Лекція № 7 Тема: Географічна оболонка.

Мета: Ознайомити студентів із кругообігом речовин в біосфері, виникненням і розвитком життя на Землі, поняттям про грунт, факторами ґрунтоутворення, вплив господарської діяльності людини на склад і родючість грунтів, вчення професора В.В. Докучаєва про природні зони.

Професійна спрямованість: Матеріал даної теми може бути використаний вчителем початкових класів під час пояснення теми “Рослини, тварини і зовнішнє середовище”, яка розглядається в шкiльному курсi природознавства (4 клас).

План

1. Поняття про біосферу. Колообіг речовин в біосфері.

2. Поняття про грунт. Механічний та хімічний склад грунту.

3. Фактори грунтоутворення.

4. Диференціація географічної оболонки Землі.

Обрані методи: лекція.

Питання для самостійного вивчення:

1. Класифікація грунтів за механічним складом.

2. Поняття про природні зони.

3. Проблеми раціонального використання та охорони природних ресурсів зон в процесі господарської діяльності.

Основні поняття теми: біосфера, ландшафт, географічний пояс, географічна зона, зональність, азональність.

Запитання для самоаналізу і самоперевірки:

1. Що називають біосферою?

2. Поясніть, як відбувається кругообіг речовин у біосфері.

3. Що називають грунтом?

4. Який мінеральний та органічний склад грунту?

5. Назвіть фактори ґрунтоутворення.

6. Як впливає людини на склад і родючість грунтів?

1. Поняття про біосферу.

Однією із сфер географічної оболонки є біосфера.

Поняття “біосфера” запровадив 1875 р. австр. геолог Е.Зюсс. Обґрунтував і розвинув його рад. природодослідник В.І.Вернадський. У 1926 р. він розробив учення про біосферу як складну багатокомпонентну планетарну систему пов’язаних між собою великих біологічних комплексів та хімічних і геологічних процесів, що відбуваються на Землі.

Біосфера - оболонка Землі, у межах якої існує життя. Вчені вважають, що біосфера виникла близько 3 млрд. років тому. Товщина біосфери невелика. До її складу входить нижня частина атмосфери (15-20 км), верхня частина літосфери і вся гідросфера. Незнач­на нижня межа біосфери зумовлена високими температурами глибинних шарів земної кори. Вона опускається на 2-3 км на суходолі й на 1-2 км нижче дна океану. Межі біосфери визначаються умовами, необхідними для життя організмів. Верхньою межею можливого поширення життя вважають озоновий екран, нижньою – шар земної кори з температурою 100 ⁰ С. Жива речовина на Землі поширена надзвичайно широко, завдяки пристосуванню живих організмів до умов життя. Так спори деяких грибів в сухому середовищі витримують нагрівання до + 140⁰ С, а спори мікробів – до 180⁰ С. Спори деяких бактерій зберігають життєздатність при температурі – 253⁰ С.

В літосфері живі організми можуть жити на глибині від декількох метрів (ближче до поверхні зустрічаються личинки комах, черви, в підземних печерах – летючі миші, в підземних річках – глибоководні риби) до декількох кілометрів (межа життя анаеробних бактерій).

Вся гідросфера заселена живими організмами.

В тропосфері зосереджена все наземне життя на планеті.

Сумарний хімічний склад живих організмів відрізняється від складу атмосфери і літосфери. Він ближчий за хімічним складом до гідросфери – за переважанням атомів водню і кисню, але більшою к-стю вуглецю, кальцію і азоту. В організмах виявлені майже всі елементи таблиці Менделєєва, тобто вони характеризуються тією ж хімією, що і нежива природа.

Біохімічні процеси, що здійснюються в живих організмах являють собою складні ланцюги біохімічних реакцій. На їх здійснення в неживій природі необхідні були б величезні енергетичні витрати. В живих організмах вони здійснюються за участю білкових каталізаторів – ферментів, які знижують енергію активації молекул на декілька порядків. Жива речовина – найбільш активна форма матерії у Всесвіті. Вона здійснює величезну геохімічну роботу в біосфері, повністю перетворивши верхні оболонки Землі за час свого існування.

Основна планетарна функція живої речовини полягає у зв’язуванні і запасанні сонячної енергії, яка потім використовується на підтримання більшості інших геохімічних процесів у біосфері.

У біосфері в результаті життєдіяльності мікроорганізмів у великих масштабах здійснюються такі хімічні процеси, як окислення і відновлення елементів (азот, сірка, залізо, марганець та ін.). Прикладом таких мікроорганізмів є денітрифікуючі і сульфатредукуючі бактерії, які відновлють з окислених форм азот і сірку. Геологічні результати цих організмів проявляється в утворенні осадових порід сірки, покладів сульфідних металів, залізних та марганцевих руд.

Колообіг речовин в біосфері.

Жива та нежива речовина біосфери знаходиться у матеріальній та енергетичній єдності. Кожний атом з якого побудовано тіло організму сприймається з оточуючого середовища, а після відмирання організму знову повертається в це середовище. Кожний елемент, що входить до складу живої матерії, використовується нею багаторазово. Таким чином відбувається кругообіг речовини.

Кругообіг речовин – процес, який багаторазово повторюється, внаслідок взаємопов’язаного перетворення і переміщення речовин у природі, що має більш або менш циклічний характер.

Загальний кругообіг речовин характерний для всіх геосфер і складається з окремих процесів кругообігу хімічних елементів, води, газів та інших речовин. Ці процеси не повністю зворотні, оскільки відбувається розсіювання речовини, зміна її складу, концентрація (наприклад накопичення органічних мінеральних сполук – корисних копалин) і деконцентрація. З появою життя на Землі кругообіг речовини здійснюється при обов’язковій участі живих організмів.

Для підтримання кругообігу речовин в системі необхідна наявність запасу неорганічних молекул у засвоюваній формі і трьох функціонально різних екологічних груп організмів: продуцентів, консументів і редуцентів.

Рослини, які належать до продуцентів, можуть існувати лише за рахунок постійного надходження до них вуглекислого газу, води, кисню, мінеральних солей. Вони здатні до фото- (автотрофи) і хемосинтезу (хемотрофи), в результаті чого продукують органічні речовини із неорганічних.

Автотрофи - вищі рослини (крім паразитних та сапрофітних), водорості, деякі бактерії, які синтезують із неорганічних речовин органічні в процесі фотосинтезу.

Хемотрофні організми - мікроорганізми, тобто бактерії (залізобактерії, сіркобактерії та ін.), які синтезують органічну речовину із неорганічної за рахунок енергії окислення аміаку, сірководню і інших речовин.

Консументи - гетеротрофні організми, які споживають органічні речовини продуцентів або інших консументів, тобто вони отримують енергію за рахунок споживання готової органічної речовини. До них належать паразитичні рослини та тваринні організми, які живляться рослинами (консументи першого порядку), поїдають травоїдних тварин ( консументи другого порядку), живляться хижими тваринами (консументи третього порядку).

В будь-якому місці існування запасів неорганічних сполук, необхідних для підтримання життєдіяльності його організмів, вистачило б ненадовго, якщо б ці запаси не відновлювались. Повернення біогенних елементів у середовище відбувається як протягом життя організмів (в результаті дихання, екскреції, дефекації), так і після смерті, в результаті розкладення трупів і рослинних залишків. Головним чином бактерії та гриби, які є редуцентами (деструкторами) у процесі життєдіяльності мінералізують мертву органічну речовину, тобто перетворюють її в більш прості неорганічні сполуки, які потім використовуються продуцентами. Таким чином, редуценти - це організми (бактерії та гриби), що розкладають органічну речовину продуцентів і консументів до простих сполук - води, вуглекислого газу, мінеральних солей, замикаючи таким чином колообіг речовин у біосфері.