Сучасне уявлення про будову навколишнього середовища і зв’язки між його елементами

План

1 Атмосфера, будова, склад і баланс газів. Значення озонового шару. Зв’язки атмосфери з

іншими компонентами довкілля.

2 Літосфера, будова,склад, значення.

3 Гідросфера – один із компонентів довкілля. Поширення і значення природної води, склад.

Зв’язки гідросфери з іншими компонентами природного середовища.

4 Біосфера.

1 Основні складові природного середовища тісно пов’язані між собою, залежать одне від одного і чутливо реагують на будь-які зміни, а довкілля – це дуже складна, багатофункці-ональна, споконвічно збалансована єдина система, яка живе і постійно самовідновлюється завдяки своїм особливим законам обміну речовин й енергії. Ця система розвивалася і функці-онувала мільйони років, але людина на сучасному етапі своєю діяльністю настільки розба-лансувала її природні зв’язки, що вона почала активно деградувавати, втрачаючи здатність самовідновлюватися.

Навколишнє природне середовище (довкілля) – мегаекзосфера постійних взаємодій і взаємопроникнення елементів і процесів чотирьох її екзосфер (при поверхневих оболонок): атмосфери, літосфери, гідросфери і біосфери – під впливом екзогенних (зокрема космічних) та ендогенних факторів і діяльності людини. Кожна з екзосфер має свої складові елементи, структуру й особливості. Три з них – атмосфера, літосфера і гідросфера – утворені неживими речовинами і є ареалом функціонування живої речовини – біоти – головного компонента четвертої складової довкілля – біосфери.

2 Атмосфера - зовнішня газова оболонка Землі, що сягає від її поверхні в космічний простір приблизно на 3000 км. Наявність атмосфери - одна з найголовніших умов життя на планеті. Без їжі людина може обійтися місяць, без води - тиждень, а без повітря не проживе і кількох хвилин. Має велике екологічне значення. Захищає всі живі організми Землі від впливу кос-мічних випромінювань і ударів метеоритів, регулює сезонні температурні коливання, врівно-важує і вирівнює добові. Якби атмосфери не існувало, коливання добової температури на Землі досягло б ± 200 . Атмосфера є не лише життєдайним „буфером” між Космосом і по-верхнею нашої планети, носієм тепла і вологи, через неї відбувається також фотосинтез й обмін енергії – головні процеси біосфери. Вона впливає на характер і динаміку всіх екзоген-них процесів, що відбуваються в літосфері (фізичне і хімічне вивітрювання, діяльність вітру, природних вод, мерзлоти, льодовиків). Розвиток гідросфери також значною мірою залежав від атмосфери: водний баланс і режим поверхневих, підземних басейнів й акваторій формува-лися під впливом режиму опадів і випаровування. Процеси гідросфери і атмосфери тісно пов’язані між собою.

Основні компоненти: азот (78 %), кисень (≈21 %) та аргон (≈0,9%). Важливу роль віді-грають і так звані малі домішки: вуглекислий газ, метан тощо. Атмосфера містить також во-дяну пару. Такий хімічний склад атмосфера Землі мала не завжди. Первісна атмосфера Землі була схожа з атмосферами деяких інших планет Сонячної системи, наприклад Венери, і складалася з вуглекислого газу, метану, аміаку тощо. Нинішня киснево-азотна атмосфера - результат життєдіяльності живих організмів.

Маса атмосфери становить приблизно одну мільйонну маси Землі - т. Атмо-сферне повітря лише умовно можна вважати невичерпним природним ресурсом. Людині не-обхідне повітря певної якості, а під впливом її ж діяльності хімічний склад, фізичні власти-вості повітря дедалі погіршуються. На Землі вже практично не залишилося місць, де повітря зберегло свої первозданні чистоту й якість, а в деяких промислових центрах стан атмо-сфери вже просто загрозливий для людського здоров’я.

Cкладається з 5 шарів (знизу вгору): тропосфера (до висоти 18 км), стратосфера (до 50), мезосфера (до 80), термосфера (1000), екзосфера (1900), геокорона (умовно до 20 тис. км); далі атмосфера поступово переходить у міжпланетний космічний вакуум. Основна маса повітря (90 %) зосереджена в тропосфері. Тут відбуваються найінтенсивніші теплові процеси, атмосфера нагрівається знизу, від поверхні океанів і суходолу. Надзвичайно важливе еколо-гічне значення для біосфери має озоновий шар у стратосфері, повітря якого збагачене три-атомним киснем (О₃). Він розташований на висоті 20-50 км і захищає все живе від згубної дії «жорсткого» ультрафіолетового випромінювання Сонця. Крім газів, у повітрі атмосфери міс-тяться ще й домішки так званих аерозолів, тобто дуже дрібних крапель рідин і твердих части-нок природного і штучного походження: сірчистих (краплі Н₂SО₄), мінеральних (пил із зем-ної поверхні), вуглеводневих (сажа), морських (частинки морських солей) та ін.

3 Літосфера – зовнішня тверда оболонка Землі, яка включає всю земну кору з частиною верхньої мантії Землі і складається з осадових, вивержених і метаморфічних порід. Виконує важливі функції:

– на її поверхні живе більшість рослинних, тваринних організмів, у тому числі й людина;

– верхня тонка оболонка на материках - це ґрунти, що забезпечують умови життя для рослин

і є основним джерелом отримання продуктів харчування для людей;

– є «коморою» корисних копалин - енергетичної сировини, руд металів, мінеральних добрив,

будівельних матеріалів тощо.

Літосфера - один із основних об’єктів антропогенної діяльності, через значні зміни яко-го розвивається глобальна екологічна криза. Грунти – органо-мінеральний продукт багато-річної (сотні і тисячі років) спільної діяльності живих організмів, води, повітря, сонячного тепла і світла; один із найважливіших природних ресурсів. Основна маса організмів і мікро-організмів літосфери зосереджена в грунтах, на глибині не більше кількох метрів. Грунти відіграють дуже важливу роль у кругообігу води, речовин і вуглекислого газу.

У літосфері періодично відбувалися і відбуваються грізні процеси - виверження вулка-нів, землетруси, зсуви, селі, обвали, ерозія земної поверхні, які призводять до небезпечних екологічних ситуацій на певних ділянках планети. Іноді вони спричинюють глобальні еколо-гічні катастрофи.

Нижня межа літосфери нечітка і визначається за різким зменшенням в’язкості порід, збільшенням їхньої щільності, іншими геофізичними характеристиками. Товщина на конти-нентах, під океанами різна і становить відповідно 25-200 та 5-100 км. Найглибші шахти, пройдені людиною, сягають З-4 км, а найглибша в світі свердловина - трохи більше за 12 км. Про склад і будову глибших зон літосфери нам відомо лише на основі непрямих методів (сейсмо- та електророзвідка, гравіметрія тощо).

4 Гідросфера – водяна сфера нашої планети, сукупність океанів, морів, річок, озер, вод кон-тинентів, льодовикових покривів, підземні води. Запаси води на Землі величезні - км³ (0,025 % її маси). Але це переважно гірко-солона морська вода, непридатна для пиття і техно-логічного використання. Прісна вода становить усього 2 % її загальної кількості на планеті, причому 85 % її зосереджено в льодовикових щитах Гренландії й Антарктиди, айсбергах і гірських льодовиках. І лише 1 % прісної води містять річки, озера і підземні води; саме ці джерела і використовує людство для своїх потреб.

Космонавти кажуть, що коли дивитися на Землю з висоти космічної орбіти, то око роз-різняє переважно два кольори: білий колір хмар, крижаних полярних шапок і блакитний ко-лір Світового океану, що вкриває 71 % поверхні нашої планети; морська вода – найпошире-ніша на Землі речовина.

Вода виконує дуже важливі функції:

– основна складова частина всіх живих організмів (тіло людини, наприклад, на 70 % скла-

дається з води, а деякі організми, такі як медуза або огірок, на 98-99 %);

– з участю води здійснюються численні процеси в екосистемах (наприклад, обмін речовин,

тепла);

– води Світового океану - основний кліматоутворюючий фактор, головний акумулятор соняч-

ної енергії і «кухня» погоди для всієї планети;

– один із найважливіших видів мінеральної сировини, основний природний ресурс, що спо-

живається людством (вода використовується в тисячі разів більше, ніж нафта чи вугілля).

Величезну роль відіграє гідросфера в формуванні поверхні Землі, її ландшафтів, у роз-витку екзогенних процесів (вивітрювання гірських порід, ерозія, карст тощо), в перенесенні хімічних речовин, у тому числі і забруднювачів довкілля.

Для багатьох організмів вода - середовище їхнього життя. Хімічний склад морської во-ди дуже схожий на склад плазми крові людини: містить ті самі хімічні елементи і приблизно в тих самих пропорціях. Це один із доказів того, що предки людини, як і решти ссавців, ко-лись жили в морі.

Підземні води за своїм хімічним складом дуже різноманітні: від прісних, що викорис-товуються для пиття і водопостачання, до мінералізованих і навіть до ропи; деякі мінералізо-вані підземні води мають лікувальні властивості.

Основне джерело водопостачання для людини - річковий стік. Перше місце за цим по-казником посідає Бразилія з її гігантською повноводою річкою Амазонкою.

Велике значення для формування клімату, інших екологічних факторів має динаміка величезної маси океанічних вод, що постійно перебувають в русі під впливом неоднакової інтенсивності сонячного прогрівання поверхні на різних широтах. Океанічні води відіграють основну роль у кругообігу води на планеті.

5 Біосфера – зовнішня оболонка планети, область існування живих організмів на Землі. Живі організми (рослини, тварини, мікроорганізми) існують на поверхні Землі, в атмосфері, гідросфері і верхній частині літосфери, в цілому складаючи плівку життя (сферу) на нашій планеті.

Лекція 3