Характеристика оболонок землі
Антропогенний вплив на природу в даний час проникає в усі сфери планети Земля. тому необхідно коротко розглянути характеристику окремих оболонок Землі.
Земля складається з ядра, мантії, земної кори, літосфери, гідросфери та атмосфери. За рахунок впливу живої речовини і діяльності людини виникли ще дві оболонки - біосфера і ноосфера, що включає техносферу. Діяльність людини поширюється на атмосферу, гідросферу, літосферу, біосферу і ноосферу. Коротко розглянемо ці оболонки і характер впливу діяльності людини на них.
Загальна характеристика атмосфери
Атмосфера Землі - зовнішня газоподібна оболонка Землі. Нижня частина атмосфери контактує з літосферою або гидросферой Землі. а верхня - з міжпланетним простором. Атмосфера складається з трьох частин:
1. Тропосфера (нижня частина атмосфери) і її висота над поверхнею складає 15 км. Тропосфера складається з повітря. щільність якого з висотою зменшується. Верхня частина тропосфери контактує з озоновим екраном - шаром озону товщиною 7-8 км.
Озоновий екран запобігає потраплянню на поверхню Землі (літосфери, гідросферу) жорсткого ультрафіолетового випромінювання або космічного випромінювання з високою енергією, які є згубними для всього живого. Нижні шари тропосфери - висотою до 5 км від рівня моря - є повітряним середовищем проживання, при цьому найбільш щільно заселені самі нижні шари атмосфери - до 100 м від поверхні суші або води. Найбільше вплив від діяльності людини, що має найбільшу екологічне значення, відчуває тропосфера і особливо її нижні шари.
2. Стратосфера - середній шар атмосфери, межею якого є висота в 100 км над рівнем моря. Стратосфера заповнена розрідженим газом (азотом, воднем, гелієм і т.д.). Вона переходить в іоносферу.
3. Іоносфера - верхній шар атмосфери, що переходить в міжпланетний простір. Іоносфера заповнена частками, що виникають при розпаді молекул, - іонами, електронами і т.д. У нижній частині іоносфери виникає «північне сяйво», яке спостерігається в районах, що знаходяться за Полярним колом.
В екологічному відношенні найбільше значення має тропосфера.
Коротка характеристика літосфери і гідросфери
Поверхня Землі, що знаходиться під тропосферой, неоднорідна - частина її зайнята водою, яка утворює гідросферу, а частина є сушею, що утворює літосферу.
Літосфера - зовнішня тверда оболонка земної кулі, утворена кам'яними породами (тому й назва - «лите» - камінь). Вона складається з двох шарів - верхнього, утвореного осадовими породами з гранітом, і нижнього, утвореного твердими базальтовими породами. Частина літосфери зайнята водою (Світовий океан), а частина є сушею, що становить близько 30% земної поверхні. Самий верхній шар суші (в більшості своїй) покритий тонким шаром родючого поверхні - грунтом. Грунт є однією з середовищ життя, а літосфера - субстратом, на якому проживають різні організми.
Гідросфера - водна оболонка земної поверхні, утворена сукупністю всіх водойм, наявних на Землі. Товщина гідросфери різна на різних ділянках, але середня глибина океану становить 3,8 км, а в окремих западинах - до 11 км. Гідросфера є джерелом води для всіх організмів, що живуть на Землі, вона є потужною геологічною силою, яка здійснює круговорот води та інших речовин, «колискою життя» і середовищем існування водних організмів. Гідросфера землі також велике і буде розглянуто нижче.
Загальна характеристика біосфери і ноосфери
З моменту появи життя на Землі виникла нова, специфічна оболонка - біосфера. Термін «біосфера» був введений Е. Зюссом (1875).
Біосфера (сфера життя) - та частина оболонок Землі, в яких живуть різні організми. Біосфера займає частину атмосфери (нижню частину тропосфери), літосфери (верхню частину, включаючи грунт) і пронизує всю гідросферу і верхню частину донної поверхні.
Біосферу можна визначити і як геологічну оболонку, населену живими організмами.
Межі біосфери визначаються наявністю умов, необхідних для нормальної життєдіяльності організмів. Верхня частина біосфери обмежена інтенсивністю ультрафіолетового випромінювання, а нижня - високою температурою (до 100 ° С). Спори бактерій зустрічаються на висоті 20 км над рівнем моря, а анаеробні бактерії виявлені на глибині до 3 км від земної поверхні.
Відомо, що живі організми утворені живою речовиною. Концентрацією живої речовини характеризується щільність біосфери. Встановлено, що найбільша щільність біосфери характерна для поверхні суші і океану на кордоні дотику літосфери і гідросфери з атмосферою. Дуже висока щільність життя в грунті.
Маса живої речовини в порівнянні з масою земної кори та гідросфери мала, але жива речовина відіграє величезну роль в процесах зміни земної кори.
Біосфера - це сукупність всіх біогеоценозів, наявних на Землі, тому вона вважається найвищою екосистемою Землі. У біосфері все взаємопов'язано і взаємозумовлено. Генофонд всіх організмів Землі забезпечує відносну стабільність і поновлювані біологічних ресурсів планети, якщо в природні екологічні процеси не буде різкого втручання різних сил геологічного або міжпланетного характеру. В даний час, як це було зазначено вище, антропогенні фактори впливу на біосферу набули характеру геологічної сили, що необхідно враховувати людству, якщо воно хоче вижити на Землі.
З моменту появи на Землі людини в природі виникли антропогенні фактори, дія яких посилюється з розвитком цивілізації, і виникла нова специфічна оболонка Землі - ноосфера (сфера розумного життя). Термін «ноосфера» вперше був введений Е. Леруа і Т. Я. де Шарденом (1927), а вУкаіни вперше в своїх працях використовував В. І. Вернадський (30-40-і рр. XX ст.). У трактуванні терміна «ноосфера» розрізняють два підходи:
2. «Ноосфера - це біосфера, розвиток якої спрямовується людським розумом». Дане поняття широко представлено в працях В. І. Вернадського і є поняттям в широкому розумінні суті ноосфери, так як вплив людського розуму на біосферу може носити як позитивний, так і негативний характер, причому останній дуже часто переважає. До складу ноосфери входить техносфера - частина ноосфери, пов'язана з виробничою діяльністю людини.
На сучасному етапі розвитку цивілізації і чисельності народонаселення необхідно саме «розумно» впливати на Природу, оптимально впливати на неї з тим, щоб приносити мінімальної шкоди природним екологічним процесам, відновлювати зруйновані або порушені біогеоценози, та й на життєдіяльність людини як складової частини біосфери. Діяльність людини неминуче вносить зміни в навколишній світ, але, з огляду на можливі наслідки, передбачаючи можливі негативні впливи, необхідно зробити так, щоб ці наслідки були найменш руйнівними.
Коротка характеристика надзвичайних ситуацій, що виникають на поверхні Землі, і їх класифікація
Важливу роль в природних екологічних процесах відіграють надзвичайні ситуації, що постійно виникають на поверхні Землі. Вони руйнують місцеві біогеоценози, і, якщо повторюються циклічно, то в ряді випадків є екологічними факторами, що сприяють протіканню еволюційних процесів.
Ситуації, при яких утруднюється або стає неможливим нормальне функціонування великої кількості людей або біогеоценозу в цілому, називаються надзвичайними.
Поняття «надзвичайні ситуації» більшою мірою можна застосувати до діяльності людини, але воно відноситься і до природних співтовариствам.
За походженням надзвичайні ситуації поділяють на природні та антропогенні (техногенні).
Природні надзвичайні ситуації виникають в результаті явищ природного характеру. До них відносять повені, землетруси, зсуви, селі, урагани, виверження вулканів і ін. Розглянемо деякі явища, що викликають надзвичайні ситуації природного характеру.
Землетруси - це раптове звільнення потенційної енергії земних надр, яка купує форму ударних хвиль і пружних коливань (сейсмічних хвиль).
Землетруси виникають головним чином за рахунок підземних вулканічних явищ, зміщення пластів один щодо одного, але можуть мати і техногенний характер і виникати за рахунок обвалу виробок корисних копалин. При землетрусах відбуваються зміщення, коливання і вібрація гірських порід від сейсмічних хвиль і тектонічних рухів земної кори, що призводить до руйнування поверхні - появі тріщин, розломів і т. Д. А також до виникнення пожеж, руйнування будівель.
Зсуви - ковзне зміщення порід вниз по схилу з похилих поверхонь (гір, пагорбів, морських терас і т. Д.) Під дією сили тяжіння.
При зсувах порушується поверхню, гинуть біоценози, руйнуються населені пункти і т. Д. Найбільших збитків завдають дуже глибокі зсуви, глибина яких перевищує 20 метрів.
Вулканізмом (виверженнями вулканів) називають сукупність явищ, пов'язаних з рухом магми (розплавленої маси порід), гарячих газів і парів води, що піднімаються по каналах або тріщинах земної кори.
Вулканізм є типовим природним явищем, що викликає великі руйнування природних біогеоценозів, що приносить величезний збиток господарської діяльності людини, сильно забруднюють атмосферу прилеглого до вулканів регіону. Виверження вулканів супроводжуються іншими катастрофічними природними явищами - пожежами, обвалами, повенями і ін.
Сіли - це короткочасні бурхливі паводки, що несуть велику кількість піску, гальки, крупного щебеню і каміння, що мають характер грязекаменних потоків.
Сіли характерні для гірських районів і можуть завдавати значної шкоди господарської діяльності людини, служити причиною загибелі різних тварин і викликати руйнування місцевих рослинних угруповань.
Сніговими лавинами називають снігові завали, захопливі за собою все нові і нові маси снігу та інших сипучих матеріалів. Лавини бувають як природного, так і антропогенного походження. Вони завдають великої шкоди господарської діяльності людини, руйнуючи дороги, лінії електропередач, викликаючи загибель людей, тварин і рослинних угруповань.
Вишерассмотренние явища, які є причиною виникнення надзвичайних ситуацій, тісно пов'язані з літосферою. У гідросфері також можливі природні явища, що створюють надзвичайні ситуації. До них відносять повені і цунамі.
Повені - це затоплення водою місцевості в межах річкових долин, узбереж озер, морів і океанів.
Якщо повені носять строго періодичний характер (припливи, відливи), то в цьому випадку природні біогеоценози пристосовані до них як до середовища проживання в певних умовах. Але часто повені бувають несподіваними і пов'язаними з окремими непериодическими явищами (надлишкове випадання снігу взимку створює умови для виникнення великих паводків, що викликають затоплення великої площі і т. Д.). При повенях порушуються грунтові покриви, може відбуватися зараження місцевості різними відходами за рахунок розмиву їх сховищ, загибель тварин, рослин і людей, знищення населених пунктів і т. Д.
Цунамі - гравітаційні хвилі великої сили, що виникають на поверхні морів і океанів.
Цунамі мають природні і техногенні причини. До природних причин відносять землетруси, моретрясения і підводні виверження вулканів, до техногенних - підводні ядерні вибухи.
Цунамі викликають загибель суден і аварії на них, що в свою чергу призводить до забруднення природного середовища, наприклад, руйнування танкера, що транспортує нафту, призведе до забруднення величезної водної поверхні нафтовою плівкою, отруйною для планктону і пеларгіческіх форм тварин (планктон - зважені дрібні організми, живуть в поверхневому шарі води океану або іншої водойми; пеларгіческіе форми тварин - тварини, вільно переміщаються в товщі води за рахунок активного пересування, наприклад, акули, кити, головоногі молюски, б нтосние форми організмів - організми, що ведуть придонний спосіб життя, наприклад камбала, раки відлюдники, голкошкірі, прикріплені до дна водорості та ін.). Цунамі викликають сильне перемішування вод, перенесення організмів в невластиву їм середовище проживання і загибель.
В атмосфері також відбуваються явища, що викликають надзвичайні ситуації. До них відносять урагани, смерчі, різні види бур.
Урагани - тропічні і внетропические циклони, у яких сильно знижений тиск в центрі, супроводжуються виникненням вітрів, що володіють великою швидкістю і руйнівною силою.
Розрізняють слабкі, сильні і екстремальні урагани, які викликають появу злив, морських хвиль і руйнування наземних об'єктів, загибель різних організмів.
Вихрові бурі (шквали) - атмосферні явища, пов'язані з виникненням сильних вітрів, що володіють великою руйнівною силою і значною територією поширення. Розрізняють снігові, пилові і безпилові бурі. Шквали викликають перенесення верхніх шарів грунту, їх руйнування, загибель рослин, тварин, руйнування споруд.
Смерчі (торнадо) - вихреобразное форма руху повітряних мас, що супроводжується виникненням повітряних воронок.
Сила смерчів велика, в області їх руху спостерігається повне знищення грунту, гинуть тварини, руйнуються споруди, предмети переносяться з одного місця на інше, викликаючи ураження об'єктів, що знаходяться там.
Крім охарактеризованих вище природних явищ, що призводять до виникнення надзвичайних ситуацій, існують і інші явища, що їх викликають, причина яких - діяльність людини. До антропогенним надзвичайних ситуацій відносять:
1. Аварії на транспорті. При порушенні правил руху на різних магістралях (автомобільних, залізничних, річкових, морських) відбувається загибель транспортних засобів, людей, тварин і т. Д. У природне середовище потрапляють різні речовини, в тому числі і ті, які призводять до загибелі організмів всіх царств ( наприклад, нафту. пестициди та ін.). В результаті аварій на транспорті можливе виникнення пожеж і потрапляння в атмосферу газів (хлороводню, аміаку, пожежо- та вибухонебезпечних речовин).
2. Аварії на великих підприємствах. Порушення технологічних процесів, недотримання правил експлуатації обладнання, недосконалість технології можуть служити причиною викиду в навколишнє середовище шкідливих сполук, що викликають різні захворювання людини і тварин, що сприяють появі мутацій в організмах рослин і тварин, а також привести до руйнувань будівель і виникненню пожеж. Найбільш небезпечні аварії на підприємствах, що використовують енергію атома. Великої шкоди завдають аварії на атомних електростанціях (АЕС), так як крім звичайних вражаючих факторів (механічні руйнування, викид шкідливих речовин одноразової дії, пожежі) для аварій на АЕС характерне ураження місцевості радіонуклідами, проникаючою радіацією і радіус ураження в цьому випадку значно перевищує ймовірність виникнення аварій на інших підприємствах.
3. Пожежі, що охоплюють значні території лісів або торфовищ. Як правило, такі пожежі носять антропогенний характер через порушення правил поводження з вогнем, але можуть мати і природний характер, наприклад за рахунок грозових розрядів (блискавки). Причиною подібних пожеж можуть бути і порушення в лініях електропередач. Пожежі знищують на великих територіях природні співтовариства організмів, завдають великої економічної шкоди господарської діяльності людини.
Всі охарактеризовані явища, що порушують природні біогеоценози, що приносять великої шкоди господарської діяльності людини, вимагають розробки і прийняття заходів по зменшенню їх негативного впливу, що реалізується при здійсненні природоохоронних дій і боротьби з наслідками надзвичайних ситуацій.