 10 000 видов, в основном позвоночных животных и растений.
12. Освобождение и образование экологических ниш, и заполнение их нежелательными организмами (вредителями, паразитами и т.д.).
13 Абсолютное перенаселение Земли и относительное демографическое переуплотнение в отдельных ее регионах.
14 Ухудшение среды жизни в городах и сельской местности, увеличение шумового воздействия, загрязнение воздуха, потери социальных связей между людьми.
Все перечисленное выше создает глобальную экологическую проблему для человечества, поскольку состояние окружающей среды является одним из наиболее существенных факторов, формирующих здоровье.
Биосфера - глобальная экологическая система планеты, включающая в себя все живые организмы вместе со средой их обитания.
Биосфера представляет собой совокупность частей земных оболочек (лито-, гидро- и атмосферы), которая заселена живыми организмами, находится под их влиянием и занята продуктами их жизнедеятельности.
В 20-е годы X X - го столетия учение о биосфере было развито и преобразовано выдающимся естествоиспытателем академиком В.И. Вернадским. Он впервые подчеркнул исключительную роль живых организмов в образовании биосферы. По его определению, биосфера - структурная оболочка Земли, созданная самой жизнью, где не только живут, но которая преобразована живыми организмами и связана с их жизнедеятельностью. Таким образом, биосфера - это и среда жизни, и результат жизнедеятельности организмов.
Возникновение и существование всех экологических систем в биосфере обусловлено эволюцией. Самоподдерживающиеся динамические системы эволюционируют в сторону усложнения организации и возникновения системной иерархии, Первопричиной, источником движущей силы последовательных качественных изменений экологических систем служит поток энергии через систему и отбор наиболее эффективных преобразователей энергии, вещества и информации.
Эволюция биосферы состоит из добиотической фазы, в ходе которой химическая эволюция подготовила возникновение жизни и, собственно, биотической эволюции.
Добиотическая эволюция.
1. Образование планеты (около 4,5 млрд. лет назад). Первичная атмосфера имела высокую температуру и содержала водород, азот, пары воды, метан, аммиак, инертные газы и другие простые соединения.
2. Возникновение абиотического круговорота веществ в атмосфере за счет ее постепенного остывания и энергии солнечного излучения. Появляется жидкая вода, формируются гидросфера, круговорот воды, водная миграция элементов и многофазные химические реакции в растворах. Происходит отбор и рост молекул.
3. Образование органических соединений в процессах конденсации и полимеризации простых соединений С, Н, О, N за счет энергии ультрафиолетового излучения Солнца, радиоактивности, электрических разрядов и других энергетических импульсов. Аккумуляция лучистой энергии в органических веществах.