Принцип неравновесной динамики Пригожина-Онсагера

Принцип, сутью которого является следующее: неравновесность есть то, что порождает «порядок из хаоса». Общий принцип для открытых систем.

Принцип Реди

Все живое происходит только от живого.

Биогеохимические принципы Вернадского

Первый принцип. «Биогенная миграция атомов химических элементов в биосфере всегда стремится к максимальному своему проявлению».

Второй принцип. «Эволюция в ходе геологического времени, приводящая к созданию форм жизни, устойчивых в биосфере, идет в направлении, увеличивающем биогенную миграцию атомов биосферы».

Третий принцип. «В течение всего геологического времени … заселение планеты должно было быть максимально возможное для всего живого вещества, которое тогда существовало».

Биогеохимические принципы Вернадского направлены на увеличение КПД биосферы в целом.

Правило биологического усиления

Накопление живыми организмами ряда химически стабильных веществ (пестициды, радионуклиды и др.) приводит к усилению их действия по мере прохождения в биологических циклах и пищевых (трофических) цепях.

Правило «трех третей»

Стратегическое соотношение условий для экологии человека (на глобальном, региональном и локальных уровнях): треть территории должна быть занята заповедной дикой природой, треть – ограниченное хозяйственное использование с сохранением естественного ландшафта, треть – подвергаться окультуриванию (дороги, города, агроэкосистемы и др.).

 

Правило 1%

Изменение энергии природной экосистемы в среднем на 1% (от 0,3 до 1%) выводит экосистему из состояния равновесия.

Вывод: относительно безопасный уровень потребления ресурсов биосферы не должен превышать 1%.

5. Оболочки планеты: состав, основные процессы.

Атмосфера

Атмосфера – газообразная (газовая) оболочка планет. Атмосфера Земли состоит из смеси газов, водяных паров и мелких частиц твердых веществ. Основа атмосферы – воздух, представляющий собой смесь газов, в первую очередь азота, кислорода, аргона и углекислого газа.

Атмосфера Земли уникальна по содержанию в ней различных газов, в том числе инертных. Главными составляющими частями верхних слоев атмосферы являются H₂ и He, а также их ионы. Атмосфера Земли имеет массу ~ 5,15٠10¹⁵т.

По характеру изменений температуры с ростом высоты различают несколько сфер, разделенных узкими переходными зонами, называемыми паузами.

 

 

 

Тропосфера – нижний, примыкающий к Земле слой. Характеризуется средним вертикальным градиентом температуры 6 град/км.

Стратосфера – слой, следующий после тропосферы. Здесь температура остается примерно постоянной до высоты 25 км, а затем постепенно возрастает почти до0°С на нижней границе стратопаузы (около 55 км).

Мезосфера – слой, расположенный выше стратосферы. Характеризуется новым понижением температуры в среднем примерно до-100°С на высоте около80 км.

Термосфера – слой, находящийся выше мезосферы. В термосфере кинетическая температура постепенно возрастает с высотой.

Ионосфера – слой атмосферы от~60 до500 км.

Гидросфера

Гидросфера – водная оболочка Земли, совокупность океанов, морей, водных объектов суши (реки, озера, болота водохранилища), подземных вод, включая запасы воды в твердой фазе (ледники, снежный покров); одна из геологических оболочек нашей планеты. Гидросфера Земли представляет собой единую водную оболочку, основным компонентом которой является химическое соединение H₂O. Гидросфера – это глобальная открытая система, а вода в ней – самое распространенное на Земле вещество.

Вода – единственное химическое соединение, которое в природных условиях существует в виде жидкости, твердого вещества (лед) и газа (пары воды). H₂O – соединение с ковалентным типом химической связи.

Вода представляет собой бесцветную прозрачную жидкость, без запаха, обладающую рядом аномальных физико-химических свойств:

– высоким поверхностным натяжением и зависящим от него значительным капиллярным поднятием, что обеспечивает питание растений по корневым системам;

– высокими температурами замерзания и кипения;

– удельные энтальпии испарения и плавления H₂O (в расчете на 1г) выше, чем у большинства веществ;

– плотность воды в жидком состоянии больше плотности льда, поэтому лед плавает на поверхности воды, и природные водоемы не промерзают до дна.

Эти аномальные свойства воды объясняются существованием в ней водородных связей, которые связывают молекулы H₂O в газообразном, жидком и в твердом состояниях.

Природная вода

Природная вода – это раствор многих веществ, в том числе солей, газов, а также веществ органического происхождения, некоторые из них находятся во взвешенном состоянии. В большинстве случаев природная вода имеет атмосферное происхождение (дождевая вода), реже – глубинное (конденсация паров, поднимающихся из недр Земли)

 

Литосфера

Литосфера – твердая оболочка Земли, включает земную кору и часть верхней мантии планеты, имеет толщину от 50 до 75 км на континентах и 5-10 км ниже дна океана. Верхние слои литосферы (2-3 км, а по некоторым данным – до 8,5 км) иногда называют литобиосферой. В этой части литосферы существуют или способны существовать живые организмы или жизнеспособные системы, в основном особые виды анаэробных бактерий.

Одно из отличий литосферы от других объектов окружающего нас мира заключается в том, что она является постоянным местом обитания человека, а поэтому в наибольшей степени подвержена антропогенному воздействию (с учетом эксплуатации поверхностного слоя и недр Земли). При этом максимальному загрязнению и разрушению подвергается почва – самый верхний слой литосферы.