2. Атмосфера, ее состав и назначение

Атмосфера — газовая оболочка Земли, которая удерживается планетой посредством силы тяжести и принимает участие в ее суточном и годовом вращении. Она состоит из смеси различных газов, водяных паров и пыли.

С увеличением высоты плотность воздуха убывает и атмосфера плавно переходит в космическое пространство. Она делится на слои: тропосферу, стратосферу, мезосфере, термосферу и экзосферу, которые отличаются температурой, ионизацией молекул, довлением и другими параметрами. Между атмосферой и земной поверхностью происходит постоянный обмен теплом и влагой, что вместе с циркуляцией атмосферы влияет на основные климатообразующие процессы. Атмосфера является активным участником физических процессов, которые протекают на суше и в верхних слоях водоемов.

Физико-химические превращения компонентов атмосферы являются важнейшим знанием для экологии окружающей среды. Специ­фические особенности этих превращений связаны как с природны­ми (фаза солнечной активности, географическое положение, время суток), так и с антропогенными факторами. Знание механизмов этих превращений необходимо для разработки методов защиты окружающей среды от промы­шленных загрязнений.

Атмосфера выполняет следующие функции:

• содержит кислород, необходимый для дыхания живых организмов;

• является источником углекислого газа для фотосинтеза растений;

• защищает живые организмы от космических излучений;

• сохраняет тепло Земли и регулирует климат;

• трансформирует газообразные продукты обмена веществ;

• переносит водяные пары по планете;

• является средой обитания летающих форм организмов;

• служит источником химического сырья и энергии;

• принимает и трансформирует пылевидные отходы.

Состав атмосферы находится в состоянии динамического равновесии и поддерживается такими факторами, как перемещение воз­душных масс (ветер и конвекция) и атмосферные осадки, жизнедеятельностью животного и растительного миров, а также физико-химическими процессами в космосе, геохимическими явлениями Земли и хозяйственной деятельностью человека.

• Атмосфера обладает способностью к самоочищению. Но в современных условиях возможности природных систем очищения атмосферы серьезно подорваны и ее экологические проблемы являются первоочередными в охране окружающей среды.

3. Состав и строение гидросферы, ее функции как составной части биосферы

Гидросфера — прерывистая водная оболочка Земли, располагающаяся между атмосферой и земной корой, включает в себя совокупность всех вод планеты: материковых (глубинных, почвенных, поверхностных), океанических и атмосферных. Гидросфера является колыбелью жизни на нашей планете. Она играет огромную роль в формировании природной среды нашей планеты. Весьма активно влияет на атмосферные процессы (нагревание и охлаждение воздушных масс, насыщение их влагой и т. д.).

Гидросфера – как составная часть биосферы, состоит из соленой воды (моря, океаны), пресной воды (реки, озера, водохранилища), твердой воды (снежный покров, ледники), а также пронизанной водой или парами воды лито­сферы и атмосферы.

Гидросфера находится в состоянии непрерывного движения, развития, обновления. Ежегодно с поверхности Земли испаряется около 0,5 млн. км³ воды, что составляет половину объема всех водоемов суши. Водяные пары атмосферы (в ней постоянно присутствует 12900 км³ воды) обновляются в течение 8-10 суток. Вода рек в результате стока сменяется каждые 12 суток. Вода озер обнов­ляется каждые 10 лет. Воды мирового океана полностью сменяются каждые 3 тыс. лет, а в самой малоподвижной форме воды - в ледни­ках - полный водообмен происходит за 8,5 тыс. лет. Живые организмы играют огромную роль в круговороте воды. Весь объем гидросферы (около 1,5 млрд. км³) проходит через живое вещество за 2 млн. лет.

В жизни Земли вода играет исключительно важную роль. Действие воды и ветра видоизменяет поверхность планеты, способствуя разрушению гор­ных массивов и плоскогорий и, в то же время, формируя толщи осадочных пород на дне морей и океанов.

Вода играет первостепенную роль в жизни растений, животных и челове­ка. Она участвует в большинстве биохимических процессов и является сре­дой, в которой протекают химические и биохимические реакции, обеспечи­вающие жизнедеятельность любого организма. Тело взрослого человека со­держит до 70% воды (~25% внутриклеточная вода, ~45% внеклеточная вода), причем для поддержания и обновления ее запасов ему требуется не менее 2—3 л воды в сутки. Фактически городской житель расходует на бытовые нужды в 100-200 раз больше. Ни одна отрасль современной эконо­мики не обходится без воды: она используется как технологическое сырье, теплоноситель, охладитель, моющее средство, рабочее тело в гидравличес­ких устройствах. Потребление воды человечеством непрерывно растет и за­дача водообеспечения, в связи с возрастанием населения планеты, стала одной из основных проблем человечества.

Таким образом, вода, как элемент глобальной экосистемы, выполняет четыре очень важные функции:

1. вода является основной составной частью всех живых организмов и растений (так тело человека на 70% состоит из воды, а некоторые организмы, такие как медуза или огурец - на 98-99%);

2. с участием воды происходят многочисленные процессы в экосистемах (например, обмен веществ, тепла);

3. воды Мирового океана – основной климатообразующий фактор, главный аккумулятор солнечной энергии и «кухня» погоды для всей планеты;

4. вода – один из наиболее важных видов минерального сырья, основной природный ресурс, который потребляется человечеством (сегодня воды используется в тысячи раз больше, чем нефти и угля).