8. Визначити роль геологічної складової у формуванні екологічних умов.

На даний період в нашій країні існує велика кількість екологічних проблем, що пов’язані з геологічним середовищем. Це обумовлено. Головним чином, тим, що практично всі її гірничодобувні регіони і райони є дуже старими, і розробка корисних копалин в них досягла критичної межі, як з точки зору своєї прибутковості, так і за зростаючим впливом на довкілля.

Екологічні проблеми що пов’язані з геологічним середовищем, а також роль геологічної складової у формуванні екологічних умов вивчає така наука як екологічна геологія. Так як екологічна геологія розглядає взаємозв’язок людини і геологічного середовища.

Об'єкт дослідження екологічної геології - це літосфера зі всіма її компонентами, в прикладному плані - її приповерхнева частина, розташована переважно в зоні можливого природного і техногенного впливу, яка в екологічній геології отримала назву геологічне середовище. Вона досліджується як багатокомпонентна динамічна система, що включає породи, підземні води і гази, і впливає на існування і розвиток біоти, у тому числі і людського співтовариства.

До основних геологічних складових може відноситься еколого-геофізичний стан літосфери, еколого-ресурсний стан літосфери, еколого-геодинамічний стан літосфери, еколого-геохімічний склад літосфери.

Роль геологічної складової у формувані екологічних умов можна розглянути як еколого-геологічні умови в цілому.

Під еколого-геологічними умовами (обстановкою) слід розуміти сукупність конкретних екологічних властивостей (функцій) літосфери, які відображають сучасний або палеостан умов життєдіяльності живих організмів в даному об'ємі літосфери як середовищі їх мешкання.

Метеорологія і кліматологія

1.Охарактеризувати будову і загальні особливості атмосфери Землі.

Будова атмосфери

Таблиця 1.1 дає перелік основних газів в атмосфері Землі (до 25 км). Наступні гази в атмосфері: азот, кисень, пари води, вуглекислий газ, метан, закис азоту і озон - надзвичайно важливі для процесів у біосфері Землі.

Таблиця 1.1

Середній зміст газів в атмосфері, %

Найменування газу	Хімічна формула	Об’ємний вміст, %
Азот	N2	78.08
Кисень	O2	20.95
Пари води	H2O	0 to 4
Аргон	Ar	0.93
Вуглекислий газ	CO2	0.0360
Неон	Ne	0.0018
Гелій	He	0.0005
Метан	CH4	0.00017
Водень	H2	0.00005
Закис азоту	N2O	0.00003
Озон	O3	0.000004

Таблиця показує, що азот і кисень - це головні компоненти атмосфери. Обидва ці гази мають дуже важливі вплив на життя. Азот видаляється з атмосфери і накопичується на поверхні Землі за допомогою бактерій, що фіксують азот. Другий механізм стоку азоту пов’язаний з блискавками. Азот повертається до атмосфери, перш за все, через окислення біомаси і денітрофікацію.

Атмосферний кисень відіграє важливу роль для існування життя на Землі завдяки процесам фотосинтезу і дихання. Фотосинтез утворює кисень, коли вуглекислий газ і вода хімічно перетворюються на глюкозу за допомогою сонячного світла. Дихання - це протилежний процес фотосинтезу. При диханні кисень з'єднаний з глюкозою, щоб забезпечити енергію у процесі метаболізму. Результатом цього процесу є вода і вуглекислий газ.

Наступна складова атмосфери Землі - це водяна пара. Ця складова змінна, тому що в атмосфері безперервно проходять процеси, як випаровування, так і конденсації водяної пари. Найвища концентрація водяної пари має місце біля екватору над океанами і тропічними лісами. Холодні полярні області і субтропічні континентальні райони мають мінімальну кількість водяної пари, яка може наблизитися до нульового відсотка. Випаровування і конденсація водяної пари має важливе значення на планеті, тому що ці процеси перерозподіляють теплову енергію на Землі.

П'ятий газ в атмосфері - це вуглекислий газ. Об'єм цього газу зріс понад 25 % за минулі триста років. Це зростання є, перш за все, завдяки палінню людиною мінерального палива, вирубки лісу і інших форм антропогенної діяльності. Вуглекислий газ також важливий ланцюг між атмосферою і життям, що реалізується через процеси фотосинтезу і дихання.

Метан – це парниковий газ. Починаючи з 1750 р., концентрація метану в атмосферізросли більшніж на 140 %. Джерелами зростання концентрації метану є: культивування рису, тваринництво, терміти, сільське господарство, вугледобування, видобуток газу з свердловин. Анаеробні умови, пов'язанііззатопленнямрисовихчеків, приводить до утворення метану. Проте, точна оцінка того, як багато метану відтворюється на рисових чеках, важка для прогнозування. Більш ніж 60 % рисових чеків знаходяться в Індії і Китаї, де не існують достовірні наукові дані.

Середня концентрація закису азоту зростає на 0,2 – 0,3 % за рік. Джерелами закису азоту в атмосфері є: конверсія сільськогосподарського виробництва, використання мінеральних палив, паління біомаси. Значна кількість закису азоту надходить в атмосферу при вирубці лісу і конверсії екосистем лісу, саван. Виробництво мінеральних добрів є іншим джерелом закису азоту в атмосфері.

Роль озону в парниковому ефекті важко визначити. Більшість озону атмосфери (близько 97 %) сконцентрована в стратосфері у висоті 15 - 55 кілометрів вище поверхні Землі. Цей стратосферний озон відіграє важливу роль для існування життя на Землі, оскільки озон поглинає шкідливе ультрафіолетове випромінювання. В останні роки, концентрація стратосферного озону зменшується завдяки використання фреонів. Починаючи з 1970 - х років, вчені помітили зменшення концентрації озону над Антарктидою. Супутникові вимірювання показали, що в зоні від 65° Північної широти до 65° Південної широти мале місце зменшення на 3 % концентрації озону в стратосфері. Невелика концентрація озону існує у поверхні Землі, особливо навкруги великих міст. Наявність озону у поверхні великих міст може формувати фотохімічний смог. Для організмів, що живуть на поверхні Землі, цей озон отруйний.

Структура шарів атмосфери

Атмосфера Землі містить різні шари, які визначаються згідно зміні температури або хімічному складу.

На рис. 1.1 показує деякі з цих шарів в атмосфері.

Рис. 1.1. Вертикальна зміна температурі і тиску в атмосфері для середніх широт

Зміна температури з висотою в атмосфері дає можливість класифікувати ряд різних шарів. Згідно зміні температури в атмосфері виділяють сім різних шарів – рис. 2.1. Від поверхні Землі до 11 кілометрів знаходиться шар під назвою тропосфера. Близько 75 % повної маси атмосфери міститься в цьому шарі. У цьому шарі, як правило, формується погода. Максимальна температура повітря спостерігається в цьому шарі у поверхні Зелі. Із збільшенням висоти у стандартній атмосфері спостерігається зменшення температури з висотою приблизно на 6,5° С на кожні 1000 м. Для середніх широт середня температура на висоті тропопаузи дорівнює приблизно -55° С. Тропопауза знаходиться в діапазоні висот від 11 до 20 кілометрів, є ізотермічним шаром в атмосфері, де температура приблизно постійна. Це є також шаром в атмосфері, де мають місце течії струменів. Вище тропопаузи знаходиться стратосфера. Цей шар розташований від висоти 20 до 50 кілометрів вище поверхні Землі. В стратосфері має місце зростання температури з висотою, тому що молекул озону поглинають сонячне ультрафіолетове випромінювання, що і забезпечує підвищення температури в стратосфері.

Межа між мезосферою і стратосферою є іншим ізотермічним шаром, що названа стратопаузой. В мезосфері температура досягає близько -90° С на висоті приблизно 80 кілометрів. Вище мезосфери є інший ізотермічний шар, названий мезопаузой.

Атмосферний шар вище 90 кілометрів названий термосферой. Термосфера - це найгарячіший шар в атмосфері. Тепло в цьому шарі генерується завдяки абсорбції сонячного випромінювання молекулами кисню. Температури в цьому шарі можуть досягти від 1300 до 1800° С.