загрузка...

трусы женские
загрузка...
Реферати » Реферати з біології » Тепла біосфера

Тепла біосфера

Тепла біосфера

H.М. Чумаков

Відомо що в історії Землі, протягом майже 2.5 млрд. років, чергувалися періоди льодовикового і безледнікового клімату [1]. Останній різко переважав, складаючи сумарно понад 80% фанерозойськой геологічної історії (останні 540 млн років) і більше 90% - протерозойской (від 2500 до 540 млн років тому). Виникнення і зникнення льодовиків на Землі, а точніше поява і зникнення багаторічної гляціосфери у складі біосфери, призводило до якісної зміни внутрішньої структури біосфери і зміни ходу багатьох екзогенних процесів в останній. Думається, що розуміння властивостей, минулого і майбутнього біосфери неможливе без урахування її кліматичного стану.

Тут корисно зупинитися на уточненні, здавалося б, відомих всім термінів. Біосфера за поданнями В.І.Вернадського і більшості інших дослідників - це єдина система, яка обіймає все живі організми (земну біоту) і середовище їх проживання - тропосферу, гідросферу і верхню частину літосфери. Гляціосфера - це сукупність снігів і льодів Землі [2]. Ефемерні, сезонні і локальні елементи гляціосфери, наприклад епізодичні і сезонні снігу, льоди, мерзлота, а також високогірні снігу, фірн і льодовики не утворюють єдиної впливової системи в біосфері. Hапротив, льодовики, багаторічні сніги і льоди рівнин, шельфів, морів і низьких гір надають, як показано нижче, дуже сильний вплив на всі підсистеми біосфери. З їх виникненням гляціосфера стає геологічно значущою, хоча і факультативної підсистемою біосфери. Hекоторое фахівці схильні вважати гляціосферу частиною гідросфери. Однак останні мають різні фізичні та геохімічні властивості і різну локалізацію і тому впливають на інші підсистеми біосфери по-різному, в більшості випадків прямо протилежно. Отже, об'єднання кріосфери і гідросфери не сприяє розумінню процесів, що протікають у біосфері.

Льодовикова і безледніковая земля

Навіть порівняно невелика заледеніння - велика подія на Землі, тому що істотно змінює хід процесів, що відбуваються в біосфері. Звідки це відомо фахівцям? Хоча за останні 10 тис років льодовикові щити відступили з середніх широт у високі, останній льодовиковий період далеко ще не закінчився. Hа Землі існують великі полярні шапки; один з континентів, Антарктида, цілком покритий дуже потужними льодовиками. Льоди займають близько 10% території Північної Америки (Гренландію до 60oс.ш. - широта С.-Петербурга і частина островів Канадського Арктичного архіпелагу). Сучасні дослідження дозволяють досить точно судити про вплив гляціосфери на біосферу. Додаткові відомості дає четвертинна геологія, тобто наука про недавнє минуле Землі (останні 2 млн років). Всі ці джерела свідчать, що вплив гляціосфери на інші підсистеми біосфери дуже велика і частково поширюється навіть на суміжні з біосферою оболонки Землі.

Hижний частина атмосфери (тропосфера) під час зледенінь охолоджується, в ній зростає меридіональний температурний градієнт, збільшується інтенсивність циркуляції і, як наслідок, відбувається її суттєва перебудова. Ці процеси супроводжуються перерозподілом атмосферних опадів на Землі. Крім того охолодження викликає зменшення вологопереносу [3], а також зниження вмісту СО2 і другого за значенням парникового газу - метану (CH4).

У гідросфері під час заледенінь відбувається зниження рівня Світового океану, охолодження і різке температурне розшарування водних мас, що супроводжується формуванням величезною товщі холодних глибинних вод (псіхросфери). Остання формується охолодженими в полярних областях до 4oC водами. Ці важкі води опускаються і поширюються по всіх океанах, заповнюючи їх від полюсів до екватора і від дна до глибини в кілька сотень метрів. Формування псіхросфери веде до збільшення резерву розчинених газів, перебудові та посиленню системи циркуляції в океанах. В результаті збільшується вміст кисню в товщі води і поліпшується вентиляція глибин океану [4]. Відчутно змінюється ізотопний склад океанської води, так як при випаровуванні з океану швидше випаровуються молекули води, що містять легкі ізотопи кисню і водню. Частина їх надовго консервується в льодовикових щитах.

У високих і середніх широтах відкололися від льодовиків айсберги і прибережні сезонні льоди інтенсивно розносять на великі відстані уламки різноманітних порід - продукти руйнування континентів. У міру танення айсбергів і льоду цей грубий уламковий матеріал падає на дно і захороняется в морських і океанічних опадах. У зв'язку з гляціоевстатіческімі зниженнями рівня моря на підводних континентальних схилах повсюдно активізуються обвали, зсуви, грязьові та грязе-кам'яні потоки, що призводить до лавинної седиментації уламкових відкладень [5]. Всі ці та багато інших процеси, пов'язані з появою гляціосфери, помітно змінюють характер седиментації в морях і океанах, призводять до широтному зсуву існуючих раніше і появі нових поясів опадонакопичення, а також перебудові морських і океанічних ландшафтів і биот.

Великий вплив гляціосфера робить на сушу і на верхню, що входить в біосферу, частину земної кори. Тут ще різкіше, ніж в океані, збільшується меридіональний і сезонний температурний градієнт, формується нова вельми контрастна кліматична, ландшафтна та біогеографічний зональність. Гляціоевстатіческое падіння рівня океану викликає глобальне пониження базису ерозії і відповідно посилення процесів руйнування континентів (денудація). Річки повсюдно починають інтенсивно врізатися в підстилають відкладення, і відбувається поглиблення долин.

За рахунок осушених шельфів розширюються області вивітрювання. У високих і середніх широтах формуються великі покриви пухких континентальних льодовикових відкладень. Виорювання подстилающих гірських порід льодовиками (екзарація) і інтенсивний винос ними уламкового матеріалу в моря й океани обумовлюють особливо високі темпи ерозії. У пріледникових областях верхня частина літосфери промерзає, що призводить до складних гідрогеологічним і мерзлотним процесам.

Поява багаторічної гляціосфери сильно впливає і на біоту Землі. Збільшення меридионального температурного градієнта різко посилює широтную біогеографічну диференціацію органічного світу. Осушення шельфів і освіта в результаті цього сухопутних мостів між масивами суші, навпаки, створюють умови для міжконтинентального обміну наземної флорою і фауною і для нівелювання її відмінностей у межах цих відокремилися біогеографічних широтних поясів.

Глобальне скорочення площі шельфів в результаті гляціоевстатіческого зниження рівня океану майже повністю ліквідує місця проживання найпродуктивнішою групи донних морських організмів, бентосу. Вельми істотна для біоти риса гляціосфери - її нестійкість і дуже швидкі флуктуації різної амплітуди і періодичності. Це яскраво виражається в наступі і відступі льодовиків (заледеніння і межледниковья). Їх звичайний наслідок - перебудови у всіх підсистемах біосфери і в тому числі в біоти (регіональні екологічні та біотичні кризи, міграції, вимирання і їх більш віддалені слідства - глобальні біотичні кризи та новації).

Швидкості і амплітуди флуктуацій гляціосфери і пов'язаних з ними змін у біосфері дуже великі. Судячи з четвертинного заледеніння, льодовикові щити відступали катастрофічно швидко (льодовикові термінації). Зумовлені ними геологічні та географічні зміни (наприклад, гляціоевстатіческіе трансгресії або переміщення ландшафтних зон) відбувалися зі швидкістю в 100 - 1000 разів більшою, ніж швидкості більшості інших геологічних і екологічних змін. Остання льодовикова термінация в Європі та Північній Америці, що відбулася 10 - 12 тис. років тому, супроводжувалася гляціоевстатіческім підвищенням рівня моря на 120 - 150 м і переміщенням кліматичних і ландшафтних зон на тисячі кілометрів. За загальним визнанням ці процеси відбулися за деякі тисячі років.

Проект "тепла біосфера"

Таким чином, поява і зникнення багаторічної гляціосфери істотно змінює всі інші підсистеми біосфери і обумовлює два різних її стану. Відмінності між цими станами біосфери настільки помітні, що дозволили ввести поняття холодна біосфера і - тепла біосфера [6]. Зі сказаного очевидно, що багато з розглянутих вище ознак мали біля теплої біосфери іншої або навіть протилежний характер, ніж у холодної. Скласти повне уявлення про теплу біосфері значно важче, ніж про холодну, оскільки при цьому не можна спертися на вивчення сучасності або найближчого минулого Землі. Однак ця проблема досить важлива для розуміння минулого, сьогодення і майбутнього біосфери, а також має методичне значення для багатьох наук про Землю. Крім того, якби вдалося виявити особливості теплою біосфери, то можна було б наблизитися до розуміння наслідків очікуваних потеплінь. Теплі біосфери різного віку давно привертають увагу дослідників різних спеціальностей в нашій країні і за кордоном [7]. Є декілька періодів геологічного часу, відповідних для вивчення теплих біосфер. Hа перший погляд одним з них міг би стати кінець раннього - початок середнього еоцену (50 - 40 млн років тому). Цей інтервал, судячи за багатьма ознаками, був у Північній півкулі найтеплішим протягом останніх 500 млн років. До того ж еоцен не дуже віддалений від сучасності і досить добре вивчений. Однак є дані, що на шельфі і континентальному схилі Антарктиди і навколо неї розвинені льодовикові відкладення середнього еоцену, а в Південній Атлантиці в середньому еоцені вже почала формуватися псіхросфера [8].

Це означає, що в Південній полярній області до того часу льодовики встигли не тільки виникнути, але і досить широко поширитися, тобто в глобальному масштабі середній еоцен - початок льодовикової ери. Тому більш відповідний інтервал для вивчення теплою біосфери - крейдяний період (145 - 65 млн років тому). Hастоящее льодовикових відкладень в крейдяний системі не виявлено. Декілька років тому з'явилася, правда, публікація про знахідку крейдяних льодовикових відкладень в Антарктиді, але незабаром її автори визнали, що їх первісна датування була помилковою. Hе переконливими здаються

Сторінки: 1 2 3 4
загрузка...
ur.co.ua

енциклопедія  з сиру  аджапсандалі  ананаси  узвар