(4 оценок, среднее: 4,75 из 5)
Загрузка...
Учебная работа. Реферат: Планета Земля — место обитания человека
Общие сведения
В границах Солнечной системы живы организмы, а тем наиболее относимые нами к «разумным», известны пока лишь на Земле. Прекрасные легенды, фантастические повести и романы о жизни на примыкающих планетках, как досадно бы это не звучало, не подтвердились. При каких же критериях существует жизнь? Как нам всем вкупе сохранить эти условия? Как организовать деятельность все растущего населения планетки так, чтоб условия существования жизни не ухудшались на данный момент и стали для следующих поколений если не наилучшими, то хотя бы таковыми же, какими были в прошедшем столетии?
Вопросцев много. Не на все из их можно пока обоснованно ответить. обстоятельств тому также много. К ним относятся и правовые, и организационные трудности, имеющие свою специфику в каждой стране, также общие для разных государств — экологические и эколого-геохимические трудности. Для их разрешения нужно, сначала, отлично знать наружные, природные условия в месте обитания человека — на Земле. Поначалу коротко разглядим главные природные условия существования на нашей планетке жизни (а она развивается уже не один млрд лет) и, а именно, человека.
Земля — одна из 9 главных планет Солнечной системы. Она относится к средним по массе и стоит на 3-ем месте от Солнца опосля Меркурия и Венеры (рис. 1.1). Ее средний радиус — 6371 км. Близка к ней по размерам Венера (табл. 1.1). У Меркурия, Марса и Плутона радиус приблизительно в 2 раза меньше, чем у Земли, а у остальных планет Солнечной системы — в 3,4… 11 раз больше. Средняя плотность Земли — 5,52 г/см3
, Венеры — 5,0…5,9, Марса — 3,9, Меркурия — 5,4. Плотность других планет в 4…6 раз меньше.
Как видно из данных, приведенных в табл. 1.1, лишь в атмосфере Земли есть вольный кислород, нужный для жизни людей и большинства организмов. Следует также отметить, что лишь на поверхности Земли выявлены водные смеси. По современным геофизическим и геохимическим данным нашу планетку можно поделить на три огромные части: ядро и две оболочки (мантию, конкретно окружающее ядро, и земную кору). В свою очередь и ядро, и мантию также подразделяют на части: верхнюю — внешнюю и нижнюю — внутреннюю (рис 1.2). Граница внутреннего ядра с мантией проходит на глубине около 5000 км от поверхности Земли, а граница мантии с земной корой на континентах — на глубине от 30 до 40 км, изредка достигая 80 км, на Деньке Океана — на глубине от 5 до 15 км. поверхность раздела мантии и земной коры носит заглавие границы Мохоровичича и обычно обозначается буковкой М. В земную кору входят горные породы (обычно объединяемые общим понятием «литосфера»), перекрывающие их земли, гидросфера (моря, океаны) и атмосфера. Некие характеристики оболочек и ядра приведены в табл. 1.2.
По одной из более всераспространенных гипотез ядро состоит из Fe и Ni с примесью Si, AI, С, О. Состав мантии наиболее достоверен (в отдельных точках она подвергалась конкретному опробованию). В ней преобладают SiO2
,(43…46), MgO (37…42), FeO (6…8), AI2
O3
(3…5), Fe2
03
(0,4… 1,5) (в скобках процентное содержание). Более отлично исследован состав земной коры. Средние содержания в ней хим частей получили заглавие кларков (по фамилии южноамериканского ученого, в первый раз их определившего). В земной коре более всераспространены О, Si, AI, Fe, Ca, Mg, К, Na, в сумме составляющие около 99% ее массы. Общая площадь поверхности Земли — 510 млн км2,
из которых 149 либо км2
приходится на материки и 361 млн км2
— на моря и океаны.
Таблица 1.1
Сравнительная черта планет Солнечной системы.
Планетка
Поперечник, км
Среднее расстояние от Солнца, млн км
Период воззвания по орбите
Период вращения вокруг собственной оси
Наклон оси вращения
Число спутников (лун)
Относительная масса (масса Земли=1)
Плотность (плотность воды=1)
Атмосфера
Температура поверхности 0
С
Меркурий
4880
57,9
88 сут.
59 сут.
280
0
0,055
5,4
Нет
Деньком 350, ночкой -170
Венера
12258
108,2
224,7 сут.
243 сут.(оборотное)
30
0
0,815
5,2
CO2
Облака -33, жесткая поверхность 480
Земля
12756
149,6
365,26 сут.
23 ч
56 мин. 4 с
230
27’
1
1,000
5,52
N,O2
, CO2
,
Ar, H2
O
поверхность грунта, 22
Марс
6774
227,9
687 сут.
24 ч 37 мин. 23 с
230
59’
2
0,108
3,9
CO2
, Ar(?)
Жесткая поверхность,
-23
Юпитер
142800
778,3
11, 86 лет
9 ч 30 мин. 30 с
30
05’
13
317,9
1,314
H, He
Облака,
-150
Сатурн
120000
1427
29,46 лет
10 ч 14 мин.
260
44’
11
95,2
0,704
H, He
Облака,
-180
Уран
51800
2870
84,01 лет
11 ч (оборотное)
820
05’
5
14,6
1,21
H, He, CH4
Облака,
-210
Нептун
49500
4497
164,8 лет
16 ч
280
48’
2
17,2
1.67
H, He, CH4
Облака,
-220
Плутон
5800
5900
247,7 лет
6 сут 9 ч
?
0
0,1(?)
2(?)
Не найдена
-230(?)
воды земной коры нередко выделяют в самостоятельную оболочку — гидросферу, а газы, окружающие твердую и водянистую поверхность Земли, — в атмосферу.
Плотность пород, слагающих планетку, неравномерно растет с глубиной. На поверхности Земли плотность равна в среднем 2,5 г/см3,
а убыстрение вольного падения — 982 см/с2
.
Заглавие
Мощность,
км
Размер,
1027
см3
Средняя плотность,
г/см3
Масса,
1027
г
Масса,
%
Атмосфера
(со стратосферой)
50…80
~0,008
1,2•10-3
(2•10-6
)
0, 000005
0,00009
Гидросфера
(в среднем)
3,8
0,00137
1,03
0,00141
0,024
Литосфера
30,0
0,015
2,8
0,043
0,7
Мантия
2870,0
0,892
4,5
4,054
67,8
Ядро
3471,0
0,175
10,7
1,876
31,5
Земля в целом
6371,0
1,083
5,527
5,974
100
Главные формы нахождения хим частей в земной коре
Основную часть массы земной коры составляет литосфера и еще наименьшую — гидросфера и атмосфера. Не считая этих составных частей земной коры, раздельно выделяют живое вещество, под которым предполагается вся масса самых различных {живых} организмов, от вирусов до слонов, включая и человека. Сравнивая их меж собой, выдающийся норвежский ученый В.М. Гольдшмидт приводил таковой пример: если массу литосферы представить в виде каменной чаши в 13 фунтов (1 фунт — 0,45 кг), то помещающаяся в ней вода массой 1 фунт будет соответствовать гидросфере, массе медной монеты будет соответствовать атмосфера, а массе почтовой марки — живое вещество. Меж литосферой, гидросферой и атмосферой идет неизменный обмен веществом, т.е. процесс передвижения хим частей. Почти во всем он связан с жизнедеятельностью организмов. Наибольшее напряжение всех геохимических действий передвижения на поверхности Земли происходит «на стыке» разных сфер — в почвах. В зоне большего напряжения геохимических действий происходит и вся жизнедеятельность подавляющего большинства людей. Так было, начиная с возникновения людей. Как следует, можно считать, что нахождение людей в зоне наибольшего напряжения геохимических действий является хорошим условием их обычной жизнедеятельности.
Рассматривая выделенные оболочки с позиции геологической истории Земли, можно гласить о неизменной передвижения составляющих их хим частей как снутри каждой из оболочек, так и меж ними. В то же время в любой просвет времени определенные, достаточно огромные группы атомов хим частей находятся в определенных относительно устойчивых сочетаниях меж собой. Такие сочетания и рассматриваются как формы нахождения хим частей. Другими словами, под формой нахождений хим частей понимаются системы разных относительно устойчивых хим равновесий этих частей.
Относительно устойчивыми они числятся поэтому, что фактически все элементы, составляющие земную кору, вовлекаются в большенный и малый циклы передвижения*. При всем этом ранее существовавшие сочетания частей разрушаются и появляются новейшие. Но почти все элементы могут находиться в относительном хим равновесии достаточно длительно даже с геологической точки зрения.
Отдельные формы нахождения наиболее либо наименее независимы друг от друга. Сочетание в каждой из их частей подчиняется разным физико-химическим закономерностям и может быть лишь при определенных наружных критериях (наружных факторах передвижения).
Совершенно в природе существует много разных форм нахождения хим частей. Зависимо от целей исследовательских работ либо обобщений, также от уровня развития науки различные ученые разглядывали лишь отдельные из их. Существовали (и есть) и разные систематизации главных форм нахождения хим частей в природе. Так, В.И. Вернадским сначало были выделены четыре главнейшие формы:
горные породы и минералы (к ним были отнесены природные воды и газы);
живое вещество, либо биогенная форма нахождения;
магматические (значительно силикатные) расплавы;
состояние рассеяния.
Б,А. Гаврусевич (1968) предложил добавочно выделять изоморфные примеси, водные смеси и газовые консистенции. По мере развития геохимии, а в особенности под воздействием заморочек, разрешаемых в той ее части, которая считается прикладной, потребовалось разглядывать без помощи других еще больше форм нахождения частей в земной коре.
Не считая предложенных, стали выделять коллоидную форму с водянистой дисперсионной средой и техногенные соединения, не имеющие природных аналогов (В.А. Алексеенко, 1989), Выделение крайней формы нахождения обосновано все увеличивающимся действием на верхние оболочки Земли антропогенной деятельности и возникновением новейших техногенных соединений, влияющих на миграцию и концентрацию хим частей в биосфере. Увеличивающаяся значимость техногенеза в перемещении частей на поверхности Земли и богатство поступающих при всем этом в атмосферу и гидросферу мелких частиц разъясняют и необходимость выделять в необыкновенную форму нахождения частей коллоиды, также и сорбированные ими вещества.
Мы разглядим лишь важные формы нахождения: состояние рассеяния, самостоятельные минеральные виды, водные смеси, газовые консистенции, коллоидную и сорбированные формы, техногенные соединения, не имеющие природных аналогов, биогенную форму.
состояние рассеяния — более нередко встречающаяся в земной коре форма нахождения хим частей. Еще в 1909 г. В.И. Вернадский, выступая на XII съезде российских естествоиспытателей и докторов, гласил; «В каждой капле и пылинке вещества на земной поверхности, по мере роста тонкости наших исследовательских работ, мы открываем все новейшие и новейшие элементы. Выходит воспоминание микрокосмического нрава их рассеяния. В песчинке либо капле, как в микрокосмосе, отражается общий состав вселенной. В ней могут быть найдены все те элементы, какие наблюдаются на земном шаре».
Десятилетия, прошедшие опосля этого выступления, подтвердили превосходное пророчество В.И. Вернадского.
1-ые сводки о количественном распространении хим частей в земной коре были изготовлены Ф.У. Кларком. В память о этих работах 2-ух величавых ученых Н.И. Сафронов, один из основателей учения о поисках месторождения нужных ископаемых геохимическими способами, предложил законо всеобщем рассеянии хим частей называть законом Вернадского-Кларка. Применительно к учению о биосфере его можно сконструировать так: 8 любом природном объекте Земли содержатся все хим элементы, находящиеся в ее коре.
Речь может идти лишь о недостаточной чувствительности способов анализов, применяемых для выявления частей, находящихся в весьма малых концентрациях. Ряд исследователей считает, что пределом рассеяния можно считать концентрацию, подобающую одному атому в 1 см3
вещества. Исходя из закона Вернадского-Кларка, можно создать несколько выводов. Во-1-х, для обычной жизнедеятельности организмов (в том числе и для человека) в среде обитания нужно наличие всех хим частей. Это следует держать в голове при разработке искусственных критерий жизнедеятельности. Вторым принципиальным для исследования данного курса выводом можно считать то, что для {живых} организмов нет вредных и нужных хим частей; вопросец только во вредных концентрациях (как лишних, так и недостающих) этих частей.
Практическая необходимость учесть законВернадского-Кларка возникла в крайнее время в связи с разработкой характеристик, нормирующих содержание разных хим частей в среде, окружающей человека.
Самостоятельные минеральные виды — более всераспространенная (по массе) форма нахождения хим частей в земной коре. Фактически из минералов состоит косная (неживая) часть литосферы. Разные композиции хим частей образуют около 2000 самостоятельных, различающихся друг от друга минеральных видов. Конкретно они представляют собой среду, в какой и за счет которой развивается основная масса {живых} организмов континентов, в том числе и людей. При всем этом составляющие минералы хим элементы стают доступными организмам либо в процессе их разрушения, либо в его итоге. В связи с сиим огромное цвет. Они все влияют и на сохранность жизнедеятельности людей.
Необходимо подчеркнуть, что минералы представляют собой главный источник хим частей для сотворения разных техногенных соединений. Не считая того, огромные скопления определенных минералов (обычно это месторождения) делают аномальную экологическую обстановку. Таковая обстановка при отработке месторождений становится все наиболее хорошей от природной, а площади ее распространения и действие на человека, как правило, растут.
В истинное время нет ни одной отрасли индустрии, в какой не применялись бы природные минералы или конкретно в природном виде, или опосля соответственной переработки. Развитие современного сельского хозяйства теснейшим образом соединено с внедрением минеральных удобрений. Без минерального сырья нереально развитие топливно-энергетической базы страны. Ряд минералов является не только лишь составной, да и нужной частью еды людей (сначала поваренная соль). Используются минералы в медицине (соли йода, мирабилит и др.). недозволено не вспомянуть о эстетическом значении минералов, применяемых для производства украшений, поделок, для облицовки при строительстве. Почти все полезные характеристики минералов еще не открыты, а почти все позабыты, хотя могли бы отдать минералам вторую жизнь.
Разные минералы всераспространены в верхних частях литосферы достаточно неравномерно. Большие скопления определенных минералов в почти всех вариантах обусловливают пространство жительства людей и развитие определенных видов жизнедеятельности. Сиим разъясняется образование населенных пт около рудников, районов добычи нефти, газа, подземных вод и т. д., также вид главный проф деятель большинства взрослого населения.
Но большие скопления определенных минералов делают и определенную геохимическую обстановку, захватывающую время от времени достаточно огромные местности. Они могут характеризоваться (конкретно из-за огромных скоплений определенных минералов) недочетом либо излишком ряда хим частей, конфигурацией кислотно-щелочных критерий подземных и даже поверхностных вод. Это нужно учесть при организации неопасной жизнедеятельности обитателей в районах разработок месторождений разных нужных ископаемых.
Приведем несколько примеров, показывающих, что без проведения определенных мероприятий в почти всех из описываемых районов невозможна неопасная жизнедеятельность населения. Так, в Каратау (Казахстан), в районе широкого развития свинцово-цинковых руд в карбонатных отложениях наблюдается резкая нехватка фтора. Это приводит к нарушению структуры костей, зубов, провоцирует развитие ряда болезней. Без фторирования питьевой воды неопасная жизнедеятельность людей в этом рудном районе невозможна. иной пример — Саякский рудный район (тоже в Казахстане), где развиты сульфиды меди, железа, мышьяка, молибдена, кобальта. Эти сплавы, попадая в подземные воды (поверхностных там нет), делают их фактически непригодными для питья. В итоге приходится находить воду за пределами месторождений. На Южном Урале выветривание скопления сульфидов ряда металлов привело к тому, что подземные и даже поверхностные воды (озера) стали представлять собой раствор кислоты, непригодный для потребления. И таковых примеров достаточно много.
Все перечисленное дозволяет считать, что в обозримом будущем разработка месторождений, извлечение из недр Земли минералов и их самое различное внедрение будет не уменьшаться, а возрастать. При всем этом происходит нарастающая (как по дальности перемещения, так и по общему размеру) миграция и самих минералов, и составляющих их хим частей, образующих завышенные концентрации на определенных участках биосферы.
Все растущая Потребность в минеральном сырье приводит к разработке месторождений с наиболее низким содержанием определенных минералов, но с большенными их суммарными припасами. Это в свою очередь вызывает необходимость перемещать все огромные массы так именуемой пустой породы, также состоящей из минералов. В конечном же счете на все огромных площадях изменяются минералого-геохимические условия, к которым за почти все годы «привыкли» все живы организмы этих районов. При всем этом из-за чертовски стремительных конфигураций почти все звериные и растительные организмы гибнут, не успевая приспособиться к новеньким условиям.
Рассматривая минералы исходя из убеждений сохранности жизнедеятельности, необходимо подчеркнуть еще две их индивидуальности. Во-1-х, сочетания более всераспространенных минералов делают в любом регионе определенный минералого-геохимический фон, который не только лишь описывает почти все условия жизни организмов, но нередко контролирует и их видовое обилие. Во-2-х, доступность для {живых} организмов хим частей, составляющих минералы, зависит от параметров этих минералов, от их стойкости в критериях верхних оболочек земной коры.
Оценивая в целом результаты антропогенного действия на минералы, нужно отметить, что оно содействует переходу хим частей из минеральной формы в коллоидную, в водные смеси и в биогенную формы нахождения.
Особо необходимо подчеркнуть конкретное действие минералов на человека, приводящее к уменьшению сохранности жизнедеятельности. Еще в недавнешнем прошедшем людей фактически повсевременно окружали естественные минералы. Современные строй технологии расположили население земли в мир искусственных соединений, значительно хороший от того, в каком шли развитие и эволюция людей. Все последствия этого конфигурации еще не выяснены, но можно разглядеть некие формы действия минералов на человека и сохранность его жизнедеятельности.
часть минералов, в особенности содержащих радиоактивные элементы, уменьшает сохранность жизнедеятельности даже на расстоянии. Не считая их, природные скопления ряда минералов (к примеру, магнетита) вызывают мощные магнитные и электронные поля и образование геопатогенных зон, негативно воздействующих на человека.
Большая часть природных минералов уменьшает сохранность жизнедеятельности при конкретном соприкосновении с людьми. Так, пыль галогенидов (галита, сильвина, карналлита), попадая на кожу, вызывает ее раздражение. Пыль кварца, асбеста, угля, проникая при дыхании в легкие, вызывает тяжелейшие работоспособности»>нужно принятие особых мер предосторожности при работе горняков, в особенности в подземных выработках.) Более небезопасно попадание в легкие пыли минералов радиоактивных частей, свинца, цинка, меди, ртути, кадмия, кобальта, бора, никеля, молибдена, селена, ванадия и таллия. При работе с ними для обеспечения сохранности жизнедеятельности необходимо особо строго соблюдать все меры, обусловленные техникой сохранности, препятствующей попаданию пыли в легкие.
Водные смеси — важная для {живых} организмов форма нахождения хим частей. Без их фактически невозможна жизнедеятельность людей, а состав этих смесей почти во всем контролирует ее сохранность. Как уже указывалось, основная масса природных аква смесей нередко обособляется в отдельную оболочку Земли — гидросферу. Ее большая часть приходится на долю Мирового океана, наименьшая — на подземные и поверхностные воды материков. В сумме на долю морей и океанов приходится около 71% земной поверхности.
По данным В.М. Гольдшмидта, на 1 см2
поверхности Земли приходится 273 л природных аква смесей, распределяющихся последующим образом:
Размер, л
Масса, кг
Морская вода
268,45
278,11
Пресная вода
0,10
0,10
Континентальный лед
4,50
4,50
Водяные пары
0,003
0,003
Почти всегда конкретно наличие воды контролирует развитие {живых} организмов. Вода является и главным природным растворителем минералов, газов и техногенных соединений, не имеющих аналогов в природе. Считается, что в воде взаимодействие меж ионами в 80 раз слабее, чем в кристаллах. Потому для растений и звериных облегчено выборочное поступление нужных им ионов из аква смесей.
Без воды невозможна жизнь организмов, имеющихся на данный момент на Земле. При всем этом для большинства из их, в том числе и для людей, нужна не попросту вода, а пресная, т. е. таковая, в 1 л которой содержание сухого остатка меньше 1 г. А таковой воды содержится на Земле всего около 2% ее общих припасов. Большая часть вод различается достаточно высочайшей степенью минерализации. Так, средняя соленость морей и океанов (а это наиболее 70% всей гидросферы) составляет 3,5 г/л, а соленость минерализованных подземных вод материков нередко доходит до 200 г/л.
Пресную воду люди употребляют не только лишь для питья, да и в самых различных техногенных действиях. Считается, что общее годичное потребление составляет около 3500 км3
, т.е. на 1-го человека приходится порядка 800 м3
воды. Наличием пресных вод в еще большей мере, чем большими скоплениями определенных минералов, обоснованы появления и развитие населенных пт. Фактически все большие городка размещены на реках. Но достаточно нередко русла рек приурочены к ослабленным зонам литосферы. В случае землетрясений по сиим зонам происходят самые большие смещения земной коры, вызывающие разрушения зданий и смерть обитателей. Это нужно учесть при организации сохранности жизнедеятельности обитателей таковых населенных пт.
Газовые консистенции. Хим элементы, составляющие эту форму нахождения, образуют верхнюю оболочку Земли — атмосферу. Не считая того, существенное количество газов заполняет пустоты и полости в почвах и в горных породах, находится в сорбированном состоянии. Для всех {живых} организмов, в том числе и для людей, более важны атмосферные и почвенные газы. Так как ранее условия жизнедеятельности людей определялись приземной атмосферой, то техногенные процессы влияли на атмосферу в главном на первых километрах от земной поверхности; сейчас же этот показатель поменялся и составляет уже 10-ки км.
Сначала необходимо подчеркнуть, что процессы жизнедеятельности действуют на так именуемый озоновый слой, вызывая его разрушение. Сам озоновый слой представляет собой необыкновенную оболочку в составе атмосферы с наибольшей концентрацией озона на высоте около 20 км. Этот слой резко понижает интенсивность ультрафиолетовой радиации Солнца. В итоге она мала у поверхности Земли. Таковым образом, озоновый слой обеспечивает сохранность {живых} организмов и жизни на поверхности Земли в целом.
Коллоидная и сорбированная формы нахождения получили наибольшее развитие в почвах, хотя они достаточно обширно всераспространены в гидросфере и атмосфере. В этих формах переносятся и отлагаются весьма почти все загрязняющие вещества. Как следует, без учета коллоидов нереально много и комплексно охарактеризовать условия неопасной жизнедеятельности.
Коллоидные системы обычно неоднородные, гетерогенные, состоят не наименее чем из 2-ух фаз. При всем этом одна из их состоит из частиц размером 0,1…1,0 ммк и именуется дисперсной фазой. Частички данной для нас фазы распределены в иной — дисперсионной среде. Вещества, составляющие различные фазы, различаются параметров и имеют настоящую физическую поверхность раздела. Сорбция представляет собой концентрирование на поверхности частиц только определенных веществ из дисперсионной среды. Концентрация этих веществ быть может очень значимой, а связь их с сорбентом — мощной и сохраняющейся длительное время.
В итоге антропогенной деятельности масса коллоидов растет, в особенности в атмосфере. По данным В.В. Добровольского, в 1 м3
воздуха содержание томных металлов над материками составляет n•10-5
г. Будучи мелкозернистыми, они, попав в легкие человека, могут стремительно и в значимых количествах перебегать в образованная водянистой соединительной тканью (Совокупность различных и взаимодействующих тканей образуют органы). Состоит из плазмы и форменных частей: клеток лейкоцитов и постклеточных структур: эритроцитов и тромбоцитов»>тканью. Состоит из плазмы и форменных элементов: клеток лейкоцитов и постклеточных структур: эритроцитов и тромбоцитов), что особо вредоносно, В весьма огромных количествах аэрозоли содержатся в атмосфере больших городов. В работах В.А. Алексеенко (1993, 1994, 2000) показано, что основная их часть достаточно стремительно осаждается в границах населенных пт. Это значительно усугубляет условия жизнедеятельности людей в местах их большей плотности проживания.
Техногенные соединения, не имеющие природных аналогов, в первый раз были выделены создателем в 1989 г. как самостоятельная форма нахождения хим частей в земной коре. количество соединений, сделанных человеком и не имеющих природных аналогов, в крайние десятилетия безпрерывно и весьма стремительно вырастает как по их общей массе, так и по видовому обилию. Усиливается и их действие на организмы. Не учесть геохимической (био) роли техногенных соединений становится неосуществимым.
Коротко разглядим главные группы таковых соединений. К ним сначала следует относить разные пластмассы, синтетические моющие средства; почти все галогеносодержащие органические соединения, пестициды, полициклические ароматичные углеводороды. Их бесконтрольное Создание уже на данный момент начинает грозить сохранности жизнедеятельности. Можно уверенно полагать, что в дальнейшем эта неувязка может войти в число главных, стоящих перед населением земли. обстоятельств, позволяющих высказать такое предположение, достаточно много. Коротко разглядим три из их, которые мы относим к главным:
1. Весьма огромное число техногенных соединений, не имеющих природных аналогов, относится к ядовитым либо становится таким, вступая в реакции с иными субстанциями. При всем этом почти все из этих соединений создаются не специально, а являются побочными продуктами разных производственных действий.
2. Особенное развития {живых} организмов, включая, в конечном счете, человека.
3. Конкретное действие (а в особенности его поздно сказывающиеся последствия) рассматриваемых соединений на человека и остальные живы организмы исследовано очевидно недостаточно. возможно пройдут еще почти все годы, до этого чем будет решена эта неувязка.
К биогенной форме относятся хим элементы и их сочетания в земной коре, образующие все обилие звериных и растительных организмов. В первый раз эта форма была рассмотрена В. И. Вернадским. Невзирая на сравнимо маленькое содержание {живых} организмов, обитающих в земной коре, без учета их деятель нереально верно представить геохимические процессы, протекающие на поверхности Земли. Особо отмечая это, В.И. Вернадский писал: «…живое вещество в биосфере играет активную главную роль и по собственной мощности ни с чем, ни с какой геологической силой не может даже быть сопоставимо по собственной интенсивности и направленности во времени«. К живому веществу биосферы, по определению В.И. Вернадского, относится совокупа всех ее {живых} организмов. Не останавливаясь на обилии действий, протекающих под действием живого вещества, отметим лишь, что в итоге жизнедеятельности и автотрофных микробов (синтезируют из неорганических соединений органические, используя энергию Солнца), и гетеротрофных (употребляют органические вещества, сделанные иными организмами) появляется вода. В итоге действий фотосинтеза выделяется вольный кислород.
Таковым образом, ряд {живых} организмов делает условия, обеспечивающие жизнь и сохранность жизнедеятельности людей.
Живое вещество
Пока лишь на одной планетке Галлактики — на Земле — известна жизнь. Формы существования {живых} организмов многочисленны, В истинное время мы выделяем бесклеточное живое вещество (вирусы), бактерии (имеющие и не имеющие ядра), растения, грибы, звериные. исследование их элементного состава показало, что они состоят из тех же хим частей, что и неживые (косные) естественные тела. Но еще В.И. Вернадским было подчеркнуто, что «меж {живыми} и косными естественными телами биосферы нет переходов — граница меж ними на всем протяжении геологической истории резкая и ясная».
Суммарная масса живого вещества (в пересчете на сухой вес) приравнивается (2,4…3,6)• 1012
т (Реймерс), т.е. весьма мала по сопоставлению с массой земной коры (28,46• 1018
т). {Вспомним сопоставление литосферы и живого вещества, изготовленное В.М. Гольдшмидтом.)
Но следует учитывать, что определенная часть {живых} организмов повсевременно отмирает, а на замену ей образуются новейшие организмы (по воззрению В.И. Вернадского, общая масса живого вещества остается все время приблизительно схожей). Чтоб охарактеризовать течение этого процесса во времени, употребляют таковой показатель, как каждогодная продукция живого вещества. Для Земли в целом он приравнивается 2,3 • 1011
т. Выдающийся геохимик нашего времени А.И. Перельман подсчитал, что если крайние 500 млн лет годовая продукция была близка к современной, то ее суммарное количество за этот период времени превысило массу земной коры. правда, полностью возможно, что основная часть хим частей, составляющих живы организмы, в процессе био круговорота опять попадает в организмы и существенного обмена меж организмами и литосферой не происходит.
Любой хим элемент, входя в организм, по В.И. Вернадскому, «проходит длиннющий ряд состояний, заходит в ряд соединений, до этого чем выйти из него… Атомы, вошедшие в какую-нибудь форму живого вещества, оккупированные актуальным вихрем, с трудом ворачиваются вспять в косную материю». В данной для нас связи увлекательны данные, приобретенные при исследовании передвижения изотопов. Они разрешают считать, к примеру, что выделяющийся при фотосинтезе кислород появляется в большей степени за счет воды, а кислород из углекислого газа идет на образование органических соединений. Всего же кислород составляет около 70% массы живого вещества. На долю углерода приходится 18%, а водорода- 10%. Таковым образом, в сумме три этих элемента составляют выше 98% всей массы {живых} организмов. Еще 5 хим частей (Са, К, N, Na, Si) содержатся (любой из их) в организмах в 10-х толиках процента. естественно, что все другие хим элементы обычно образуют в живом веществе концентрации от n• 10-2
% до n• 10-12
%.
Считается, что в живом веществе резко преобладает фитомасса, а зоомасса не превосходит 2% массы растений. Леса же составляют около 82% фитомассы.
При исследовании живого вещества отдельной неувязкой стоит его специфичность — коренные отличия от косного, неживого вещества. В первый раз этот вопросец достаточно детально рассматривался В.И, Вернадским. К истинному времени можно выделить ряд таковых главных различий;
1. Живое вещество биосферы характеризуется огромной вольной энергией. В неорганическом мире с ней сравнимы лишь незастывшие лавовые потоки. Но крайние, весьма стремительно остывая, теряют ее.
2. В живом веществе скорость протекания хим реакций в тыщи (а время от времени — в миллионы) раз выше, чем в неживой. При всем этом незначимые исходные порции масс и энергии могут вызвать трансформацию еще огромных масс и энергий. Так, определенные виды гусениц перерабатывают в день в 200 раз больше еды, чем их собственная масса.
3. Главные хим соединения, определяющие состав живого вещества (белки, ферменты и др.), устойчивы в природных критериях лишь в {живых} организмах.
4. Для {живых} организмов свойственны две формы движения, выделенные В.И. Вернадским: пассивная, определяемая их ростом и размножением, и активная, осуществляемая за счет направленного перемещения. 1-ая из их свойственна для всех организмов, 2-ая — в главном для звериных.
Пассивное движение организмов различают рвение заполнить большая часть места. В.И. Вернадский именовал этот процесс давлением жизни. Его сила (т. е. скорость размножения) в целом назад пропорциональна размерам организмов. Весьма огромным давлением владеют бактерии, вирусы, грибы. У отдельных видов микробов новое поколение появляется через 22…23 мин. При отсутствии препядствий к размножению они практически за день заняли бы всю поверхность Земли. В этих же критериях гриб дождевик (любой экземпляр дает около 7,5 миллиардов спор) уже во 2-м поколении имел бы размер, в 800 раз превосходящий размеры нашей планетки. Слонам же для заселения поверхности Земли будет нужно наиболее 1000 лет. Рассмотренной индивидуальностью пассивного движения разъясняется распространение эпидемий, вызываемых микробами и вирусами.
движение 2-ой формы происходит за счет собственного передвижения организмов. У раздельнополых оно осуществляется самками, приносящими потомство в новейших районах.
5. Для организмов типично еще большее морфологическое и хим обилие, чем для неживой природы. Говоря о многообразии размеров и морфологии, довольно сопоставить вирус со слоном либо китом. Их размеры различаются в млрд раз. Хим же состав живого вещества определяют наиболее 2 млн разных органических соединений. Вспомним, что число природных минералов составляет всего около 2 тыс., т.е. в тыщу раз меньше.
тела {живых} организмов могут состоять из веществ, находящихся сразу в 3-х фазовых состояниях, и, невзирая на это, представлять Единое целое.
6. При большом многообразии хим состава организмов они построены в главном из белков, содержащих одни и те же аминокислоты. Передача наследной инфы идет у их по одному пути (ДНК (Дезоксирибонуклеиновая кислота — макромолекула, обеспечивающая хранение, передачу из поколения в поколение и реализацию генетической программы развития и функционирования живых организмов) — РНК (Рибонуклеиновая кислота — одна из трёх основных макромолекул (две другие — ДНК и белки), которые содержатся в клетках всех живых организмов) — белок) с внедрением 1-го генетического кода.
7. Обычное развитие организмов, в том числе человека, в природе может быть лишь в их обществе с иными организмами (биоценоз). Это одно из главных положений сохранности жизнедеятельности людей на практике нередко игнорируется. В процессе собственной жизнедеятельности мы нередко уничтожаем почти все виды {живых} организмов (и нередко — невозвратно), запамятывая, что тем уменьшаем свою сохранность. Перефразируя Дж. Дона, можно сказать: уничтожая живы организмы, не спрашивай никогда, по ком звонит колокол — он звонит по Для тебя.
8. Живое вещество существует лишь в форме непрерывного чередования поколений. Потому оно на генном уровне соединено с организмами прошедших геологических эпох.
9. Со сменой поколений идет эволюция живого вещества. Обычно, этот процесс более характерен для высших организмов, так как примитивнее организм, тем он наиболее консервативен. Временами возникает вопросец о начале жизни на нашей планетке. Обычно высказываются две главные точки зрения на эту делему: жизнь просочилась на нашу планетку из галлактического места и жизнь образовалась каким-то неведомым методом из косной (неживой) материи в один из древних периодов ее геологического развития. По другому подступал к сиим дилеммам В.И. Вернадский. В работе 1940 г. «Начало жизни и эволюция видов» все живы организмы он соединяет воединыжды в «момент жизни», «актуальную среду» (не путать со средой обитания организмов). Отрицая начало жизни как точку, от которой в процессе эволюции должен расходиться пучок веток, он гласит о параллельных ветвях развития организмов, независящих в происхождении друг от друга, но составляющих единый момент жизни. Он остается в основных собственных чертах неизменным в течение геологического времени. Но при всем этом формы жизни меняются. В согласовании с сиим В.И. Вернадский считает несостоятельными и фантастичными пробы разъяснить происхождение наземных организмов из морских. Не считая того, в иной собственной работе «Биосфера» он показывает, что и «воздушная жизнь в рамках геологического времени так же стара, как и морская; ее формы развиваются и меняются, но это изменение происходит постоянно на земной поверхности«.
Не разбирая тщательно гипотез появления жизни на Земле, будем в предстоящем придерживаться, вослед за В.И. Вернадским, точки зрения о фактически одновременном формировании планетки Земля и появлении на ней жизни. Результаты крайних исследовательских работ в данной для нас области все больше и больше согласуются с таковым подходом к рассматриваемой дилемме. По поводу примыкающих с Землей планет пока достоверно можно гласить только о таковых формах нахождения хим частей, образующих поверхностные оболочки, как о минеральной, о газовых консистенциях и, возможно, о состоянии рассеяния.
Минералы, определенные на всех доступных к истинному времени планетках, близки к земным. Состав же газовых консистенций, определенный на этих планетках, очень различается от земной атмосферы (см. табл. 1. Т). В атмосфере ближайших к Земле планет (Венеры и Марса), кроме обозначенных в табл. 1.1, за ранее установлены в виде примесей N2,
CO и следы паров воды. Не считая того, в атмосфере Венеры отмечены пары HCI и HF. Достоверно гласить о наличии на обозначенных планетках коллоидной и сорбированной форм пока недозволено. С освоением галлактического места на ближайших к нам планетках возникли элементы в форме техногенных соединений.
Все произнесенное дозволяет создать последующие выводы:
1. Планетка Земля по своим характеристикам и положению в Солнечной системе достаточно близка к примыкающим планеткам, но значительно различается по формам нахождения хим частей, образующих поверхности этих планет.
2. Лишь на Земле к истинному времени выявлена биогенная форма нахождения частей. Быстрее всего, отсутствием данной для нас формы можно разъяснить очень значительные отличия состава газовых консистенций на ближайших к ней планетках, а, может быть, и отсутствие на их хим частей в таковой форме, как поверхностные водные смеси.
3. Создание на нашей планетке критерий, определяющих не только лишь возможность жизни людей, да и сохранность их жизнедеятельности, следует связывать с наличием на планетке живого вещества. Это нужно учесть при всех видах антропогенной деятель и прилагать наибольшие усилия для сохранения общей биомассы организмов и их имеющегося биоразнообразия.
4. Разные соотношения хим частей, образующих на поверхности Земли главные формы нахождения, как и само соотношение разных форм, нередко определяют развитие того либо другого вида производственной деятель в определенном регионе и мероприятия по сохранности жизнедеятельности.
* Существует также миграция частей, сплетенная с действиями формирования и разрушения планет и звезд. Эти процессы рассматриваются в иной науке — в космохимии.
]]>