Эволюция планеты Земля, возникновение жизни. Причины возникновения кислотных дождей

Размещено на http://www.allbest.ru/

Министерство образования и науки Российской Федерации

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования

Российский государственный торгово-экономический университет

Учебная дисциплина: Экология

Контрольная работа

Эволюция планеты Земля, возникновение жизни. Причины возникновения кислотных дождей

Выполнила:

студентка 1 курса

заочной формы обучения

по направлению «Торговое дело»

по профилю «Коммерция»

Гусева Е.Н.

Проверила:

Доц. Чеснокова Т.В.

Иваново 2011



План

экологический биосфера антропогенный природа

1. Эволюция планеты Земля, возникновение жизни

2. Первый глобальный кризис на Земле

3. Усложнение строения живых организмов, появление приматов и человека

4. Причины возникновения кислотных дождей. Последствия влияния на биосферу

Список используемой литературы



1. Эволюция планеты Земля, возникновение жизни

Впервые получить органические молекулы - аминокислоты - в лабораторных условиях, моделирующих те, что были на первобытной Земле, удалось американскому ученому Стэнли Миллеру в 1952 г. Тогда эти эксперименты стали сенсацией, и их автор получил всемирную известность. В настоящее время он продолжает заниматься исследованиями в области предбиотической (до возникновения жизни) химии в Калифорнийском университете. Установка, на которой был осуществлен первый эксперимент, представляла собой систему колб, в одной из которых можно было получить мощный электрический разряд при напряжении 100 000 В.

Миллер заполнил эту колбу природными газами - метаном, водородом и аммиаком, которые присутствовали в атмосфере первобытной Земли. В колбе, расположенной ниже, было небольшое количество воды, имитирующей океан. Электрический разряд по своей силе приближался к молнии, и Миллер ожидал, что под его действием образуются химические соединения, которые, попав затем в воду, прореагируют друг с другом и образуют более сложные молекулы.

Результат превзошел все ожидания. Выключив вечером установку и вернувшись на следующее утро, Миллер обнаружил, что вода в колбе приобрела желтоватую окраску. То, что образовалось, оказалось бульоном из аминокислот - строительных блоков белков. Таким образом этот эксперимент показал, как легко могли образоваться первичные ингредиенты живого. Всего-то и нужны были - смесь газов, маленький океан и небольшая молния.

Другие ученые склонны считать, что древняя атмосфера Земли отличалась от той, которую моделировал Миллер, и состояла, скорее всего, из углекислого газа и азота. Используя эту газовую смесь и экспериментальную установку Миллера, химики попытались получить органические соединения. Однако их концентрация в воде была такой ничтожной, как если бы растворили каплю пищевой краски в плавательном бассейне. Естественно, трудно себе представить, как могла возникнуть жизнь в таком разбавленном растворе.

Если действительно вклад земных процессов в создание запасов первичного органического вещества был столь незначителен, то откуда оно вообще взялось? Может быть, из космоса? Астероиды, кометы, метеориты и даже частицы межпланетной пыли могли нести на себе органические соединения, включая аминокислоты. Эти внеземные объекты могли обеспечить попадание в первичный океан или небольшой водоем достаточного для зарождения жизни количества органических соединений.

Последовательность и временной интервал событий, начиная от образования первичного органического вещества и кончая появлением жизни как таковой, остается и, наверное, навсегда останется загадкой, волнующей многих исследователей, равно как и вопрос, что. собственно, считать жизнью.

В настоящее время существует несколько научных определений жизни, но все они не точны. Одни из них настолько широки, что под них попадают такие неживые объекты, как огонь или кристаллы минералов. Другие - слишком узки, и в соответствии с ними мулы, не дающие потомства, не признаются живыми.

Одно из наиболее удачных определяет жизнь как самоподдерживающуюся химическую систему, способную вести себя в соответствии с законами дарвиновской эволюции. Это значит, что, во-первых, группа живых особей должна производить подобных себе потомков, которые наследуют признаки родителей. Во-вторых, в поколениях потомков должны проявляться последствия мутаций - генетических изменений, которые наследуются последующими поколениями и обуславливают популяционную изменчивость. И в-третьих, необходимо, чтобы действовала система естественного отбора, в результате которого одни особи получают преимущество перед другими и выживают в изменившихся условиях, давая потомство.

Какие же элементы системы были необходимы, чтобы у нее появились характеристики живого организма? Большое число биохимиков и молекулярных биологов считают, что необходимыми свойствами обладали молекулы РНК. РНК - рибонуклеиновые кислоты - это особенные молекулы. Одни из них могут реплицироваться, мутировать, таким образом, передавая информацию, и, следовательно, они могли участвовать в естественном отборе. Правда, они не способны сами катализировать процесс репликации, хотя ученые надеются, что в недалеком будущем будет найден фрагмент РНК с такой функцией. Другие молекулы РНК задействованы в “считывании” генетической информации и передаче ее на рибосомы, где происходит синтез белковых молекул, в котором принимают участие молекулы РНК третьего типа.

Таким образом, самая примитивная живая система могла быть представлена молекулами РНК, удваивающимися, подвергающимися мутациям и подверженными естественному отбору. В ходе эволюции на основе РНК возникли специализированные молекулы ДНК - хранители генетической информации - и не менее специализированные молекулы белка, взявшие на себя функции катализаторов синтеза всех известных в настоящее время биологических молекул.

В некий момент времени “живая система” из ДНК, РНК и белка нашла приют внутри мешочка, образованного липидной мембраной, и эта более защищенная от внешних воздействий структура послужила прототипом самых первых клеток, давших начало трем основным ветвям жизни, которые представлены в современном мире бактериями, археями и эукариотами. Что касается даты и последовательности появления таких первичных клеток, то это остается загадкой. Кроме того, по простым вероятностным оценкам для эволюционного перехода от органических молекул к первым организмам не хватает времени - первые простейшие организмы появились слишком внезапно.

В течение многих лет ученые полагали, что жизнь вряд ли могла возникнуть и развиваться в тот период, когда Земля постоянно подвергалась столкновениям с большими кометами и метеоритами, а завершился этот период примерно 3,8 млрд. лет тому назад. Однако недавно в самых древних на Земле осадочных породах, найденных в юго-западной части Гренландии, были обнаружены следы сложных клеточных структур, возраст которых составляет по крайней мере 3,86 млрд. лет. Значит, первые формы жизни могли возникнуть за миллионы лет до того, как прекратилась бомбардировка нашей планеты крупными космическими телами. Но тогда возможен и совсем другой сценарий.

Падавшие на Землю космические объекты могли сыграть центральную роль в возникновении жизни на нашей планете, так как, по мнению ряда исследователей, клетки, подобные бактериям, могли возникнуть на другой планете и затем уже попасть на Землю вместе с астероидами. Одно из свидетельств в пользу теории внеземного происхождения жизни было обнаружено внутри метеорита, по форме напоминающего картофелину и названного ALH84001. Первоначально этот метеорит был частичкой марсианской коры, которая затем была выброшена в космос в результате взрыва при столкновении огромного астероида с поверхностью Марса, происшедшего около 16 млн. лет назад. А 13 тыс. лет назад после длительного путешествия в пределах Солнечной системы этот осколок марсианской породы в виде метеорита приземлился в Антарктике, где и был недавно обнаружен. При детальном исследовании метеорита внутри него были обнаружены палочковидные структуры, напоминающие по форме окаменелые бактерии, что дало повод для бурных научных споров о возможности жизни в глубине марсианской коры. Разрешить эти споры удастся не ранее 2005 г., когда Национальное управление по аэронавтике и космическим исследованиям США осуществит программу полета на Марс межпланетного корабля для отбора проб марсианской коры и доставки образцов на Землю. И если ученым удастся доказать, что микроорганизмы когда-то населяли Марс, то о внеземном возникновении жизни и о возможности занесения жизни из Космоса можно будет говорить с большей долей уверенности. В настоящее время, да, наверное, и в будущем, наука не сможет дать ответ на вопрос, как выглядел самый первый организм, появившийся на Земле, - предок, от которого берут начало три основные ветви древа жизни. Одна из ветвей - эукариоты, клетки которых имеют оформленное ядро, содержащее генетический материал, и специализированные органеллы: митохондрии, вырабатывающие энергию, вакуоли и др. К эукариотным организмам относятся водоросли, грибы, растения, животные и человек.

Вторая ветвь - это бактерии - прокариотные (доядерные) одноклеточные организмы, не имеющие выраженного ядра и органелл. И наконец, третья ветвь - одноклеточные организмы, именуемые археями, или архебактериями, клетки которых имеют такое же строение, как и у прокариот, но совсем другую химическую структуру липидов.

Многие архебактерии способны выживать в крайне неблагоприятных экологических условиях. Некоторые из них являются термофилами и обитают только в горячих источниках с температурой 90 °С и даже выше, где другие организмы попросту погибли бы. Превосходно чувствуя себя в таких условиях, эти одноклеточные организмы потребляют железо и серусодержащие вещества, а также ряд химических соединений, токсичных для других форм жизни. По мнению ученых, найденные термофильные архебактерии являются крайне примитивными организмами и в эволюционном отношении - близкими родственниками самых древних форм жизни на Земле.

Интересно, что современные представители всех трех ветвей жизни, наиболее похожие на своих прародителей, и сегодня обитают в местах с высокой температурой. Исходя из этого, некоторые ученые склонны считать, что, вероятнее всего, жизнь возникла около 4 млрд. лет тому назад на дне океана вблизи горячих источников, извергающих потоки, богатые металлами и высокоэнергетическими веществами. Взаимодействуя друг с другом и с водой стерильного тогда океана, вступая в самые разнообразные химические реакции, эти соединения дали начало принципиально новым молекулам. Так, в течение десятков миллионов лет в этой “химической кухне” готовилось самое большое блюдо - жизнь. И вот около 4,5 млрд. лет тому назад на Земле появились одноклеточные организмы, одинокое существование которых продолжалось весь докембрийский период.

Всплеск эволюции, давший начало многоклеточным организмам, произошел гораздо позже, немногим более полумиллиарда лет назад. Хотя размеры микроорганизмов столь малы, что в одной капле воды могут поместиться миллиарды, масштабы проведенной ими работы грандиозны.

Полагают, что первоначально в земной атмосфере и Мировом океане не было свободного кислорода, и в этих условиях жили и развивались лишь анаэробные микроорганизмы. Особым шагом в эволюции живого было возникновение фотосинтезирующих бактерий, которые, используя энергию света, превращали углекислый газ в углеводные соединения, служащие пищей для других микроорганизмов. Если первые фотосинтетики выделяли метан или сероводород, то появившиеся однажды мутанты начали вырабатывать в процессе фотосинтеза кислород. По мере накопления кислорода в атмосфере и водах анаэробные бактерии, для которых он губителен, заняли бескислородные ниши.

В древних ископаемых остатках, найденных в Австралии, возраст которых исчисляется 3,46 млрд лет, были обнаружены структуры, которые считают останками цианобактерий - первых фотосинтезирующих микроорганизмов. О былом господстве анаэробных микроорганизмов и цианобактерий свидетельствуют строматолиты, встречающиеся в мелководных прибрежных акваториях не загрязненных соленых водоемов. По форме они напоминают большие валуны и представляют интересное сообщество микроорганизмов, живущее в известняковых или доломитовых породах, образовавшихся в результате их жизнедеятельности. На глубину нескольких сантиметров от поверхности строматолиты насыщены микроорганизмами: в самом верхнем слое обитают фотосинтезирующие цианобактерии, вырабатывающие кислород; глубже обнаруживаются бактерии, которые до определенной степени терпимы к кислороду и не нуждаются в свете; в нижнем слое присутствуют бактерии, которые могут жить только в отсутствие кислорода. Расположенные в разных слоях, эти микроорганизмы составляют систему, объединенную сложными взаимоотношениями между ними, в том числе пищевыми. За микробной пленкой обнаруживается порода, образующаяся в результате взаимодействия остатков отмерших микроорганизмов с растворенным в воде карбонатом кальция. Ученые считают, что когда на первобытной Земле еще не было континентов и лишь архипелаги вулканов возвышались над поверхностью океана, мелководье изобиловало строматолитами.

В результате жизнедеятельности фотосинтезирующих цианобактерий в океане появился кислород, а примерно через 1 млрд лет после этого он начал накапливаться в атмосфере. Сначала образовавшийся кислород взаимодействовал с растворенным в воде железом, что привело к появлению окислов железа, которые постепенно осаждались на дне. Так в течение миллионов лет с участием микроорганизмов возникли огромные залежи железной руды, из которой сегодня выплавляется сталь.

Затем, когда основное количество железа в океанах подверглось окислению и уже не могло связывать кислород, он в газообразном виде ушел в атмосферу.

После того как фотосинтезирующие цианобактерии создали из углекислого газа определенный запас богатого энергией органического вещества и обогатили земную атмосферу кислородом, возникли новые бактерии - аэробы, которые могут существовать только в присутствии кислорода. Кислород им необходим для окисления (сжигания) органических соединений, а значительная часть получаемой при этом энергии превращается в биологически доступную форму - аденозинтрифосфат (АТФ). Этот процесс энергетически очень выгоден: анаэробные бактерии при разложении одной молекулы глюкозы получают только 2 молекулы АТФ, а аэробные бактерии, использующие кислород, - 36 молекул АТФ.

С появлением достаточного для аэробного образа жизни количества кислорода дебютировали и эукариотные клетки, имеющие в отличие от бактерий ядро и такие органеллы, как митохондрии, лизосомы, а у водорослей и высших растений - хлоропласты, где совершаются фотосинтетические реакции. По поводу возникновения и развития эукариот существует интересная и вполне обоснованная гипотеза, высказанная почти 30 лет назад американским исследователем Л. Маргулисом. Согласно этой гипотезе митохондрии, выполняющие функции фабрик энергии в эукариотной клетке, - это аэробные бактерии, а хлоропласты растительных клеток, в которых происходит фотосинтез, - цианобактерии, поглощенные, вероятно, около 2 млрд лет назад примитивными амебами. В результате взаимовыгодных взаимодействий поглощенные бактерии стали внутренними симбионтами и образовали с поглотившей их клеткой устойчивую систему - эукариотную клетку.

Исследования ископаемых останков организмов в породах разного геологического возраста показали, что на протяжении сотен миллионов лет после возникновения эукариотные формы жизни были представлены микроскопическими шаровидными одноклеточными организмами, такими как дрожжи, а их эволюционное развитие протекало очень медленными темпами. Но немногим более 1 млрд. лет назад возникло множество новых видов эукариот, что обозначило резкий скачок в эволюции жизни.

Прежде всего, это было связано с появлением полового размножения. И если бактерии и одноклеточные эукариоты размножались, производя генетически идентичные копии самих себя и не нуждаясь в половом партнере, то половое размножение у более высокоорганизованных эукариотных организмов происходит следующим образом. Две гаплоидные, имеющие одинарный набор хромосом половые клетки родителей, сливаясь, образуют зиготу, имеющую двойной набор хромосом с генами обоих партнеров, что создает возможности для новых генных комбинаций. Возникновение полового размножения привело к появлению новых организмов, которые и вышли на арену эволюции.

Три четверти всего времени существования жизни на Земле она была представлена исключительно микроорганизмами, пока не произошел качественный скачок эволюции, приведший к появлению высокоорганизованных организмов, включая человека. Проследим основные вехи в истории жизни на Земле по нисходящей линии.

1,2 млрд. лет назад произошел взрыв эволюции, обусловленный появлением полового размножения и ознаменовавшийся появлением высокоорганизованных форм жизни - растений и животных.

В настоящее время, да, наверное, и в будущем, наука не сможет дать ответ на вопрос, как выглядел самый первый организм, появившийся на Земле, - предок, от которого берут начало три основные ветви древа жизни. Одна из ветвей - эукариоты, клетки которых имеют оформленное ядро, содержащее генетический материал, и специализированные органеллы: митохондрии, вырабатывающие энергию, вакуоли и др. К эукариотным организмам относятся водоросли, грибы, растения, животные и человек.

Образование новых вариаций в смешанном генотипе, возникающем при половом размножении, проявилось в виде биоразнообразия новых форм жизни.

2 млрд. лет назад появились сложноорганизованные эукариотные клетки, когда одноклеточные организмы усложнили свое строение за счет поглощения других прокариотных клеток. Одни из них - аэробные бактерии - превратились в митохондрии - энергетические станции кислородного дыхания. Другие - фотосинтетические бактерии - начали осуществлять фотосинтез внутри клетки-хозяина и стали хлоропластами в клетках водорослей и растений. Эукариотные клетки, имеющие эти органеллы и четко обособленное ядро, включающее генетический материал, составляют все современные сложные формы жизни - от плесневых грибов до человека.

3,9 млрд. лет назад появились одноклеточные организмы, которые, вероятно, выглядели, как современные бактерии, и архебактерии. Как древние, так и современные прокариотные клетки устроены относительно просто: они не имеют оформленного ядра и специализированных органелл, в их желеподобной цитоплазме располагаются макромолекулы ДНК - носители генетической информации, и рибосомы, на которых происходит синтез белка, а энергия производится на цитоплазматической мембране, окружающей клетку.

4 млрд. лет назад загадочным образом возникла РНК. Возможно, что она образовалась из появившихся на первобытной земле более простых органических молекул. Полагают, что древние молекулы РНК имели функции носителей генетической информации и белков-катализаторов, они были способны к репликации (самоудвоению), мутировали и подвергались естественному отбору. В современных клетках РНК не имеют или не проявляют этих свойств, но играют очень важную роль посредника в передаче генетической информации с ДНК на рибосомы, в которых происходит синтез белков.

2. Первый глобальный кризис на Земле

Экологическая проблема имеет многовековую историю, однако она обострилась со второй половины XIX столетия по мере индустриализации планеты. За последние 100 лет было уничтожено около 1/4 обрабатываемой земли и около 2/3 лесов нашей планеты. Каждое десятилетие в мире теряется 7% плодородных почв. В настоящее время ежегодно с полей выносится 26 млрд. т плодородного слоя. Кризисный характер проблема приобрела уже с конца 50-х - начала 60-х годов нашего столетия. Вот всего лишь несколько цифр, иллюстрирующих масштабы надвигающейся катастрофы. Каждые два года прибавляется 12 млн. га опустыненных земель. Интенсифицируется массовое сведение лесов на Планете; каждую секунду их площадь сокращается на полгектара, а каждые два года - на площадь, равную всей Финляндии. Наступление экологического кризиса идет высокими темпами во всех странах мира, на всех континентах.

Масштабы взаимодействия современного общества с природой оказались настолько велики, что возникла реальная угроза нарушения сбалансированности обмена между ними, привнесения серьезных изменений в этот обмен с нежелательными последствиями для человека и мирового развития.

По существу, обострение экологической проблемы означает переход на качественно новую зависимость населения мирового сообщества от оскудевающей окружающей природы в результате варварского воздействия на нее человеческой деятельности.

Развертывание экологического кризиса: основные направления

Традиционно главными направлениями обострения экологического кризиса называются следующие:

во-первых, вывод из землепользования растущих размеров (площадей) культивируемых земель в результате чрезмерного употребления химических удобрений, засоления почв, ветряной и водной эрозии и т.д.;

во-вторых, все большее химическое воздействие на продукты земледелия и животноводства, воду, среду обитания человека, уничтожение лесов и т.д. - все это, в конечном счете, влияет на жизнь и здоровье всех людей, не говоря о прямом уничтожении способности к воспроизводству природной среды;

в-третьих, растущий объем выброса в атмосферу Земли загрязнителей (сотни тысяч тонн окиси углерода, углеводородов, сернистого ангидрида и т.д.). Они уже сегодня помимо всего прочего ведут к постепенному уничтожению озонового защитного слоя вокруг атмосферы Земли с непредсказуемыми последствиями уже на ближайшую перспективу;

в-четвертых, стремительное наращивание отходов, превращение значительных земельных площадей в свалки различных промышленных отходов. В результате сокращаются полезные площади земли и расширяются территориальные очаги с повышенной опасностью для жизни людей;

в-пятых, особую опасность для жизни человека и природы представляет рост количества атомных электростанций. Приблизительный «сценарий» их возможного воздействия человечество получило в результате чернобыльской трагедии: смерть людей, омертвление городов, земель, лесов, воды, перенос по воздуху на тысячи километров особо опасных радиационных загрязнителей и их, выпадение в виде осадков на города и села.

Повлияли на ускорение экологического кризиса и так называемые локальные войны - во Вьетнаме, Кампучии, Лаосе, Афганистане, Африке, Центральной Америке. Оказались буквально выжженными огромные пространства джунглей, находившиеся веками нетронутыми. Это - тоже результат современной «цивилизации». Но не только непосредственные военные воздействия уничтожают природную среду. Тысячи военных кораблей проводят учения в Мировом океане, рассматривая его как некую «абсолютную среду», в которой можно как угодно экспериментировать, швыряя в его пучину бесчисленное количество различных снарядов, выливая миллионы тонн нефтепродуктов.

Сложную ткань атмосферы разрывают ракеты: все ли мы знаем о последствиях этих деяний человеческого разума? А более простые, прозаические процессы - безумная гонка вооружений, вовлечение в оборонно-промышленное производство металлов, химических продуктов, энергии, воды и т.д. В результате все меньшая их доля остается собственно для нужд самого человека. Трагедией предстает для цивилизации то обстоятельство, что правительства разных стран не в состоянии осознать необходимость рационального свертывания производства современного оружия и направления огромных ресурсов, выделяемых на эти цели, для решения задач мирного развития, создания новой технической цивилизации на базе экологически безопасного производства.

Уже сейчас в промышленной географии нашей планеты наблюдаются глубокие изменения. Происходит существенное перераспределение промышленных мощностей по мере того, как развивающиеся страны в ходе осуществления индустриализации обретают способность производить и сбывать на мировом рынке многие конкурентоспособные товары, ранее производившиеся главным образом в более развитых в промышленном отношении государствах: продукцию черной металлургии, автомобили, суда, электронную технику и даже летательные аппараты.

Промышленный рост в развивающихся странах приводит к возникновению таких экологических проблем, которые ранее считались болезнью лишь богатых стран. Центр тяжести одной из самых серьезных и острых в мире экологических проблем - загрязнения почвы, воды и воздуха - сместился на юг. Сегодня многие районы, которые относятся к числу наиболее загрязненных на земном шаре, находятся в развивающихся странах. В следующем столетии развивающийся мир с его огромным населением будет в основном урбанизирован и его городские районы будут испытывать такие нагрузки и столкнутся с такими проблемами, с которыми мы еще нигде и никогда не встречались.

Имеются весьма убедительные свидетельства того, что мировому сообществу серьезно угрожает опасность, связанная с переменой климата и обеднением озонного слоя в атмосфере из-за бездумного воздействия человека на окружающую среду в результате неконтролируемого экономического роста. Изменение климата вследствие накопления в атмосфере углекислого и других парниковых газов может оказаться наиболее значительным со времени появления человека на Земле. Средние температуры на Планете могут подняться к 2050 г., по различным оценкам специалистов, в пределах плюс 1,5-4,5 °С. Одно из возможных последствий - повышение уровня Мирового океана, которое, как высказались некоторые эксперты на конференции в Рио-де-Жанейро, уже к 2010 г. может составить от 1,4 до 2,2 м. Специальные исследования показали, что содержание углекислого газа в атмосфере по сравнению с 1860 г. увеличилось на 30%. Но особенно быстрыми темпами концентрация углекислого газа возрастает начиная с 1958 г. Основной источник накопления углекислого газа - энергетика, сжигание нефти, угля, леса и т.д. Большую обеспокоенность в мире вызывает и состояние озонового слоя в стратосфере, где зарегистрировано 2%-е уменьшение его содержания, а над Антарктидой площадь озоновой «дыры» уже вдвое больше размера территории США. Природные структуры и структуры, созданные человеком, от которых зависит будущее человечества, по своему охвату являются глобальными, и любое происшествие в какой-либо части из них в наше время может оказать влияние на всю их совокупность.

Экономика экологического кризиса

Следует отметить, что вообще нагрузки на природные ресурсы, окружающую среду и системы жизнеобеспечения людей, уже приведшие к столь глубокому обострению экологической ситуации в мире, неизбежно будут нарастать и дальше - это неизбежно. Это значит, что в самом центре причинно-следственной системы, от которой зависит будущее человечества, находятся взаимодействующие связи между окружающей средой и экономической деятельностью. Границы, в которых может сохраняться и процветать жизнь человека, устанавливаются пределами окружающей среды. Таким образом, окружающая среда и экономическое развитие непременно и тесно связаны между собой, и наше будущее зависит от того, насколько успешно мы будем учитывать эти связи.

Связи между окружающей средой и экономикой просматриваются во многих явлениях, к которым сейчас приковано наше внимание. Недавний голод в африканских странах к югу от Сахары стал, скорее, следствием серьезного ухудшения экологического и экономического положения, нежели результатом только лишь засухи, которая, несомненно, явилась катализатором бедствия.

Проблема экологической безопасности тесно связана с достижением экономической безопасности, утверждением равноправных экономических отношений, исключающих хищническую эксплуатацию природных ресурсов, экспорт загрязняющих производств и опасных отходов, - эта мысль подчеркивалась на Конференции ООН по окружающей среде и развитию в Рио-де-Жанейро, состоявшейся в 1992 г. Американский ученый Браун, директор Вашингтонского института всемирного наблюдения, подчеркивал в этой связи, что экстенсивное разрушение природных обеспечивающих систем и ухудшающиеся экологические условия представляют угрозу национальной и международной безопасности, которая сейчас соперничает с традиционной военной угрозой.

Здесь как раз требуются наиболее развитые формы международного сотрудничества на основе единых критериев, общепризнанных универсальных подходов. В этих целях необходимо придать динамизм существующим международным экологическим организациям и создать целый ряд новых. При этом ясно, что под них надо подвести соответствующую финансовую базу, возможно, наделить их определенными наднациональными правами в деле регулирования процессов охраны окружающей среды.

Пока что «экологические бюджеты» стран и международных организаций сравнительно невелики, не адекватны масштабам решаемых задач, хотя они и быстро возрастают. В 1970 г. на природоохранные мероприятия человечество затратило 40 млрд. долл., в 1980 г. - около 75 млрд., в 1990 г. - приблизительно 150 млрд., а в 2005 г. предполагается затратить около 250 млрд. долл. В об щем, хотя эти расходы и растут, но они несоизмеримы ни с грядущим экологическим кризисом, реально угрожающим человечеству, ни с совокупным оборонным бюджетом мирового сообщества, годовой объем которого прямо и непосредственно действует против сохранения жизни на Земле. Эти соотношения между оборонными и экологическими бюджетами необходимо уже в самом ближайшем будущем поменять местами.

Неконтролируемый характер развития экологического кризиса прямо обусловлен тем обстоятельством, что на природоохранные цели индустриальные страны расходуют 1-2% своего ВНП, не оказывают должной поддержки развивающимся странам, в то время как, по расчетам, стоимость ущерба, ежегодно причиняемого окружающей среде, составляет в среднем 4-6% стоимости их ВНП.

В нашей стране согласно принятой в 1995 г. программе «Экологическая безопасность России» утверждается, что примерно 100 млрд. руб. необходимо ежегодно вкладывать в восстановление экологических нарушений и предотвращение тотальной деградации природной среды. Но даже эта мизерная сумма, составляющая менее 1,3% от федерального бюджета, признается фактически нереальной.

Поэтому Конференция ООН в Рио-де-Жанейро в документе «Повестка дня на XXI век» в разделе, определяющем финансовые ресурсы и механизмы, необходимые для осуществления экологической программы, записала, что «все страны должны определить, как претворить «Повестку дня на XXI век» в национальную политику и программы». По оценкам Секретариата Конференции, среднегодовые расходы (1993-2000 гг.) только на осуществление в развивающихся странах мероприятий, содержащихся в «Повестке дня на XXI век» по решению экологических проблем должны составить свыше 600 млрд. долл. США.

Концепция «устойчивого развития»

Лишь обеспечение устойчивого, сбалансированного и контролируемого развития может реально гарантировать переход к новой эре необходимого и безопасного для мира экономического роста. Это означает, что при разработке экономической политики и в ходе ее осуществления в каждом секторе экономической жизни необходимо обеспечить гармоничное сочетание между экономикой и окружающей средой. В Декларации Конференции в Рио-де-Жанейро по окружающей среде и развитию, включающей в себя 27 рекомендательных принципов, раскрываются существо и цели реализации концепции устойчивого развития. Понятие устойчивого развития включает в себя следующее: признание того, что в центре внимания находятся люди, которые должны иметь право на здоровую и плодотворную жизнь в гармонии с природой;

охрана окружающей среды должна стать неотъемлемым компонентом процесса развития и не может рассматриваться в отрыве от него;

право на развитие должно реализоваться таким образом, чтобы в равной мере обеспечить удовлетворение потребностей в развитии и сохранении окружающей среды как нынешнего, так и будущих поколений;

уменьшение разрыва в уровне жизни народов мира, искоренение бедности и нищеты с учетом того обстоятельства, что сегодня на долю 3/4 населения Земли приходится лишь 1/7 часть мирового дохода. Подобный подход будет вести к массированному перемещению экономического роста в развивающиеся страны и регионы. Только путем удовлетворения огромных и все возрастающих потребностей населения развивающегося мира можно обеспечить возможности и перспективы перехода к новой эре стабильного, оптимального и сбалансированного экономического роста мировой экономики в целом.

3. Усложнение строения живых организмов, появление приматов и человека

-Ѓ@Глобальный Эволюционный Процесс (ГЭП) - есть процесс развития различных форм «живой материи» (т.е. видов живых организмов), которые «самовозникли» на основе «неживой материи».

-Ѓ@Новые, более сложные виды живых организмов постепенно:

*Ѓ@дополняли ранее существовавшие виды,

*Ѓ@вытесняли некоторые виды.

-Ѓ@Видовой состав биосферы неоднократно обновлялся,

Замечания:

-Ѓ@Таким образом, у материалистов процесс эволюции шёл «само-собой, как ступа с бабою-Ягой».

-Ѓ@Склонность науки к материализму (т.е. бездуховности) привела к тому, что учёными не рассматривалось происходившее в ходе эволюции усложнение информационной составляющей биологических видов. Что это означает? Рассматривалось усложнение строения живых организмов: беспозвоночные - рыбы - млекопитающие - приматы - человек. Но не рассматривалось усложнение поведения живых организмов. Ведь поведение комара в окружающем мире отличается от поведения обезьяны. А каково направление изменений поведения? Чем это вызвано? То есть материалистическая наука не рассматривала духовную (информационную) эволюцию биосферы, поскольку не признаёт объективного существования информации, и уж тем более - существования меры.

2.Ѓ@Библейский взгляд на эволюционный процесс.

-Ѓ@Библия нигде напрямую не говорит о ГЭП биосферы.

-Ѓ@Только в 1 главе книги «Бытие» даётся такой порядок появления живых организмов:

*Ѓ@Растения на суше.

*Ѓ@Пресмыкающиеся и птицы.

*Ѓ@Животные на суше.

*Ѓ@Человек.

Это совпадает с данными о последовательности возникновения типов и классов живых организмов. Замечания:

-Ѓ@Нет этапов появления:

*Ѓ@Бактерий.

*Ѓ@Водорослей.

*Ѓ@Моллюсков.

*Ѓ@Кишечнополостных.

*Ѓ@Насекомых.

-Ѓ@Ничего нет:

*Ѓ@об исчезновении одних видов,

*Ѓ@о появлении других видов.

Почему исчезли динозавры и мамонты? А это не пустяк, поскольку ответ на этот вопрос приводит к мысли о том, что были цивилизации и до нас.

-Ѓ@Ничего нет о вторичных воплощениях ранее живущих людей, хотя в той же Библии утверждается, что Иоанн Креститель был вторичным воплощением Илии Пророка.

4. Причины возникновения кислотных дождей. Последствия влияния на биосферу

Человек всегда использовал окружающую среду в основном как источник ресурсов, однако в течение очень длительного времени его деятельность не оказывала заметного влияния на биосферу. Лишь в конце прошлого столетия изменения биосферы под влиянием хозяйственной деятельности обратили на себя внимание ученых. В первой половине нынешнего века эти изменения нарастали и в настоящее время лавиной обрушились на человеческую цивилизацию. Стремясь к улучшению условий своей жизни, человек постоянно наращивает темпы материального производства, не задумываясь о последствиях. При таком подходе большая часть взятых от природы ресурсов возвращается ей в виде отходов, часто ядовитых или непригодных для утилизации. Это создает угрозу и существованию биосферы, и самого человека.

Среди весьма серьезных проблем экологического плана наибольшее беспокойство вызывает нарастающее загрязнение воздушного бассейна Земли примесями, имеющими антропогенную природу. Атмосферный воздух является основной средой деятельности биосферы, в том числе человека. В период промышленной и научно-технической революции увеличился объем эмиссии в атмосферу газов и аэрозолей антропогенного происхождения. По ориентировочным данным ежегодно в атмосферу поступают сотни миллионов тонн оксидов серы, азота, галогенопроизводных и других соединений. Основными источниками атмосферных загрязнений являются энергетические установки, в которых используется минеральное топливо, предприятия черной и цветной металлургии, химической и нефтехимической промышленности, авиационный и автомобильный транспорт.

1. Определение темы исследования.

Термином "кислотные дожди" называют все виды метеорологических осадков

- дождь, снег, град, туман, дождь со снегом, - рН которых меньше, чем среднее значение рН дождевой воды (средний рН для дождевой воды равняется 5.6). Выделяющиеся в процессе человеческой деятельности двуокись серы (SO2) и окислы азота (NОx) трансформируются в атмосфере земли в кислотообразующие частицы. Эти частицы вступают в реакцию с водой атмосферы, превращая ее в растворы кислот, которые и понижают рН дождевой воды. Впервые термин «кислотный дождь» был введен в 1872 году английским исследователем Ангусом Смитом. Его внимание привлек викторианский смог в Манчестере. И хотя ученые того времени отвергли теорию о существовании кислотных дождей, сегодня уже никто не сомневается, что кислотные дожди являются одной из причин гибели жизни в водоемах, лесов, урожаев, и растительности. Кроме того кислотные дожди разрушают здания и памятники культуры, трубопроводы, приводят в негодность автомобили, понижают плодородие почв и могут приводить к просачиванию токсичных металлов в водоносные слои почвы.

Вода обычного дождя тоже представляет собой слабокислый раствор. Это происходит вследствие того, что природные вещества атмосферы, такие как двуокись углерода (СО2), вступают в реакцию с дождевой водой. При этом образуется слабая угольная кислота (CO2 + H2O --> H2CO3). Тогда как в идеале рН дождевой воды равняется 5.6-5.7, в реальной жизни показатель кислотности (рН) дождевой воды в одной местности может отличаться от показателя кислотности дождевой воды в другой местности. Это, прежде всего, зависит от состава газов, содержащихся в атмосфере той или иной местности, таких как оксид серы и оксиды азота.

Кислотный дождь образуется в результате реакции между водой и такими загрязняющими веществами, как оксид серы (SO2) и различными оксидами азота (NOх). Эти вещества выбрасываются в атмосферу автомобильным транспортом, в результате деятельности металлургических предприятий и электростанций, а также при сжигании угля и древесины. Вступая в реакцию с водой атмосферы, они превращаются в растворы кислот - серной, сернистой, азотистой и азотной. Затем, вместе со снегом или дождем, они выпадают на землю.

Последствия выпадения кислотных дождей наблюдаются в США, Германии, Чехии, Словакии, Нидерландах, Швейцарии, Австралии, республиках бывшей Югославии и еще во многих странах земного шара.

Кислотный дождь оказывает отрицательное воздействие на водоемы - озера, реки, заливы, пруды - повышая их кислотность до такого уровня, что в них погибает флора и фауна. Водяные растения лучше всего растут в воде со значениями рН между 7 и 9.2. С увеличением кислотности (показатели рН удаляются влево от точки отсчета 7) водяные растения начинают погибать, лишая других животных водоема пищи. При кислотности рН 6 погибают пресноводные креветки. Когда кислотность повышается до рН 5.5, погибают донные бактерии, которые разлагают органические вещества и листья, и органический мусор начинает скапливаться на дне. Затем гибнет планктон - крошечное животное, которое составляет основу пищевой цепи водоема и питается веществами, образующимися при разложении бактериями органических веществ. Когда кислотность достигает рН 4.5, погибает вся рыба, большинство лягушек и насекомых.

Кислотный дождь наносит вред не только водной флоре и фауне. Он также уничтожает растительность на суше. Ученые считают, что хотя до сегодняшнего дня механизм до конца еще не изучен, сложная смесь загрязняющих веществ, включающая кислотные осадки, озон, и тяжелые металлы в совокупности приводят к деградации лесов.

2. Выделение блоков модели.

Имитационная модель возникновения кислотных дождей в атмосфере описывает различные источники выбросов соединений серы и азота в атмосферу, химические реакции, в результате которых в атмосфере образуются серная и азотная кислоты и влияние кислотных осадков на природные экосистемы и человека. Также рассматривается ряд мероприятий по снижению образования кислотных дождей в атмосфере.

На входе модели рассматриваются различные источники поступления окислов серы и азоты. Эти источники могут иметь как природное так и антропогенное происхождение. Вклад антропогенных источников в образование кислотных дождей во много раз превышает вклад природных источников. Поэтому необходимо применение мер по снижению именно антропогенных выбросов окислов серы и азота в атмосферу.

На выходе модели рассматриваются негативные явления, которые возникают в природных экосистемах при воздействии на них кислотных осадков.

На основе изучения процесса возникновения кислотных дождей в атмосфере были выделены следующие блоки модели.

Естественные источники

Естественные источники соединений серы. NOx

Атмосфера

Антропогенные источники соединений серы.

Антропогенные источники

NOx

Поступление в атмосферу соединений серы.

Виды соединений серы.

К наиболее важным соединениям серы, находящимся в атмосфере, относятся двуокись серы (оксид серы (IV)), оксисульфид (сероокись углерода), сероуглерод, сероводород и диметилсульфид. Последние четыре соединения вследствие сильного окислительного действия атмосферы легко превращаются в двуокись серы или в серную кислоту (сульфаты). Под влиянием деятельности человека более всего изменяется содержание двуокиси серы.

В сильно загрязненных районах уровень двуокиси серы может в 1000 и даже в десятки тысяч раз превысить естественную границу значений на суше и в океане. Концентрация других соединений серы, обычно образующихся из естественных источников, более или менее одинакова вблизи поверхности земли. Среди соединений серы, находящихся в твердом и жидком состоянии, принимаются в расчет только серная кислота и сульфаты (сульфат и гидросульфат аммония), а также морская соль.

Источники соединений серы.

Соединения серы, как мы уже упоминалось, частично попадают в атмосферу естественным путем, а частично антропогенным. Поверхность суши, как и поверхность океанов и морей, играет роль естественного источника. Обычно деятельность человека ограничивается сушей, поэтому мы можем учитывать загрязнение серой только на этой территории.



Список используемой литературы

1. Доклад о свинцовом загрязнении окружающей среды РФ и его влиянии на здоровье населения. // Зеленый мир. - 1997, № 5, 4-15.

2. Зигель Х., Зигель А. Некоторые вопросы токсичности металлов. - М.: Мир, 2000.

3. Корницкая В.М., Ростокинская Н.В. Кто остановит «меркурий».// Экология и жизнь. - 1999, № 1.

4. Пестициды. // Зеленый мир. - 2000, № 21-22.

5. Сенновская Т. Сад у дороги. Металлы полезные и вредные. // Наука и жизнь. - 2006, № 5.

6. Хотунцев Ю.Л. Человек, технологии, окружающая среда. - М.: Устойчивый мир, 2001.

7. Яблоков А.В. Ядовитая приправа. - М.: Мысль, 1990.

Размещено на Allbest.ru