WWW.REFERATCENTRAL.ORG.UA - Я ТУТ НАВЧАЮСЬ

... відкритий, безкоштовний архів рефератів, курсових, дипломних робіт

ГоловнаЕкологія, Природокористування → Біосфера - Курсова робота

Біосфера - Курсова робота

енергія, її можна підрахувати, перемноживши енергію, яка потрібна для випаровування 1 г води (0,536 ккал), на сумарне річне випаровування із поверхні Землі (378- 1018г). Одержаний результат (2-1022 ккал) відповідає приблизно 1/5 частині загального надходження сонячної енергії на Землю.
Важливим показником кругообігу води є водообмін. В океанах, наприклад, він відбувається під впливом течій. Вважають, що для повного водообміну у Світовому океані потрібно приблизно 60 років, Атлантич-ному - 50, Індійському - 40, а Тихому океані найбільше - 100 років.
Надзвичайно активний водообмін у ріках. Одноразовий обіг води в руслах рік Землі оцінюється приблизно в 1200 км3, а сумарний річний стік - 38800 км3/рік.
Таким чином, обмін руслових стічних вод відбувається кожні 0,031 року, тобто кожні 11 діб, або 32 рази протягом року. Якщо врахувати, що ріки сполучують багато озер і водосховищ, які сповільнюють водообмін, то загальна активність обміну поверхневих вод суші буде становити 7 років.
Життя на Землі підтримується не лише за рахунок води, що знаходиться у рідкому стані, але й тієї, що сконцентрована у вигляді атмосферної пари. Вода, яка міститься в повітрі у вигляді пари, відповідає в середньому шару завтовшки 2,5 см, рівномірно розподіленому по всій поверхні Землі. Кількість річних опадів становить в середньому 56 см, що в 25 разів більше тієї кількості вологи, яка міститься в атмосфері. Отже, водяні пари, які постійно знаходяться в атмосфері, - так званий атмос-ферний фонд, - щорічно здійснюють кругообіг 25 разів. Вміст води в ґрунті, ріках, озерах, і океанах в сотні тисяч разів більший, ніж в атмосфері. Однак вода протікає через обидва ці середовища із однаковою швидкістю, оскільки випаровування дорівнює випаданню опадів. Середня тривалість переносу води у її рідкій фазі поверхнею Землі становить 3650 років, тобто в 100 тис. разів більше, ніж тривалість перенесення її в атмосфері.
Слід пам'ятати, що на основі кругообігу води із розчиненими в ній мінеральними сполуками, а також компонентів атмосфери закономірно виникла жива речовина, а з нею і біохімічний кругообіг. Тому антропо-генне вилучення води з природного кругообігу, а воно щорічно зростає, негативно впливає на функціонування живої речовини. На малюнку зображені схеми використання світових запасів води та прогнози водних ресурсів до 2000 р.
Кругообіг вуглецю
Вуглець входить до складу всіх органічних речовин, а тому його кругообіг найбільш поширений у природі. Він здійснюється за допомогою трьох груп організмів: продуцентів, консументів, редуцентів. Органічна речовина синтезується зеленими рослинами в процесі фотосинтезу з вуглекислого газу атмосфери, вміст якого дорівнює лише 0,03-0,04%
Якби вуглекислий газ не поповнювався за рахунок надходження із Землі, то його запаси вичерпалися б за 4-35 років. У найближчі 50-60 років завдяки зростанню спалювання горючих речовин вміст вуглекислого газу в атмосфері подвоїться. Такі швидкі зміни вмісту вуглекислого газу в атмосфері, внаслідок якого відбувається так званий парниковий ефект (нагрівання атмосфери інфрачервоним промінням завдяки вмісту в ній CO2), може призвести до перегрівання географічної оболонки. Частина СО2 утворюється при виверженні вулканів і надходить зі збагачених ним водних джерел. Головний споживач CO2, - фотосинтетичний апарат рослин.
Кількість вуглекислого газу в біосфері, кг
Кількість C2 За Ю.Саксом
2500-1012
За Г.Грелером 2100-1012
За Е.Рейнау
1530-1012
Засвоюється рослинами
за рік
За скільки років рослини вичерпали б запаси CO2, в
атмосфері
48- 1012
4
60- 1012
35
86,5-1012
18
Варто нагадати, що про явище фотосинтезу, яке є головним чинником руху речовини й енергії в біосфері, стало відомо лише в другій половині XVIII ст. В 1772-1782 pp. Д.Прістлі, Я.Інгенхауз і Ж.Сенсб'є, доповнюючи один одного, описали процес повітряного вуглецевого живлення, або фотосинтез. Через століття К.А.Тимірязєв (1843-1920) розкрив енергетичну закономірність фотосинтезу як процесу використання світла для утворення органічної речовини в рослинах. Механізм фотосинтезу був розкритий американським біохіміком Кальвіном, за що йому було присуджено Нобелівську премію. Сьогодні під фотосинтезом розуміють перетворення зеленими рослинами і фотосинтезуючими організмами променистої енергії Сонця. Процес фотосинтезу відбувається за участю поглинаючих світло пігментів (хлорофіл та ін.).
Попадаючи в клітину зеленого листя вуглекислий газ приєднується до акцептора (вуглевод рибулезодифосфат), з яким продовжує подальший рух і перетворення. Завдяки ферменту альдолази утворюється простий цукор - глюкоза, а з нього - цукроза і крохмаль. Частина синтезованої речовини в цьому процесі переходить знову в акцептор - так утворюється саморегульований циклічний процес. Далі з участю інших ферментів цукри перетворюються у білки, жири та інші органічні речовини, потрібні для життя рослини.
Основна реакція фотосинтезу має такий вигляд:
світло
6СО2+6Н2О+ С6Н12О6+6О2
хлорофіл
або в розрахунку на моль СО2:
світло
СО2 + Н2О+ СН2О+ О2
хлорофіл
За рік рослини суші і океану засвоюють майже 5 o 1010 т вуглецю (вбирають, за різними авторами, 1,7 - 2,0 o 1011 СО2), розкладають 1,3 o 1011 т води, виділяють 1,2 o 1011 т молекулярного кисню і запасають 4 o 1017 ккал сонячної енергії у вигляді хімічної енергії продуктів фотосинтезу, що в 100 разів перевищує виробництво енергії всіма електростанціями світу.
Річний кругообіг маси СО2 на суші визначається як масою складових його ланок біосфери, так і кількістю, яку захоплює кожна ланка (т/рік):
Сумарне захоплення фотосинтезом 60 o 109
Повернення від дихання (розкладу) 48 o 109
Надходження в гумосферу і консервація
в багаторічних фітоценозах 10 o 109
Захоронення в осадовій товщі літосфери,
включаючи реакцію СО2 із гірськими породами 1o109 Надходження від спалення палива 4 o 109
У гідросфері кругообіг СО2 значно складніший, ніж на суші. Вирішальну роль тут відіграє Світовий океан, який акумулює винесений ріками із суші вуглець у формі карбонатних і органічних сполук. Повернення вуглецю із океану чи суші відбувається з великим дефіцитом, головним чином, повітряними потоками у вигляді СО2. Наявність вуг-лекислого газу у гідросфері залежить від надходження кисню у верхні шари як із атмосфери, так із нижчих шарів води. В загальному виразі річний кругообіг маси вуглецю у Світовому океані майже удвічі менший, ніж на суші:
Сумарне захоплення в процесі фотосинтезу 30 o 109
Повернення у водне середовище від дихання
і розкладу органічної речовини 26 o 109
Випадання в донний осад 1,5 o 109
Надходження із атмосфери від спалювання палива
Loading...

 
 

Цікаве