Componentele bilanțului energetic din biosferă

Figura 5.1.- direcțiile principale ale fluxului de energie de pe glob.

La fiecare tranziție din energie este transformată în căldură și disipată în spațiul din jur.

Eficiența transferului de energie în materie de viață este destul de scăzută. După cum se știe, trecerea de la un nivel la altul trofice transmis doar 10-20% de energie legat, iar 80-90% din ea este disipată sub formă de căldură.

Soarta fluxului anual de energie solară este după cum urmează:

1) se reflectă - 30%;

2) este transformată direct în căldură - 46%;

3) evaporare, precipitare - 23%;

4) vant, valuri - 0,2%;

Astfel, doar o mică parte din energia solară ( „1%), a cheltuit pentru fotosinteza, dar că este sursa întregii vieți de pe Pământ. Cu toate acestea, cei de aproximativ 70% din energia solară sunt convertite în căldură, sunt trimise la evaporare,

precipitații, vânt nu se pierde în zadar, deoarece această energie menține temperatura potrivită pentru viață conduce sistemele de vreme, oferă un circuit de apă, fără de care viața pe Pământ. Funcționarea normală este posibilă numai atunci când primirea necontinuta și transmiterea de energie concentrată și de retragere a căldurii.

Substanța curge în biosferă

Pe măsură ce fluxul de energie fluxurile de substanță strâns legate. Datorită migrării elementelor chimice ale geosferei Pământului toate conectate printr-un singur circuit de buclă a acestor elemente. Circuitul, care este forța motrice din spatele proceselor tectonice și energia solară, se numește o mare (geologice) de circuit. Schematic poate fi reprezentat după cum urmează. roci plutonice de origine manta (bazalte), procesele tectonice sunt derivate din Pământ în biosferă. Sub influența energiei solare și a materiei vii Erodarea transferate sunt transformate în diferite roci sedimentare. Apoi, din cauza mișcării tectonice intră din nou în zona de presiuni si temperaturi ridicate ale Pământului, unde au lansat energia solară se realizează metamorfism și crearea de rocă de granit. roci de granit nou din cauza mișcărilor tectonice intră în biosferă. Prin urmare, un tiraj mare de materie poate fi considerată ca o evoluție a scoarței oceanice (bazalt) de tip la continent (granit). Puterea unui mare tiraj de aproximativ 2 # 8729, 10 până la 16 tone / an.

Apariția vieții pe Pământ au contribuit la apariția unor noi forme de migrare a elementelor chimice - biogene. Pe geologice substanțe biogene ciclu suprapuse de circuit. Elemente chimice, inclusiv toate elementele principale ale protoplasma, circula în biosferă în moduri caracteristice din mediul extern în organism și înapoi în mediul înconjurător. Acestea sunt mai mult sau mai puțin căi închise sunt numite cicluri biogeochimice.

cicluri biochimice - o mișcare ciclică a nutrienți: carbon, oxigen, hidrogen, azot, sulf, fosfor, calciu, potasiu, etc de la o componentă la alta astfel încât biosferă pe anumite secțiuni ale circuitului care fac parte din organisme vii ..

Mutarea substanței în ciclurile biochimice oferă funcții vitale ale organismelor vii. Elementele chimice care sunt implicate în construcția materiei vii și necesare pentru sinteza acestuia sunt cunoscute ca nutrienți. Alcătuirea abiotice planeta aproximativ: Fe »36%, O2» 25%, Si »23%, Mg» 10%, S »3%, Ni» 2%, alte „de 1,5%. biomasă compoziție foarte diferită: O2 »70%, C» 15%, H »11%, alte“ 4%.

Principiul ciclicitate în transformarea și mișcarea

substanțele sunt fundamentale în biosferă. Salvarea de ciclism - condiție pentru existența biosferei.

Fiecare ciclu este convenabil pentru a distinge două părți:

- fond de rezervă - masa mare de material în mișcare lentă, practic, nici o componentă biologică,

- mobil sau schimb de fond - este mai mic, dar mai activă, care se caracterizează prin schimbul rapid între organisme și împrejurimile lor.

Dacă luăm în considerare întreaga biosferă în ansamblu, ciclurile biogeochimice pot fi împărțite în două tipuri principale:

- circulația substanțelor gazoase din fondul de rezervă, în atmosferă sau hidrosferă (ocean);

- ciclu de sedimentare, cu un fond de rezervă în scoarța terestră.

Două părți ale biosferă, biotici și abiotici, evoluând împreună, afectează reciproc. Este cunoscut faptul că elementele 90-impar găsite în natură, 30 - 40 sunt necesare pentru organismele vii. Unele elemente, cum ar fi carbon, hidrogen, oxigen și azot, necesar pentru organism în cantități mari. Central la biosferă ocupa cicluri biochimice: apă (Figura 5.2.), Carbon (Figura 5.3.), Azot (Figura 5.4) și fosfor (figura 5.5).

natura antropică aduce în ciclurile biogeochimice ale multor obstacole. Omul, astfel accelerează circulația multor substanțe care sunt deficitare sau un proces de cicluri pierde ciclicitate și situația nenatural se dezvoltă; în unele locuri există un dezavantaj, dar în altele - excesul unor substanțe.

Astfel, arderea combustibilului duce la intrarea în atmosferă în jur de 20 miliarde. Tone de dioxid de carbon și 700 Mill. Tone alte gaze și particule. Defrișările duce la îndepărtarea ecosistemelor forestiere mii de tone de azot, siliciu, fosfor.

Aceste procese sunt, de fapt, duce la apariția unui nou tipakrugooborotahimicheskihelementov făcut-om. Transferat în zonele urbane sau în agro-ecosisteme, aceste substanțe sunt sau excluse complet sau temporar din circulație naturală a acestora. Ie omul este un factor geologic puternic.

Eforturile de a proteja resursele naturale urmărește în ultimă instanță, de a transforma procesele ciclice aciclice. Obiectivul principal al companiei ar trebui să fie „întoarcerea substanțelor aflate în circulație.“

.

Figura 5.2- Circuitul apei în biosferă și echilibrul apei la nivel mondial în mii. Kg / an (componente de om)

Figura 5.3 - Circuitul carbonului în biosferă și sale de bază

Componente 10 9 t. de CO2 pe an (componente sintetice sau artificiale)

funcționarea normală a biosferei este posibilă în cazul în care activitățile umane nu împiedică ciclurile biogeochimice naturale, a căror defectare poate duce la degradarea biosferă.

Figura 5.4 - Circuit de azot în biosferă și principalele sale componente 10 6 tone pe an (componente antropice).

Figura 5.5 - Circuitul fosforului în biosferă și principalele sale componente 10 6 tone pe an (componente de om).

Biosferă a apărut concomitent cu apariția vieții pe Pământ, adică, în urmă cu câteva miliarde de ani. existența pe termen lung a biosferei este adesea considerat atât de natural încât nu există nici o întrebare cu privire la necesitatea de a explica acest fapt. Între timp, toate componentele biosferei, în special organismelor vii, modificarea condițiilor de mediu, și au o stabilitate limitată la o combinație de factori externi ar putea să dispară.

Biosferă apare ca un ecosistem extrem de complex, care operează într-o stare de echilibru bazată pe auto-reglementare a părților sale constitutive și a proceselor.

În starea normală a oricărui ecosistem și biosferă, în general, inerente într-o stare stabilă, care are numele de homeostază. care se caracterizează prin echilibru dinamic între nașteri și decese, și consumul de agent de eliberare și de energie. Unele ecosisteme, precum și Biosfera, sunt expuse în mod constant la șocuri externe, care încearcă să-i scoată din echilibru. În cazul în care acest impact nu este prea mare, atunci în cursul duplicării de mediu link-uri sparte sunt înlocuite cu altele, iar procesul de transfer de materie și energie continuă. Conform principiului Le Chatelier, orice influență externă sistem deducând de echilibru, acest lucru va duce la procesele de sistem care încearcă să slăbească influența externă și readuce sistemul la starea inițială de echilibru.

Stabilitatea biosferei - capacitatea biosferei de a menține starea sa, de a rezista tulburări interne și externe, inclusiv orice impact uman, prin dezvoltarea unor mecanisme de autoreglementare în ea.