Для взрослых Стиль Семья Философия Недвижимость Красота и Здоровье
Лучшие статьи
Загрузка...
Загрузка...
загрузка...
12.05.17

Круговорот воды в природе

Вода - это сок жизни... Так сказал всем известный Леонардо да Винчи. И здесь нет смысла спорить, потому что вода является основой для всего живого на планете. А что же такое вода? Это прозрачная жидкость, которая не имеет ни вкуса, ни запаха. Вода в чистом виде является связью двух молекул водорода и одной молекулы кислорода.

Химическая формула воды читается как Н2О. Вроде бы ничего сложного и удивительного. Но вот если копнуть глубже, то начинаешь понимать, насколько серьезна роль воды в нашем мире и зарождении жизни на планете! Одной из важных функций воды для поддержания жизни на Земле, является ее беспрерывный круговорот в природе.

Что представляет собой это явление

Круговорот воды на земле представляет собой процесс, когда между сушей, Мировым океаном, атмосферой и литосферой осуществляется беспрерывный водообмен, а сама вода поэтапно пребывает в жидком, твёрдом и парообразном состоянии. Она не просто движется, но и переносит с собой немало полезных веществ, без которых на поверхности нашей планеты жизнь существовать попросту не смогла бы.

Круговорот воды на земле обладает таким масштабом, который способен поразить даже самое смелое воображение: ежесекундно с неба на земную поверхность (окружающий мир) выпадает 16 млн. тонн осадков, что составляет около 306 млрд. литров воды в сутки. Это же количество влаги в то же время возвращается назад, в атмосферу.

Углерод поступает в биосферу в результате фиксации его в процессе
фотосинтеза. Количество углерода, ежегодно связываемого растениями, оценивается
в 46 млрд. т. Часть его поступает в тело животных и освобождается в результате
дыхания в виде СО2, который вновь поступает в атмосферу. Кроме того, запасы
углерода в атмосфере пополняются за счёт вулканической деятельности и сжигания
человеком горючих ископаемых. Хотя основная часть поступающего в атмосферу
диоксида углерода поглощается океаном и откладывается в виде карбонатов,
содержание СО2 в воздухе медленно, но неуклонно повышается.

Круговорот азота.

Азот один из основных биогенных элементов в громадных количествах содержится
в атмосфере, где составляет 80% от общей массы её газообразных компонентов.
Однако в молекулярной форме он не может использоваться ни высшими растениями,
ни животными.

В форму, пригодную для использования, атмосферный азот переводят
электрические разряды (при которых образуются оксиды азота, в соединении с
водой дающие азотистую и азотную кислоты), азотфиксирующие бактерии и
синезелёные водоросли. Одновременно образуется аммиак, который другие
хемосинтезирующие бактерии последовательно переводят в нитриты и нитраты.
Последние наиболее усвояемы для растений. Биологическая фиксация азота на суше
составляет примерно 1 г/м2, а в плодородных областях достигает 20 г/м2.

Учащиеся предполагают возможность взаимопревращений соединений серы на основе окислительно-восстановительных процессов. Возникающая ситуация затруднения связана с явной недостаточностью или отсутствием информации об условиях превращений соединений серы в биосфере, особенностях этих процессов. Обращаем внимание учащихся на карточку № 1 «Словарь», где предложены необходимые для проведения рассуждений сведения, известные учащимся из курса «Экологии».

Учитель. Круговорот серы в природе сложен и до конца не ясен, тем не менее, интересно познакомиться с его особенностями. Второй вопрос плана семинара рассмотрим вместе с экспертами, а по двум последним вам предстоит сделать самостоятельные выводы. На карточке №2 предложены схемы уравнений химических реакций, которые осуществляются в круговороте серы, коэффициенты в которых вы подберёте самостоятельно.

Введение новых знаний. (II этап)

Сообщение 1. На планете существуют организмы, которые, создавая органические вещества пищи, обходятся без солнечной энергии. Вероятно, первыми легкодоступными источниками энергии для древних анаэробных бактерий были окислительно-восстановительные процессы с участием соединений серы. Экзотический процесс, например, катализируют серобактерии, получая энергию при восстановлении сульфатов с помощью водорода:

 2-
SO4 +H2 +H+ H2S + H2O + 154 кдж.

Благодаря этому процессу в толщах морей и океанов формируются слои, содержащие сероводород в высоких концентрациях. Так, например, в Чёрном море «сероводородные» воды занимают около 90% объёма моря. Получающийся сероводород выходит на поверхность в газообразном состоянии или растворяется в подземных водах. Подобные «серные» источники есть в Пятигорске, Мацесте, Тбилиси и др.

Учитель. В схеме 1 можно указать первый переход «сульфаты

Учитель. В схеме 1 можно указать первый переход «сульфаты

Этот круговорот для жизни биосферы — главный, и он сам является порождением жизни. Изменяясь, рождаясь и умирая, живое вещество поддерживает жизнь на нашей пла­нете, обеспечивая биогеохимический круговорот веществ.

Главным источником энергии круговорота является сол­нечная радиация, которая порождает фотосинтез. Эта энер­ гия довольно неравномерно распределяется по поверхности земного шара. Например, на экваторе количество тепла, при­ходящееся на единицу площади, в три раза больше, чем на Архипелаге Шпицберген (80° с.ш). Кроме того, она теряется пУтем отражения, поглощается почвой, расходуется на транспирацию воды и т. д. (рис. 6.8) а, как мы уже отмечали, на фотосинтез тратится не более 5% от всей энергии, но чаще всего 2—3%.

• первая функция — газовая — основные газы атмосферы Земли, азот и кислород, биогенного происхождения, как и все подземные газы — продукт разложения отмершей органики;

• вторая функция — концентрационная — организмы накапливают в своих телах многие химические элементы, среди которых на первом месте стоит углерод, среди металлов первый кальций, концентраторами кремния являются диатомовые водоросли, йода — водоросли — ламинария, фосфора — скелеты позвоночных животных;

Некоторая же часть азота всегда выделяется при
гниении в свободном виде в атмосферу. Свободный
азот выделяется также при горении органических
веществ, при сжигании дров, каменного угля, торфа.
Кроме того, существуют бактерии, которые при
.недостаточном доступе воздуха могут отнимать
кислород от нитратов, разрушая их с выделением
свободного азота. Деятельность этих де ни
трифицирующих бактерий приводит к тому, что
часть азота из доступной для зеленых растений
формы (нитраты) переходит в недоступную
(свободный азот). Таким образом, далеко не весь
азот, входивший в состав погибших растений,
возвращается обратно в почву; часть его
постепенно выделяется в свободном виде.

Непрерывная убыль минеральных азотных
соединений давно должна была бы привести к
полному прекращению жизни на Земле, если бы в
природе не существовали процессы, возмещающие
потери азота
. К таким процессам относятся,
прежде всего происходящие в атмосфере
электрические разряды, при которых всегда
образуется некоторое количество оксидов азота;
последние с водой дают азотную кислоту,
превращающуюся в почве в нитраты. Другим
источником пополнения азотных соединений почвы
является жизнедеятельность так называемых азотобактерий,
способных усваивать атмосферный азот. Некоторые
из этих бактерий поселяются на корнях растений
из семейства бобовых, вызывая образование
характерных вздутий — «клубеньков», почему они и
получили название клубеньковых бактерий.
Усваивая атмосферный азот, клубеньковые
бактерии перерабатывают его в азотные
соединения, а растения, в свою очередь,
превращают последние в белки и другие сложные
вещества. Таким образом, в природе совершается
непрерывный круговорот азота. Однако ежегодно с
урожаем с полей убираются наиболее богатые
белками части растений, например зерно. Поэтому в
почву необходимо вносить удобрения, возмещающие
убыль в ней важнейших элементов питания
растений.

Наземные залежи фосфоритов и апатитов используются при производстве удобрений. Попадание фосфора в пресные водоемы является одной из главных причин их «цветения».

Круговорот серы в биосфере

Круговорот серы, необходимой для построения ряда аминокислот, отвечает за трехмерную структуру белков, поддерживается в биосфере широким спектром бактерий. В отдельных звеньях этого цикла участвуют аэробные микроорганизмы, окисляющие серу органических остатков до сульфатов, а также анаэробные редукторы сульфата, восстанавливающие сульфаты до сероводорода. Кроме перечисленных группы серобактерий окисляют сероводород до элементарной серы и далее до сульфатов. Растения усваивают из почвы и воды только ионы SO2-4.

Кольцо в центре иллюстрирует процесс окисления (О) и восстановления (R), благодаря которым происходит обмен серы между фондом доступного сульфата и фондом сульфидов железа, находящимся глубоко в почве и осадках.

Рис. 10. Круговорот серы. Кольцо в центре иллюстрирует процесс окисления (0) и восстановления (R), благодаря которым происходит обмен серы между фондом доступного сульфата и фондом сульфидов железа, находящимся глубоко в почве и осадках

Основное накопление серы происходит в океане, куда ионы сульфатов непрерывно поступают с суши с речным стоком. При выделении из вод сероводорода сера частично возвращается в атмосферу, где окисляется до диоксида, превращаясь в дождевой воде в серную кислоту. Промышленное использование большого количества сульфатов и элементарной серы и сжигание горючих ископаемых поставляют в атмосферу большие объемы диоксида серы. Это вредит растительности, животным, людям и служит источником кислотных дождей, усугубляющих отрицательные эффекты вмешательства человека в круговорот серы.

Скорость круговорота веществ


энергия
Земли (т.е. эндогенные
силы) поднимает
магму к поверхности.
С расплавленными
горными породами,
т.е. магмой,
химические
элементы выносятся
на поверхность
Земли во время
извержений
вулканов, застывают
в толще земной
коры в виде
интрузий. Процессы
горообразования
поднимают
глубинные
горные породы
и минералы на
поверхность
Земли. Здесь
горные породы
подвергаются
воздействию
солнца, воды,
животных и
растений, т.е.
разрушаются,
переносятся
и отлагаются
в виде осадков
в новом месте.
В результате
образуются
осадочные
горные породы.
Они накапливаются
в подвижных
зонах земной
коры и при пригибании
снова опускаются
на большие
глубины (свыше
10 км).


Вновь
начинаются
процессы
метаморфизма,
переправления,


кристаллизации,
и химические
элементы возвращаются
на поверхность
Земли. Такой
"маршрут"
химических
элементов
называется
большим геологическим
круговоротом.
Геологический
круговорот
не замкнут,
т.к. часть химических
элементов
выходит из
круговорота:
уносится в
космос, закрепляется
прочными связями
на земной
поверхности,
а часть поступает
извне, из космоса,
с метеоритами.

Геологический
круговорот
- это глобальное
путешествие
химических
элементов
внутри планеты.
Более короткие
путешествия
они совершают
на Земле в пределах
отдельных


её участков.
Главный инициатор
- живое вещество.
Орга-низмы
интенсивно
поглощают
химические
элементы из
поч-вы, воздуха
воды. Но одновременно
и возвращают
их. Химические
элементы вымываются
из растений
дождевыми
водами, выделяются
в атмосферу
при дыхании
и отлагаются
в почве после
смерти организмов.
Возвращённые
химические
элементы снова
и снова вовлекаются
живым веществом
в "путешествия".
Всё вместе и
составляет
биологический,
или малый, круговорот
химических
элементов. Он
тоже не зам-кнут.

-
6 -


Часть
элементов-"путешественников"
уносится за
его пределы
с поверхностными
и грунтовыми
водами, часть
- на разное время
"выключается"
из круговорота
и задерживает-ся
в деревьях,
почве, торфе.

Ещё один
маршрут химических
элементов
проходит сверху
вниз от вершин
и водоразделов
к долинам и
руслам рек,
впадинам, западинам.
На водоразделы
химические
эле-


менты
поступают
только с атмосферными
осадками, а
выно-сятся вниз
и с водою, и под
действием силы
тяжести. Расход
вещества преобладает
над поступлением,
о чём говорит
са-мо название
ландшафтов
водоразделов
- элювиальные.


На склонах
жизнь химических
элементов
изменяется.
Скорость их
передвижения
резко увеличивается,
и они "про


езжают"
склоны, как
пассажиры,
удобно устроившиеся
в ку-пе поезда.
Ландшафты
склонов так
и называются
- транзит-ными.

"Отдохнуть"
от дороги химическим
элементам
удаётся лишь
в аккумулятивных
(накапливающих)
ландшафтах,
рас-

положенных
в понижениях
рельефа. В этих
местах они
часто и остаются,
создавая для
растительности
хорошие условия
питания. В некоторых
случаях растительности
приходится
бороться уже
с избытком
химических
элементов.

Круговороты в природе относительно стабильны. Любые изменения укладываются в определенные рамки, поэтому круговороты, лишь слегка изменяясь, повторяются вновь и вновь — и жизнь на Земле продолжается. Однако деятельность человека вносит в окружающую среду необратимые изменения и нарушает извечные природные круговороты. Мы невольно разрушаем хрупкое равновесие в природе, и результаты этого могут оказаться гибельными для всего человечества.Природное равновесие фото леопардов

(голосов:0)
Похожие статьи:

Отличие
живого от неживого.

Есть
несколько фундаментальных отличий в
вещественном, структурном и функциональном
планах. В вещественном плане в состав
живого обязательно входят высокоупорядоченные
макромолекулярные органические
соединения, называемые биополимерами,
- белки и нуклеиновые кислоты (ДНК и
РНК). В структурном плане живое отличается
от неживого клеточным строением. В
функциональном плане для живых тел
характерно воспроизводство самих себя.
Устойчивость и воспроизведение есть и
в неживых системах. Но в живых телах
имеет место процесс самовоспроизведения.
Не что-то воспроизводит их, а они сами.
Это принципиально новый момент.


полностью«Утешение в смерти близких сердцу»Скачать книгу

Обеспечим библиотеки России научными изданиями!

Марс с незапамятных времен называют "Красной
планетой". Яркий красный диск, висящий в ночном
небе в годы Великих противостояний, когда эта
планета максимально приближена к Земле, всегда
вызывал у людей какое-то тревожное чувство. Не
случайно еще вавилоняне, а потом древние греки и
древние римляне ассоциировали планету Марс с
богом войны Аресом или Марсом и верили в то, что
время Великих противостояний бывает связано с
наиболее жестокими войнами. Эта мрачная примета,
как ни странно, иногда сбывается и в наше время:
так, например, Великое противостояние Марса в 1940-1941 годах совпало с первыми годами
Второй мировой войны.


izbavitsya-ot-sernoy-probki02

Прежде чем изучить способы удаления накоплений в ушах, необходимо знать, что собой представляет сера. Нужно отметить, что ухо человека состоит из внутренней, средней и наружной частей, в которых существует много желез. Они и вырабатывают данный продукт. Без серы ухо неспособно нормально функционировать, потому что она задерживает пыль и бактерии, а также выводит из организма отмершие клетки и все, что вредно для человека. Перед тем как удалить серу, ознакомьтесь с самыми эффективными способами.


Комментарии к статье Круговорот всего в природе:
Загрузка...
loading...


2015 - 2016