Классификация природных ресурсов
Тттттттттттттттт
Живое вещество - краеугольный камень учение о биосфере В.И. Вернадского, который акцентировал внимание на биогеохимической специфике этого образования следующим образом:
«На земной поверхности нет химической силы более постоянно действующей, а потому более могущественной по своим конечным последствиям, чем живые организмы, взятые в целом».
В настоящее время описано около 300 тыс. видов растений и более 1,5 млн. видов животных. Из них 93% представлено сухопутными, а 7% - водными видами животных. Суммарная биомасса организмов сухопутных видов образована на 99,2% зелеными растениями и на 0,8% животными и микроорганизмами. В океане, напротив, растения составляют 6,3%, а животные и микроорганизмы – 93,7% совокупной биомассы. Несмотря на то что океан покрывает более 70% поверхности планеты, в нем содержится лишь 0,13% биомассы всех живых существ, обитающих на Земле.
Расчеты специалистов показали, что растения составляют около 21% всех учтенных видов. Однако на их долю приходится более 99% биомассы, тогда как на долю животных - менее 1% биомассы. Среди животных 96% видов составляют беспозвоночные и только 4% - позвоночные, среди которых млекопитающие составляют примерно 10%. Эти соотношения иллюстрируют фундаментальную закономерность, а именно - в биосфере количественно преобладают формы, имеющие низкое качество развития ( достигшие в процессе эволюции относительно низких степеней морфофизиологического прогресса).
|
|
|
Свойства и функции живого в биосфере
Живое вещество характеризуется определенными свойствами:
· стремление заполнить собой все окружающее пространство – « давление жизни» по Н.Ф. Реймерсу. Способность быстрого освоения пространства связана как с интенсивным размножением (некоторые простейшие формы организмов могли бы освоить весь земной шар за несколько часов или дней при отсутствии факторов, ограничивающих их потенциальные возможности размножения), так и со способностью организмов интенсивно увеличивать поверхность своего тела или образуемых ими сообществ. Так, площадь листьев растений на 1 га составляет 8-10 га и более;
· возможность произвольного перемещения в пространстве, например, против течения воды, силы тяжести, ветра и т.п.;
· наличие специфических химических соединений (белков, ферментов и др.), устойчивых при жизни и быстро разлагающихся после смерти;
· Исключительно разнообразие форм, размеров, составов, а также высокая способность адаптироваться к условиям существования.
Закон физико-химического единства живого вещества имеет важное практическое значение для человека. Из него следует:
|
|
|
· Нет такого физического или химического агента, который был бы гибелен для одних организмов и абсолютно безвреден для других. Разница лишь количественная - одни организмы более чувствительны, другие менее, одни в ходе отбора быстрее приспосабливаются, а другие медленнее ( приспособление идет в ходе естественного отбора, т.е. за счет тех, что не смогли адаптироваться к новым условиям);
· Количество живого вещества биосферы в пределах рассматриваемого геологического периода есть константа - таков закон константности количества живого вещества В.И. Вернадского. И действительно, согласно закону биогенной миграции атомов, живое вещество является посредником между Солнцем и Землей. Если бы количество живого вещества колебалось, то энергетическое состояние планеты было бы непостоянно. Такое за время эволюции жизни на Земле случалось, но очень редко;
· Общее видовое разнообразие в биосфере константа – число нарождающихся видов в среднем равно числу вымирающих. Процесс вымирание видов был неизбежен из-за изменения условий жизни на планете. Причем вид никогда не исчезает в одиночку, он «тянет за собой» еще порядка 10 других видов, уходящих вместе с ним. На их место, согласно правилам экологического дублирования, приходят другие виды, особенно в управляющем звене экосистем - среди консументов. Поэтому во все геологические периоды массового вымирания организмов наблюдалось и бурное видообразование. в одиночку, он "изменения условий жизни на планете. арождающихся видов в среднем равно числу вымирающих. ь редко;
|
|
|
·оояние осредником между Сыстрее приспосабливаются, а другие
Биогеохимические циклы
Живое вещество по массе составляет 0,01-0,02% от косного вещества в биосфере, однако играет ведущую роль в биогеохимических процессах.
Ежегодная продукция живого вещества в биосфере составляет 232,5 млрд. т сухого органического вещества. Живое вещество является наиболее активным компонентом биосферы. Оно осуществляет гигантскую геохимическую работу, преобразовывая другие оболочки Земли в геологическом масштабе времени.
Все химические элементы живой материи циркулируют в биосфере по характерным путям, переходя из внешней среды организма, а затем возвращаясь во внешнюю среду. Эти в большей или меньшей степени замкнутые пути называют биогеохимическими циклами, причем «био» относится к живым организмам, а «гео» - к горным породам, воздуху и воде. Термин « биогеохимия» предложен академиком В.И. Вернадским.
|
|
|
В каждом цикле различают две части или два фонда:
· Резервный фонд – большая масса медленно движущихся веществ, в основном небиологический компонент;
· Подвижный, или обменный, фонд – меньший, но более активный, для которого характерен быстрый обмен между организмами и их непосредственным окружением.
Для биосферы в целом все биогеохимические круговороты делят на круговорот газообразных веществ с резервным фондом в атмосфере или гидросфере и осадочный цикл с резервным фондом к земле.
Земля во вселенной
Вселенная
Вселенной принято называть весь существующий материальный мир, безграничный во времени и пространстве и бесконечно разнообразный по формам, которые принимает материя в процессе своего развития. Часть Вселенной, доступная исследованиям астрономическими методами, соответствующими современным достижением науки, называют Метагалактикой. Она состоит из нескольких десятков миллиардов галактик - гигантских звездных систем, содержащих сотни миллиардов звезд.
Галактика, к которой принадлежит Солнце, называется млечный путь. Она содержит:
· Не менее 100 млрд. звезд с общей массой около 10 масс солнца;
· межзвездное вещество – газ и пыль, масса которых составляет около 5% массы звезд;
· космические лучи, магнитные поля, излучения.
Центр нашей Галактики находится от Земли в направлении созвездия Стрельца.
Идея о расширении Вселенной из сверхплотного состояния была выдвинута в 1927 г. бельгийским астрономом Ж. Леметром (1894-1966), а предположение о том, что первоначально вещество было очень горячим, высказано в 1946 г. русским ученым Г. А. Гаммовым ( 1904-1968), с 1934 г. жившим и работавшим в США.
Картина расширяющего мира была предсказана теоретически еще до того, как была обнаружена наблюдениями. В 1922 г. российский ученый А.А. Фридман ( 1888-1925) показал, что большинство решений уравнений А. Эйнштейна для мира в целом - нестационарны, зависят от времени, что наиболее естественное следствие уравнений тяготения есть расширение либо сжатие Вселенной. Позже был установлен факт постоянного расширения.
В 1929 г. американский астроном Э. Хаббл (1889-1953) наблюдениями доказал, что скорости движения удаленных галактик направлены на нас. Более того, чем дальше расположена галактика, тем быстрее она убегает.
Эта картина не имеет ни границ, ни пределов. Имеет место вечное кипение, вечное рождение новых вселенных и вечное их умирание. Следовательно, наша Вселенная вечна, она – один из «пузырьков» в Сверхвселенной, конца эволюции Вселенной нет.
Современное знание о строении и эволюции Вселенной находится на этапе бурного роста, новых идей и важнейших открытий. Окончательных выводов наука еще не сделала, многое впереди.
Звезды, Солнце
Выбрасывание газа в пространство с поверхности звезд, особенно горячих и вспыхивающих как новые, происходило постоянно и происходит в наше время. Этот газ при благоприятных условиях может сгущаться в пылинки или подвергаться дальнейшим превращениям. Существует облака пыли и газа, возникшие давным-давно и только что. В 1945-1947 гг. на основе исследований советскими учеными сделан вывод о том, что звезды имеют разный возраст, следовательно, они могут возникать и в наше время.
Диапазон масс новорожденных звезд составляет от нескольких сотых долей до 100 масс Солнца, причем маленькие звезды рождаются чаще крупных. В нашей Галактике в среднем ежегодно рождается примерно десяток звезд различного размера с общей массой около пяти масс Солнца.
По современным понятиям эволюция звезд протекает в два этапа. Сначала из дозвездного вещества, состоящего по массе на ¾ из водорода и на ¼ из гелия, образуются звезды первого поколения. Это массивные звезды с быстрым течением протонных реакций. После того как в центре звезды резко снижается содержание водорода, она сжимается, давление и температура в ней резко возрастают и начинает «гореть» гелий – возникает критический момент в истории звезды.
После взрыва звезды первого поколения вещество, обогащенное малыми примесями практически всех химических элементов, может снова под действием гравитационного притяжения собраться в звезды. Это и есть звезды второго поколения. К ним относится и наше Солнце.
Значительно чаще наблюдаются вспышки звезд. Так, иногда какая-нибудь малозаметная звезда внезапно, за недели, увеличивает свою светимость в миллионы раз и становится очень яркой, после чего она медленно, за месяцы, возвращается к более или менее первоначальному состоянию. Такую звезду принято называть новой, а само явления – вспышкой новой.
Реже наблюдается еще более грандиозное явления, называемые вспышками сверхновых звезд. В нашей Галактике последние замеченные вспышки сверхновых звезд были зарегистрированными астрономами в 1054,1572 и 1604 гг. После взрыва сверхновой звезды светимость также быстро падает, но и она уже теряет прежний облик. На месте вспыхнувшей звезды остается быстро вращающая нейтронная звезда, пульсар, а остальное вещество с большой скоростью разлетается от него.
Нейтронные звезды с диаметром всего около 10 км по своей массе близки к Солнцу, которое имеет диаметр 1400 тыс. км. Их гравитационное поле столь велико, что вдавливает электроны всех атомов в их ядра и протоны ядер превращаются в нейтроны. Однако считается, что нашему светилу такая перспектива не грозит.
Солнце в общей структуре Вселенной принадлежит галактике « Млечный Путь» - громадному скоплению звезд, видимому на небе как светлая туманная полоса. Наша Галактика имеет конечные размеры. Диаметр галактического диска составляет около 100 000 световых лет, толщина – 1000 световых лет. Внешне она напоминает чечевичное зерно с утолщением по середине. Из-за того что Солнечная система находится практически в плоскости Млечного Пути, заполненного материей, поглощающей излучения, очень многие детали строения Галактики скрыты от земного наблюдения.
Внешняя часть Галактики вращается очень медленно, а внутренний галактический диск – быстро, причем скорость его вращения не одинакова на разных расстояниях от центра. Она изменяется от нуля до 200-240 км/с. Масса диска - 150 млрд. масс Солнца. В среднем химический состав звезд и газа в диске почти такой же, как у Солнца. Основной химический элемент в Галактике - водород. Другой, наиболее распространенный элемент, - это гелий, составляющей около одной четверти нашей Галактики.
Одна из самых интересных областей Млечного Пути – ядро, для которого характерна очень высокая концентрация звезд. Расстояние между ними в десятки и в сотни раз меньше, чем в окрестностях Солнца. В самом центре Галактики предполагается существование массивного компактного объекта - черной дыры массой около миллиона масс Солнца. Так же там находится яркий радиоисточник «Стрелец А»
Наиболее заметными образованиями в диске нашей Галактики являются спиральные ветки, из-за наличия которых она относится к «спиральным » галактикам. Вдоль рукавов в основном сосредоточены самые молодые звезды, многие звездные скопления и ассоциации, а также цепочки плотных облаков межзвездного газа, в которых продолжается образование новых звезд. В спиральных ветвях находится больше всего переменных и вспыхивающих звезд, где чаще всего наблюдаются взрывы сверхновых. В ветвях продолжается бурная «жизнь», связанная с переходом веществ и из ( 290,291,92,93)
Эволюция биосферы
Одной из центральных проблем биологии является природа жизни, ее происхождение, разнообразие живых существ и объединяющая их структурная и функциональная близость. Главными современными теориями возникновения жизни на Земле являются следующие:
· Сотворение Богом в определенное время;
· Самопроизвольное и неоднократное возникновение из неживого вещества;
· Изначальное существование, т.е. была всегда;
· Появление на планете извне;
· Возникновение в результате процессов, подчиняющихся химическим и физическим законом;
В основе биологической эволюции лежат уникальные самовоспроизведения макромолекул и живых организмов, таящие в себе почти неограниченные возможности преобразования систем в ряду поколений. Применительно к живым организмам эволюцию определяют как « развитие сложных организмов из предшествующих более простых организмов с течением времени».
Биологическая эволюция - необратимое и в известной степени направленное историческое развитие живой природы, сопровождающееся изменениям генетического состава популяций, формированием адаптаций, образованием и вымиранием видов, преобразованиями биогеоценозов, крупных экосистем и биосферы в целом.
Результатом биологической эволюции всегда является соответствие развивающейся живой системы условиям ее существования.
Достижение этого соответствия сопряжено с преимущественным распространением одних и гибелью других дискретных биологических систем. Эволюция биосферы на протяжении большей части своей истории шла под влиянием двух главных факторов:
1. естественных геологических и климатических изменений на планете;
2. изменений видового состава и количества живых существ в процессе биологической эволюции.
На современном этапе следует учитывать и третий фактор - развивающееся человеческое общество.
Химическая эволюция живого
На основании последних теоретических и экспериментальных данных считается, что жизнь зародилась в пределах Солнечной системы на ранних стадиях ее развития. Подтверждением этого является тот факт, что органические соединения достаточно большой сложности присутствуют в некоторых метеоритов – древнейших каменных телах, сохранивших признаки своего образования в « замороженном» состоянии. Список органических соединений в метеоритах достаточно велик.
Теория Опарина. Отсутствие в атмосфере кислорода, вероятно, было необходимым условием для возникновения жизни. Лабораторные опыты показали, что органические вещества значительно легче синтезируются в восстановленной среде, чем в присутствии кислорода.
Известным советским ученым А.И. Опариным ( 1923) были высказана гипотеза, что органические вещества могли создаваться в океане из более простых соединений при воздействии интенсивного ультрафиолетового излечения Солнца, которое в тот период не ослаблялось слоем озона, ибо его еще не существовало. Отсутствие озонового слоя означало, что жизнь в те времена могла развиваться только в воде на глубинах более 10 м. разнообразие простых соединений в океанах, площадь поверхности Земли, доступность энергии и масштабы времени позволили Опарину предположить, что в океанах постепенно накопились органические вещества и образовался тот «первичный бульон», в котором смогла возникнуть жизнь.
С. Миллер (1953) на лабораторной установке смоделировал условия ( температуру, давление, состав газовой среды, а а также высоковольтный электрический заряд как источник энергии), которые предположительно имели место на Земле в те далекие времена. Ему удалось синтезировать многие биологические важные вещества, такие, как аминокислоты, адеин и
До середины XX в. нефть, залегающая в донных отложениях шельфа Мирового океана, не считалась ресурсом, ибо уровень развития техники не позволял производить добычу не шельфе. Лишь в 40-х годах XX в. в акваториях озера Маракайбо и Каспийского моря впервые началась промышленная разработка нефтяных залежей мелководья морей и океанов.
Исходя из первоначальности цели сохранить окружающую среду на нашей планете в неизмененном, привычном человеку виде, следует особо отметить, что природные ресурсы биосферы для человечества являются абсолютно все ресурсы биосферы, а биота, обладающая мощнейшей средообразующей и средорегулирующей функцией, есть главный природный ресурс.
Классификация природных ресурсов
В зависимости от технического и технологического совершенство процессов извлечения и переработки природных ресурсов, экономической рентабельности, а также с учетом об объемах природного сырья выделяют две категории природно-ресурсных запасов:
· доступные запасы - объемы природного ресурса, выявленные современными методами разведки, технически доступные и экономически рентабельные для освоения;
· Потенциальные ресурсы - ресурсы, помимо доступных, установленные на основе теоретических расчетов и обследований, включая те, которые в настоящее время нельзя освоить по техническим или экономическим соображениям . Кроме того, потребности в природном ресурсе могут полностью блокироваться технологической невозможностью их освоения в наши дни, например, производство энергии на основе управляемого термоядерного синтеза. Поэтому потенциальные ресурсы образно называют « ресурсами будущего».
С развитием научно-технического прогресса потенциальные ресурсы переходят в категорию доступных.
Разработаны и применяются несколько классификацией природных ресурсов: по природному происхождению, по видам хозяйственного использования, по признаку исчерпаемости.
Классификация по происхождению. По указанному признаку природные ресурсы подразделяют на минеральные, климатические, водные, земельные, почвенные, биологические. Эта классификация не отражает хозяйственной роли ресурсов и их экономического значения, поэтому чаще применяют классификацию по направлениям и формам использования.
Классификация по видам хозяйственного использования. В зависимости от отнесения к тому или иному сектору материального использования природные ресурсы подразделяют на ресурсы промышленного Ии сельскохозяйственного производства. Ресурсы промышленного производства включают в себя все виды сырья, используемого промышленностью: энергетические ( горючие полезные ископаемые, гидроэнергоресурсы, биоконверсионная энергия, ядерная энергия) и неэнергетические ( ресурсы металлургии, химии и нефтехимии, лесопереработки).
Классификация по признаку исчерпаемости. По признаку исчерпаемости все природные ресурсы, как и ресурсы биосферы, подразделяют на исчерпаемые и неисчерпаемые.
Неистощимость ресурса подразумевает его бесконечность, хотя бы в сравнении с потребностями в нем. Так, условно неисчерпаемым ресурсом для первобытных людей была, например, территория Земли. Однако поскольку сегодня численность человечества растет опасными темпами, а планета имеет совершенно конкретные конечные размеры, то возникли два очевидных очертания:
· На ограниченной в целом Земле не может быть ничего бесконечного ( часть не может быть больше целого), а следовательно, для человека нет неисчерпаемых природных ресурсов;
· Экспоненциально растущая часть планеты - человечество со своими постоянно увеличивающимися потребностями легко исчерпывает ресурсы любой емкости.
Ресурсы, которые иногда кажутся неисчерпаемыми ( например, поток солнечной энергии и иные мощные....) 315 дописать
Дата добавления: 2020-11-15; просмотров: 36; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!