Физико-химические свойства биосферы

Описание презентации по отдельным слайдам:

• 

  1 слайд

  Физико-химические свойства биосферы
  Александрова А.Э.
  Школа №1499 ДО 6
  

• 

  2 слайд

  Понятие биосферы
  Биосфера — оболочка Земли, заселённая живыми организмами и преобразованная ими. Биосфера начала формироваться не позднее, чем 3,8 млрд. лет назад, когда на нашей планете стали зарождаться первые организмы. Она проникает во всю гидросферу, верхнюю часть литосферы и нижнюю часть атмосферы, то есть населяет экосферу. Биосфера представляет собой совокупность всех живых организмов. В ней обитает более 3 000 000 видов растений, животных, грибов и бактерий. Человек тоже является частью биосферы, его деятельность превосходит многие природные процессы и, как сказал В. И. Вернадский: «Человек становится могучей геологической силой».
  

• 

  3 слайд

  Границы биосферы
  Верхняя граница в атмосфере: 15—20 км. Она определяется озоновым слоем, задерживающим коротковолновое ультрафиолетовое излучение, губительное для живых организмов.
  Нижняя граница в литосфере: 3,5—7,5 км. Она определяется температурой перехода воды в пар и температурой денатурации белков, однако в основном распространение живых организмов ограничивается вглубь несколькими метрами.
  Граница между атмосферой и литосферой в гидросфере: 10—11 км. Определяется дном Мирового Океана, включая донные отложения.
  

• 

  4 слайд

  Понятие атмосферы
  Атмосфера (от. греч. ατμός — «пар» и σφαῖρα — «сфера») — газовая оболочка небесного тела, удерживаемая около него гравитацией. Поскольку не существует резкой границы между атмосферой и межпланетным пространством, то обычно атмосферой принято считать область вокруг небесного тела, в которой газовая среда вращается вместе с ним как единое целое.
  

• 

  5 слайд

  Атмосферные газы Земли рассеивают синие длины волн лучше других, поэтому если смотреть из космоса, то вокруг нашей планеты имеется голубое гало, а если смотреть с Земли, то видно голубое небо.
  

• 

  6 слайд

• 

  7 слайд

  Понятие гидросферы
  Гидросфера - водная оболочка Земли. Вследствие широкой подвижности воды проникают повсеместно в различные природные образования. Они находятся в виде паров и облаков в земной атмосфере, формируют океаны и моря, существуют в замороженном состоянии в высокогорных районах континентов и в виде мощных ледяных панцирей покрывают полярные участки суши. Атмосферные осадки проникают в толщи осадочных пород, образуя подземные воды.
  

• 

  8 слайд

  Круговорот воды в гидросфере
  

• 

  9 слайд

• 

  10 слайд

  Средний химический состав морской воды, которая в гидросфере преобладает, представлен в табл. 3.
  В настоящее время можно считать, что в морской воде присутствуют все химические элементы таблицы Менделеева.
  Однако преобладающая часть растворенных веществ сложена немногими химическими элементами: O, H, Na, Mg, Ca, Cl, S.
  

• 

  11 слайд

  Понятие литосферы
  Литосфера - это верхняя твердая оболочка Земли, имеющая большую прочность и переходящая в нижележащую астеносферу, прочность которой относительно мала. Она включает земную кору и верхнюю мантию до глубин примерно 200 км. Выделяются два основных типа земной коры - континентальный и океанический. Между ними находится промежуточный тип, который называют субконтинентальным.
  

• 

  12 слайд

• 

  13 слайд

  Из данных табл. 4 видно, что общий химический состав земной коры определяют немногие элементы: O, Si, Al, Fe, Ca, Mg, Na, K, которые слагают основную ее массу. При этом наиболее распространенным элементом является кислород, составляющий едва ли не половину массы земной коры
  ( > 47,3 %) и 92 % ее объема. Он прочно связан химически с другими элементами в главных породообразующих минералах.
  

• 

  14 слайд

  Земная кора сложена породами различного типа и различного происхождения. Из них на осадочные породы приходится 9,2 %, на метаморфические - 20 % и на магматические - 70,8 %. Поверхность континентов на 80 % занята осадочными породами, а океаническое дно - почти полностью свежими осадками.
  
  

• 

  15 слайд

  Состав и свойства биосферы
  Биосфера
  Абиотическая часть
  Биотическая часть
  

• 

  16 слайд

  Абиотическая часть
  Почвой и подстилающими ее породами до глубины, где еще есть живые организмы, вступающие в обмен с веществом этих пород и физической средой порового пространства.
  Атмосферным воздухом до высот, на которых возможны еще проявления жизни.
  Водной средой – океаны, реки, озера и т.п.
  

• 

  17 слайд

  Биотическая часть
  Биотическая часть состоит из живых организмов всех таксонов, осуществляющих важнейшую функцию биосферы, без которых не может существовать сама жизнь: биогенный ток атомов. Живые организмы осуществляют этот ток атомов благодаря своему дыханию, питанию и размножению, обеспечивая обмен веществом между всеми частями биосферы.
  

• 

  18 слайд

  Свойства биосферы
  Биосфере, как и составляющим ее другим экосистемам более низкого ранга, присуща система свойств, которые обеспечивают ее функционирование, саморегулирование, устойчивость и другие параметры
  

• 

  19 слайд

  Биосфера – централизованная система
  Центральным звеном ее выступают живые организмы (живое вещество).
  Биосфера – открытая система
  Ее существование немыслимо без поступления энергии из вне. Она испытывает воздействие космических сил, прежде всего солнечной активности.
  Биосфера – саморегулирующаяся система, для которой характерна организованность.
  Это свойство называется гомеостазом, понимая под ним способность возвращаться в исходное состояние, гасить возникающие возмущения включением ряда механизмов.
  Биосфера – система, характеризующаяся большим разнообразием.
  Разнообразие – важнейшее свойство всех экосистем. Биосфера как глобальная экосистема, характеризующаяся максимальным среди других систем разнообразием. Разнообразие рассматривается как основное условие устойчивости любой экосистемы и биосферы в целом. Это условие так универсально, что сформировалось в качестве закона.
  Важнейшее свойство биосферы – наличие в ней механизмов
  Обеспечивают круговорот вещества и связанного с ним неисчерпаемость отдельных химических элементов и их соединений.
  

• 

  20 слайд

  Живое вещество биосферы
  Живое вещество или биомасса — совокупность всех живых организмов на Земле, способность живого вещества к воспроизводству и распространению на планете, борьбу организмов за пищу, воду, территорию, воздух.
  Живое вещество связано с косным веществом – атмосферой (до уровня озонового экрана), полностью с гидросферой и литосферой, главным образом в границах почвы, но не только.
  Живое вещество биосферы неоднородно и обладает тремя типами трофических взаимодействий: автотрофностью, гетеротрофностью, миксотрофностью.
  
  
  

• 

  21 слайд

• 

  22 слайд

  1
  Живое вещество биосферы характеризуется огромной свободной энергией, которую можно было бы сравнить разве что с огненным потоком лавы, но энергия лавы не долговременна.
  2
  В живом веществе химические реакции происходят в тысячи, а иногда и в миллионы раз быстрее, чем в неживой. Энергия перерабатываются и отдаются в значительно больших количествах.
  3
  Индивидуальные химические элементы (белки, ферменты, а иногда и отдельные минеральные соединения синтезируются только в живых организмах).
  4
  Живое вещество стремится заполнить собой все возможное пространство. В.И. Вернадский называет две специфические формы движения живого вещества:а) пассивную, которая осуществляется размножением, и присуща как животным, так и растительным организмам; б) активную, которая осуществляется за счет направленного движения организмов (меньшей мерой характера для растений).
  5
  Живое вещество проявляет значительно большее морфологическое и химическое разнообразие, чем неживое. В природе известно более 2 млн. органических соединений, которые входят в состав живого вещества, тогда когда количество минералов неживого вещества составляет около 2 тыс., то есть на три порядка ниже.
  

• 

  23 слайд

  6
  Живое вещество представлено дисперсными телами – индивидуальными организмами, каждый из которых имеет свой собственный генезис, свой генетический состав. Размеры индивидуальных организмов колеблется от 2 нм у наименьших до 100 м. По мнению Вернадского, минимальные и максимальные размеры организмов определяются граничными возможностями их газового обмена со средой.
  7
  Будучи дисперсным, живое вещество никогда не попадается на Земле в морфологически чистой форме, например в виде популяционного вида. Она может существовать только в виде биоценоза.
  8
  «Все живое из живого» - является отличительной особенностью живого вещества, которое существует на Земле в форме беспрерывного чередования поколений и характеризуется генетической связью с живым веществом всех прошлых геологических эпох.
  9
  Только биогенные вещества метабиосферы – это интеграл массы живого вещества, тогда как масса неживого вещества земного происхождения является величиной постоянной в геологической истории.
  

• 

  24 слайд

  Функции живого вещества
  Всю деятельность живого вещества в биосфере можно, с определённой долей условности, свести к нескольким основополагающим функциям, которые позволяют значительно дополнить представление о его преобразующей биосферно-геологической деятельности.
  
  

• 

  25 слайд

  Энергетическая
  Связана с запасанием энергии в процессе фотосинтеза, передачей её по цепям питания и рассеиванием в окружающем пространстве. Энергия определяется как общая количественная мера движения и взаимодействия всех видов материи.
  Газовая
  Связана со способностью изменять и поддерживать определённый газовый состав среды обитания и атмосферы в целом.
  Окислительно-восстановительная
  Вследствие выполнения окислительно-восстановительных функций осуществляются химические превращения веществ, содержащих атомы с переменной валентностью.
  

• 

  26 слайд

  Концентрационная
  Способность организмов концентрировать в своём теле рассеянные химические элементы, повышая их содержание на несколько порядков, по сравнению с окружающей средой. Результат- залежи горючих ископаемых, известняки, рудные месторождения и т.п.
  Деструктивная
  Разрушение организмами и продуктами их жизнедеятельности, в том числе и после их смерти, как самих остатков органического вещества, так и косных веществ. Основной механизм этой функции связан с круговоротом веществ.
  Транспортная
  Перенос вещества и энергии в результате активной формы движения организмов. Часто такой перенос осуществляется на колоссальные расстояния, например, при миграциях и кочевках животных.
  

• 

  27 слайд

  Средообразующая
  Результат совместного действия других функций. С ней, в конечном счете, связано преобразование физико-химических параметров среды. Она создана живыми организмами, они же и поддерживают в относительно стабильном состоянии её параметры практически во всех геосферах.
  Рассеивающая
  Она проявляется через трофическую (питательную) и транспортную деятельность организмов. Например, рассеивание вещества при выделении организмами экскрементов, гибели организмов при разного рода перемещениях в пространстве, смене покровов.
  Информационная
  Живые организмы и их сообщества накапливают информацию, закрепляют её в наследственных структурах и передают последующим поколениям. Это одно из проявлений адаптационных механизмов.
  

• 

  28 слайд

  Круговорот углекислого газа
  

• 

  29 слайд

  Круговорот азота
  

• 

  30 слайд

  Круговорот кислорода
  

• 

  31 слайд

  Глобальный цикл натрия
  Главный миграционный поток натрия в биосфере связан с водным стоком с суши, с которым ежегодно выносится 0,185×109 т ионов этого элемента. Одновременно натрий выносится в составе твердого стока, находясь преимущественно в сорбированном состоянии. В педосфере натрий играет важную роль в процессах катионного обмена. Высокое содержание натрия в поглощенном комплексе почв способствует диспергации почвенных агрегатов и образованию солонцов. Натрий принимает активное участие в засолении почв, где он образует соли с С1- и [SO4]2-.
  
  

• 

  32 слайд

  Глобальный цикл хлора
  Его распределение в биосфере характеризуется ясно выраженной аккумуляцией в воде Мирового океана, где в форме растворенных ионов С1~ содержится преобладающая часть массы элемента. Содержание хлора в гранитном слое земной коры составляет 0,021 \%, масса — 1,7×1015 т. В осадочной оболочке концентрация хлора в 10 раз выше — 0,27 \%, а масса равна 6,5×1015 т. Нахождения хлора в биосфере доминируют хорошо растворимые ионы С1~. Они определяют основные черты глобального цикла массообмена элемента, среди которых главная — исключительно высокая способность к водной миграции. Хлор имеет важное физиологическое значение и содержится в живых организмах в виде соляной кислоты, ее солей, среди которых наиболее распространен хлорид натрия, а также разнообразных хлорорганических соединений.
  
  
  
  

• 

  33 слайд

  Вернадский писал: "Мы как раз переживаем ее яркое вхождение в геологическую историю планеты. В последние тысячелетия наблюдается интенсивный рост влияния одного видового живого вещества - цивилизованного человечества - на изменение биосферы. Под влиянием научной мысли и человеческого труда биосфера переходит в новое состояние - в ноосферу".
  

• 

  34 слайд

  Спасибо за внимание!