Круговорот воды

Состоит из испарения, конденсации и осадков.

Атмосферные осадки частично испаряются, частично образуют временные и постоянные водоемы, частично — просачиваются в землю и образуют подземные воды. Круговорот воды приводится в движение энергией Солнца. Солнце нагревает воду в океанах и морях, и она испаряется, преобразуясь в водяной пар. Параллельный процесс происходит и на суше: вода испаряется с нагретой Солнцем поверхности Земли или испаряется растениями в результате транспирации. В процессе адвекции водяной пар перемещается с воздушными массами, пока, в конце концов, не оказывается в зоне с низкой температурой. Это вызывает конденсацию влаги в облаках. Облака продолжают перемещаться вместе с воздухом, в то время как сконденсированные капельки воды в них перемешиваются, слипаются и растут в размерах.В итоге вода выпадает в виде осадков над сушей или океаном; при этом океан испаряет больше влаги в атмосферу, чем приобретает от осадков, а суша — наоборот, получает с осадками больше, чем с неё испаряется. Часть выпавших осадков перехватывается листвой растений, не достигнув почвы. Попав на сушу, вода перетекает по земле в виде рек, двигаясь к океанам.

Георгий Александрович Заварзин - «Лекции по природоведческой микробиологии» 2009.Функциональное разнообразие прокариот сложило систему отношений биосферы и геосферы (точнее – литосферы). Все остальные организмы вписывались в эту ранее сложившуюся систему отношений. Они не могли противоречить ей и удерживались только в том случае, если согласовывались с биогеохимической системой прокариот.Развитие биосферы происходит аддитивно - за счет добавления новых компонентов к уже существующей и работающей системе.Поддержание биогеохимических циклов возможно только за счет работы сообщества разных организмов.

Вариант II

ГЛОБАЛЬНАЯ ЭКОЛОГИЯ ИЗУЧАЕТ БИОГЕОХИМИЧЕСКИЕ ЦИКЛЫ – ОБМЕН ВЕЩЕСТВАМИ МЕЖДУ ОРГАНИЗМАМИ И СРЕДОЙ, где основными «драйверами» являются организмы. Главный объект глобальной экологии – биосфера (термин: Эдуард Зюсс 1875). Область Земли, населенная организмами, и находящаяся под их влиянием, и крупные экосистемы (биомы) – единые системы из сообществ организмов и их абиотической среды, объединенные общим типом обмена веществ в пределах однородных условий общего пространства.

В 1896 году сформулировано представление о жизни на Земле как о системе взаимосвязанных биогеохимических циклов, катализируемых живыми существами. С.Н. Виноградский:

… Организованные существа черпают материалы для постройки своих тел из резервуара минеральной природы, где они находят нужные им углерод, азот, водород, кислород и элементы золы. Простая логика уже говорит нам, что если бы накопление углерода, азота и прочих элементов продолжалось бесконечно в одном направлении и не было бы процессов обратных, то запас этих веществ в конце концов истощился бы рано или поздно, как бы велик он ни был. Без круговорота веществ немыслимо правильное и продолжительное существование организованного мира за счет запасов неорганического. В природе должны одновременно происходить две группы химических процессов: процессы создания органического вещества и процессы разрушения, синтез и анализ.

Для биосферы в целом можно выделить два основных типа биогеохимических циклов:

· круговорот газообразных веществ, с резервным фондом в атмосфере или гидросфере;

· осадочный цикл с резервным фондом в земной коре.

Такое разделение биогеохимических циклов основано на том, что некоторые круговороты, например те, в которых участвуют углерод, азот и кислород, из-за наличия крупных атмосферных или океанических фондов довольно быстро компенсируют нарушения. Так, накопленный в каком-либо месте избыток СО₂ обычно быстро рассеивается воздушными потоками, а увеличение его концентрации в атмосфере способствует большему потреблению растениями и превращению в карбонаты в море. В целом круговороты газообразных веществ в глобальном масштабе можно считать хорошо забуференными, так как их способность к саморегуляции и поддержанию определенных концентраций различных веществ достаточно велика.

Эволюция биосферы – последовательность событий, порожденная геохимической активностью организмов. Развитие биосферы происходит аддитивно - за счет добавления новых компонентов к уже существующей и работающей системе.

История биоты – аддитивная эволюция с этапами:

1. Прокариоты.

2. Прокариоты + протисты.

3. Прокариоты + протисты + многоклеточные.

Биосфера была и остается гетерогенной системой, т.к. включает биотопы, существенно различающиеся по физическим и биогеохимическим параметрам.

Устройство природы следует рассматривать как системное целое, состоящее из вложенных одна в другую экосистем, высшей из которых является уникальная глобальная экосистема – биосфера. В ее рамках происходит обмен энергией и веществом между всеми живыми и неживыми составляющими в масштабах планеты.