Значение корней в жизни растения

Подземными называются воды, содержащиеся в земной коре. Они связаны с атмосферой и поверхностными водами и участвуют в круговороте воды на земном шаре. Подземные воды находятся не только под континентами, но и под океанами и морями.

Подземные воды образуются потому, что одни горные породы пропускают воду, а другие задерживают. Атмосферные осадки, выпадающие на поверхность Земли, просачиваются сквозь трещины, пустоты и поры водопроницаемых пород (торф, песок, гравий и др.), а водоупорные горные породы (глина, мергель, гранит и др.) задерживают воду.

Существует несколько  классификаций подземных вод  по происхождению, состоянию, химическому  составу и характеру залегания. Воды, которые после дождей или  таяния снега проникают в почву, смачивают её и накапливаются  в почвенном слое, называют почвенными. На первом от поверхности земли водоупорном  слое залегают грунтовые воды. Они  пополняются за счёт атмосферных  осадков, фильтрации вод водотоков  и водоёмов и конденсации водяного пара. Расстояние от земной поверхности  до уровня грунтовых вод называется глубиной залегания грунтовых вод. Она увеличивается во влажный  сезон, когда выпадает много осадков  или тают снега, и уменьшается  в сухой сезон.

Ниже грунтовых  могут располагаться несколько  слоев глубинных подземных вод, которые удерживаются водоупорными пластами. Нередко межпластовые воды становятся напорными. Это происходит, когда слои горных пород залегают в виде чаши и вода, заключённая  в них, находится под давлением. Такие подземные воды, именуемые  артезианскими, поднимаются вверх по пробуренной скважине и фонтанируют. Часто артезианские водоносные горизонты занимают значительную площадь, и тогда артезианские источники имеют высокий и довольно постоянный расход воды. Некоторые известные оазисы Северной Африки возникли у артезианских источников. По разломам в земной коре артезианские воды иногда поднимаются из водоносных горизонтов, а в период между сезонами дождей они нередко иссякают.

На поверхность  Земли подземные воды выходят  в оврагах, речных долинах в виде источников — родников или ключей. Они образуются там, где водоносный горизонт горных пород выходит на земную поверхность. Поскольку глубина  грунтовых вод меняется в зависимости  от сезона и количества осадков, источники  иногда внезапно исчезают, а иногда бьют ключом. Температура воды в  источниках может быть разной. Холодными  считаются источники с температурой воды до 20°C, тёплыми - с температурой от 20 до 37°C, а горячими, или термальными, — с температурой выше 37°C. Большинство  горячих источников встречаются  в вулканических областях, где  горизонты подземных вод нагреваются  от раскалённых горных пород и  расплавленной магмы, подходящей близко к земной поверхности.

Минеральные подземные  воды содержат много солей и газов  и, как правило, обладают целебными  свойствами.

Значение подземных  вод очень велико, их можно отнести  к числу полезных ископаемых наряду с углём, нефтью или железной рудой. Подземные воды питают реки и озёра, благодаря им реки не мелеют летом, когда выпадает мало дождей, и не пересыхают подо льдом. Человек широко использует подземные воды: их выкачивают из-под земли для водоснабжения жителей городов и деревень, для нужд промышленности и для орошения сельскохозяйственных угодий. Несмотря на огромные запасы, подземные воды возобновляются медленно, существует опасность их истощения и загрязнения бытовыми и промышленными стоками. Чрезмерный забор воды из глубинных горизонтов уменьшает питание рек в межень — период, когда уровень воды самый низкий.

2. Развитие, состав и строение атмосферы.

      Возможность жизни на любой планете зависит, прежде всего, от того, есть ли там атмосфера, т. е. воздушная оболочка. Только благодаря наличию атмосферы возникла и могла развиться жизнь на Земле. Это она словно куполом прикрыла Землю, с её растительным и животным миром, защищая от пагубного действия ультрафиолетовой и космической радиации, щедро посылаемых Солнцем и Вселенной, а также от всевозможных заряженных частиц, излучаемых космическим пространством. Пропуская лучи Солнца, атмосфера задерживает часть радиации, отражаемой земной поверхностью, а также излучаемой последней, как всяким нагретым телом. Это предохраняет Землю от охлаждения и резких колебаний температуры в течение суток.

        Без атмосферы наша планета  была бы такой же мертвой,  как и её спутница Луна. Освещённая  Солнцем поверхность Земли раскалялась  бы до губительного зноя, в  то время как на затемнённой её части господствовал бы леденящий холод. Вместо великолепной гаммы красок неба, рождаемой солнечным светом, проходящим через атмосферу, Землю окутывал бы бездонный мрак. На черном фоне такого неба Солнце и звезды сверкали бы одновременно немигающим светом. Солнце выглядело бы необычайно ярким шаром с резко очерчёнными краями, из которых вздымаются огненные языки протуберанцев.

 Атмосфера – воздушная  оболочка между земной корой  и космосом, является внешней  по отношению к главному источнику  энергии (солнечной). Атмосфера составляет  по массе одну миллионную часть  Земли, т. е. масса атмосферы  примерно равна 5,15 * 1015т.  
 
Атмосфера представляет собой физическую смесь газов, жидкости (капли воды), твёрдых веществ (пыль, снег, град), аэрозолей.

 
2. Состав атмосферы. 
Воздух – смесь газов, отличающаяся, за исключением водяных паров, постоянством химического состава. В сухом воздухе у земной поверхности содержится (% по объёму): азот – 78,08; кислород – 20,96; аргон – 0,93; углекислый газ – 0,03. Есть в воз- духе и другие газы (криптон, ксенон, неон, гелий, водород, йод, радон, метан и некоторые другие), но их содержание ничтожно – тысячные и миллионные доли процента. Таким образом, хими- ческий состав воздуха, состоящего более чем на 3/4 из азота, резко отличен от земной коры, бедной азотом. 
 
Пять основных компонентов воздушной тропосферы – азот, кислород, аргон, углекислый газ, водяной пар – различны по своим свойствам, а отсюда – и функциональной роли в географической оболочке. Один из них – аргон – принадлежит к группе инертных газов и не оказывает сколько-нибудь заметного влияния на процессы, протекающие в географической оболочке. 
 
Азот, самый распространённый газ в воздушной тропосфере, химически мало активен. Являясь составной частью белков и их производных, он, тем не менее, усваивается большинством живых организмов не непосредственно из воздуха, а посредством азот-фиксирующих бактерий и водорослей.  
 
Кислород, в отличие от азота, химически очень активный эле- мент. И наличие большой массы свободного (несвязанного) кислорода в современной атмосфере представляется парадоксаль- ным явлением. Парадокс этот находит объяснение в захоронении органического углерода в процессе фотосинтеза растений. Атмосфера питает кислородом воды океанов, озёр и рек. Специфическая функция кислорода – окисление органического вещества гетеротрофных организмов, горных пород и недоокис- лённых газов, выбрасываемых в атмосферу вулканами. Без кислорода не было бы разложения мёртвого органического вещества. 
 
Подсчёты показывают, что в результате фотосинтеза в атмо- сферу ежегодно поступает 20 * 1016г. кислорода. При общем его содержании в атмосфере 1,2 * 1021 г. время одного оборота массы О2 в атмосфере равно примерно 6 тыс. лет. 
 
^ Углекислого газа в атмосфере немного, но его роль в функци- онировании географической оболочки исключительно велика. Он представляет основной строительный материал для создания органического вещества при фотосинтезе: 
 
6СО2 + 6Н2О + Энергия = С6Н12О6 + О2. 
 
В процессе фотосинтеза используется углекислый газ не только атмосферы, но и океана. При деструкции органического вещества большая часть углекислого газа, затраченного на его создание, возвращается обратно в атмосферу и гидросферу. Меньшая часть его захороняется в земной коре в виде каменного угля, нефти, горючих газов и рассеянного органического вещества. Возникаю- щий дисбаланс углекислого газа в атмосфере исправляется выносом его из недр Земли вулканами. 
 
Значение углекислого газа атмосферы для географической обо- лочки не ограничивается его участием в создании органического вещества. Важные последствия имеет свойство углекислого газа пропускать коротковолновую солнечную радиацию и поглощать часть теплового длинноволнового излучения, что создаёт так на- зываемый парниковый эффект, выраженный в повышении температуры воздуха вблизи поверхности Земли. 
 
В нижних 20 км. содержится водяной пар. В отличие от других газов содержание водяного пара во влажном воздухе не постоянно и зависит от температуры воздуха и характера подстилающей поверхности. Его содержание у земной поверхности колеблется в среднем от 0,2% в полярных широтах до 2,5% в экваториальных. 
 
При оценке водяного пара следует иметь в виду, что он:

1. поддерживает парниковый эффект, так как задерживает длинно- волновое тепловое излучение земной поверхности;
2. представляет основное звено больших и малых круговоротов влаги;
3. влияет на климат, повышая температуру воздуха при конденсации водяных паров.

 
Соотношение газов в сухом воздухе  в тропосфере почти не изменяется с высотой. Что касается водяного пара, то его процентное содержание с высотой уменьшается. 
 
На высоте 20 – 30 км. («озоновая завеса») расположен слой озона (О3). Озон образуется под действием ультрафиолетовых лучей Солнца, и хотя общее количество его незначительно, играет важную роль в атмосфере. Озон обладает способностью поглощать ультрафиолетовую радиацию Солнца и тем самым предохраняет животный и растительный мир от её губительного действия.

В воздухе  тропосферы всегда присутствует примесь аэрозолей – мельчайших жидких и твёрдых частиц, находящихся во взвешенном состоянии. Это:

пыль земного  и космического прохождения, микрометеориты,

метеориты и  продукты их сгорания – Al, Fe, Ni (14 * 10⁶ т/год);

твёрдые частицы  дыма и пепла от лесных пожаров, сжигания топлива, извержения вулканов – C, S;

частицы почвы  и продукты выветривания горных пород  – Si, Al;

морская соль – NaCl, KCl, CaCl2, MgCl2;

частицы органического  происхождения – бактерии, микро- организмы (770 – 2200 Мт/год);

выбросы цементного производства – Са;

выбросы химических, металлургических производств – S, Pb, фенолы, хлорфторметаны, фреоны, CF2Cl2, CCl4.

В среднем  над каждым квадратным сантиметром  в воздухе «висит» 10⁸ – 10⁹ аэрозольных частиц. Особенно много их в городах и крупных промышленных центрах, где к аэрозолям добавляются выбросы в атмосферу вредных газов, их примесей, образующихся при сжигании топлива. Общее их содержание 250 – 450 Мт/год или 1,5 – 2,0 кг/м² год.

Та или иная концентрация аэрозолей в атмосфере определяет её прозрачность, что сказывается  на солнечной радиации, достигающей  поверхности Земли. Наиболее крупные  аэрозоли – ядра конденсации – способствуют превращению водяного пара в водяные капли. 
 
3. Строение атмосферы. 
 
Атмосфера простирается вверх на много сотен километров. Верхняя её граница, на высоте около 2000 – 3000 км, в известной мере условна, так как газы, её составляющие, постепенно разре- жаясь, переходят в мировое пространство. С высотой меняются химический состав атмосферы, давление, плотность, температура и другие её физические свойства. Химический состав воздуха до высоты 100 км. существенно не меняется. Несколько выше атмосфера также состоит главным образом из азота и кислорода. Но на высотах 100 – 110 км., под действием ультрафиолетовой радиации солнца, молекулы кислорода расщепляются на атомы и появляется атомарный кислород. Выше 110 – 120 км. кислород почти весь становится атомарным. Предполагается, что выше 400 – 500 км. газы, составляющие атмосферу, также находится в атомар- ном состоянии. 
 
Давление и плотность воздуха с высотой быстро уменьшаются. Хотя атмосфера простирается вверх на сотни километров, основная масса её размещается в довольно тонком слое, прилегающем к поверхности земли в самых нижних её частях. Так, в слое между уровнем моря и высотами 5 – 6 км. сосредоточена половина массы атмосферы, в слое 0 – 16 км. – 90%, а в слое 0 – 30 км. – 99%. Такое же быстрое уменьшение массы воздуха происходит выше 30 км. Если вес 1 м³ воздуха у поверхности земли равен 1033 г., то на высоте 20 км. он равен 43 г., а на высоте 40 км. лишь 4 г.  
 
На высоте 300 – 400 км. и выше воздух настолько разрежён, что в течение суток плотность его изменяется во много раз. Иссле-дования показали, что это изменение плотности связано с положе- нием Солнца. Наибольшая плотность воздуха около полудня, наименьшая – ночью. Объясняется это отчасти тем, что верхние слои атмосферы реагируют на изменение электромагнитного излу- чения Солнца. 
 
Изменение температуры воздуха с высотой происходит также неодинаково. По характеру изменения температуры с высотой атмосфера делится на несколько сфер, между которыми располагаются переходные слои, так называемые паузы, где температура с высотой мало изменяется. 
 
В таблице приведены наименования и главные характеристики сфер и переходных слоёв: