Человек и среда обитания

Земля — это планета Солнечной системы. Ее возраст составляет примерно 4,7 миллиарда лет. Земля имеет форму шара и находится в постоянном движении. Она вращается вокруг Солнца со средней скоростью 30 км/с. Период полного обращения вокруг Солнца составляет 365,25 суток. Земля также вращается вокруг собственной оси. Скорость вращения на экваторе равна 465 м/с, по мере удаления от него скорость уменьшается, а на полюсах она равна нулю. Полный оборот Земли вокруг оси занимает 23 часа 56 минут. На расстоянии 384 400 километров вокруг Земли вращается ее спутник — Луна. Земля обладает магнитным, электрическим, гравитационным полем.

В центре Земли находится ядро. Оно представлено веществом, раскаленным до 5 — 6 тысяч градусов Цельсия. Радиус ядра примерно равен 3,5 тысячи километров. Ядро составляет 16% общего объема Земли. Давление в центре ядра — 3,7 миллиона атмосфер. Ядро окружено толстым слоем мантии, которая составляет 83% общей массы Земли. Далее идет сравнительно тонкая земная кора.

Рис. 6.1. Строение Земли

Суша представлена материками: Евразия, Африка, Северная Америка, Южная Америка, Антарктида, Австралия и множеством островов. Она возвышается над поверхностью Мирового океана в среднем на 875 метров. Леса занимают 30% суши, саванны и редколесье — 20%, ледники — 10%, прочие ландшафты — 10%, пахотные земли и урбанизированные территории — 10%.

• Масса Земли — 5976 Ч 1021 кг.

• Объем Земли — 1083 Ч 109 км3.

• Средний радиус — 6371,0 км.

• Длина окружности по экватору — 40075,7 км.

• Общая площадь — 510,2 млн. км2, в том числе: суша — 149,1 млн. км2 (29,2%); вода —

361,1 млн. км2 (70,8%).

• Самая высокая точка планеты — гора Эверест — 8848 метров.

• Средняя глубина Мирового океана 3711 метров, наибольшая — 11022 метра.

• Средняя температура приземного слоя воздуха составляет на планете 14°С.

• Среднегодовое количество осадков — 1000 мм.

• Жизнь на Земле зародилась 3,5 миллиарда лет назад. Человек появился на планете примерно 3 миллиона лет назад. На Земле проживает более 6 миллиардов человек.

Земля окутана сплошным толстым слоем атмосферы, которая состоит из смеси газов, водяного пара, капелек влаги, кристалликов льда. Толщина атмосферы составляет примерно 20 тысяч километров. Четкой верхней границы у атмосферы нет, поскольку она постепенно переходит в безвоздушное, межпланетное пространство. С увеличением высоты плотность атмосферы и ее давление убывают. Атмосфера состоит из пяти слоев: тропосферы до 10 километров, стратосферы до 50 километров, мезосферы до 80 километров, термосферы до 800 километров, экзосферы. Примерно половина всей массы атмосферы сосредоточена в околоземном пространстве на высоте до 5 километров.

Биосфера (греч. bios — жизнь, sphaira — шар) возникла под влиянием солнечной энергии в результате длительных биохимических процессов. Она является оболочкой Земли, включающей как область распространения живого вещества, так и само это вещество.

Рис. 6.2.. Строение биосферы

В биосферу входят: атмосфера, состоящая из тропосферы и нижней части стратосферы, гидросфера — глубины Мирового океана, и литосфера – верхняя часть оболочки Земли.

Верхней границей служит защитный озоновый экран, который предохраняет живые организмы на Земле от вредных влияний ультрафиолетовых лучей. К биосфере относится и человек.

Биосфера представляет собой грандиозную равновесную систему с непрерывным круговоротом вещества и энергии, в котором активную роль играют микроорганизмы.

Для биосферы характерно:

• присутствие живого вещества;

• наличие значительного количества жидкой воды;

• восприятие мощного потока энергии солнечных лучей;

• присутствие поверхностей раздела между веществами, находящимися в трех фазах (твердой, жидкой и газообразной).

Развитие биосферы определяет Космос, откуда поток энергии поступает на Землю. Доминирующим источником энергии для Земли является Солнце.

Энергия Солнца расходуется на:

• физические и химические процессы, происходящие в атмосфере, гидросфере и литосфере;

• перемещение воздушных масс;

• испарение воды;

• выделение и поглощение газов;

• растворение веществ.

В биосфере энергия солнечного излучения расходуется, трансформируется, связывается. Накопителями энергии являются органические вещества. Общее количество солнечной энергии, достигающей верхней границы атмосферы, составляет в среднем 700 ккал/см2 в сутки. Около 55 ккал/см2 в год видимой части солнечного спектра достигает поверхности Земли и используется организмами. Составные части биосферы можно условно разделить на живую и неживую природу.

Системы взаимодействий живой (биоценоз) и неживой природы получили название экологических систем или биогеоценозов.

Основными компонентами биоценоза являются три группы организмов: растения, животные и микробы.

В экосистему леса входят все деревья, кустарники, травы, лишайники, грибы, животные, микроорганизмы, почва с ее обитателями, газы атмосферы и соли, растворенные в почвенной воде.

Экосистему озера или моря составляют все растения, животные и микробы водоема, вся водная масса с растворимыми в ней веществами, грунты с органическими и минеральными частицами. Вещества движутся от одного компонента к другому, отражая известную общую закономерность круговорота веществ в природе, например, движение атмосферного кислорода. Все организмы потребляют его при дыхании, а выделяют кислород в окружающую среду только растения. Весь запас свободного кислорода, необходимого для жизни на нашей планете, создают растения в процессе фотосинтеза, т. е. под воздействием солнечной энергии. Ежегодно зеленый покров Земли усваивает 170 млрд. т. воды и выделяет около 115 млрд. т. кислорода. Используя ядовитую для большинства живых существ углекислоту, зеленые растения создают органические вещества, т. е. пищу для всех других групп организмов.

В реальных экосистемах круговорот обычно бывает незамкнутым, так как часть веществ уходит за пределы экосистемы, а часть — поступает извне. В целом же круговорот в природе сохраняется. Более простые экосистемы объединены в общую планетарную экосистему (биосферу), в которой круговорот веществ проявляется в полной мере. Жизнь на Земле возникла около 3 млрд. лет назад. Если бы не было замкнутого потока необходимых для жизни веществ, запасы бы давно исчерпались и жизнь прекратилась.

Развитие биосферы связано с появлением человека на Земле. Жизнь живых организмов, в том числе и человека, невозможна без окружающей среды, без природы. Человеку свойственен обмен веществ с окружающей средой, который является основным условием существования любого живого организма.

Организм человека во многом связан с компонентами биосферы — растительностью, насекомыми, животными, микроорганизмами. Он входит в глобальный круговорот веществ. Человеческий организм, как и организмы других животных, подвержен суточным и сезонным ритмам, реагирует на сезонные изменения окружающей температуры, активности солнечной радиации. Человек обладает уникальной способностью самопознания, познания и преобразования окружающего мира.

Человек стал главной силой, изменяющей процессы в биосфере. Научно-технический прогресс значительно опередил наши знания законов биосферы, что привело к заметному нарушению биосферного равновесия, превышению возможностей природных систем по самоочищению. Необходимо изучать законы природы, чтобы предотвратить ее разрушение, найти пути разумного использования природных ресурсов и сбалансированного природопользования.