Природные ресурсы

   Влияние  современного антропогенеза  на здоровье человека

   Антропогенез - процесс выделения человека из мира животных - прошел, по мнению большинства исследователей, три основные стадии:

   1.    время последовательного существования антропоидных предков

   человека,

   2.    древнейших людей (архантропов) и

   3.   современных людей (неоантропов).

   Все люди, населяющие Землю в настоящее  время, принадлежат к виду Homo sapiens (homo-÷человек, sapiens-разумный). Наиболее важные признаки Homo sapiens-вертикальное положение тела и хождение на двух ногах, очень хорошо развитый головной мозг и гибкие кисти рук. Совокупность этих признаков дает человеку возможность использовать окружающую среду для того, чтобы кормить и одевать всю свою многочисленную популяцию и создавать поразительные цивилизации. Однако бесцеремонное и нередко враждебное обращение со всеми видами живых существ (в том числе и с человеком) стало оборачиваться против нас

самих. Мы с запозданием начинаем понимать, что наша планета представляет собой закрытую экосистему с ограниченным пространством и ограниченными запасами энергии и что мы потребляем и уничтожаем ее ресурсы быстрее, чем природа способна восстанавливать их. По мнению некоторых ученых, мы просто играем в природе ту роль, которая нам предначертана и которой мы не можем избежать: изменяем среду до такой степени, что она уже не в состоянии обеспечивать наше существование, и прокладываем путь другим видам (возможно, некоторым насекомым), которые в один прекрасный день завладеют Землей. По мнению других, мы сумеем разрешить наши экологические проблемы, так же как мы справились со столь многими другими проблемами.

Рост  численности популяции человека в конечном счете лежит в основе большинства других наших экологических проблем. Демографический взрыв начался еще тогда, когда первобытные племена стали добывать пищу не охотой и собирательством, а возделыванием земли - перемена, оказавшая глубочайшее воздействие на историю человечества. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

   Особенности природы и техногенного воздействия в  зоне контакта океана с дном

   Срединно-океанические хребты, а точнее, рифтовые разломы, образующиеся в результате расхождения литосферных плит, занимают ключевое положение в геохимии океана. Здесь на глубине около 4000 м при давлении 400 атм происходит постоянный контакт расплавленной магмы с холодными придонными водами. Срединно-океанические хребты – это мощные химические реакторы, где во взаимодействие вступают атомы всех известных находящихся в земной коре элементов. О масштабах геохимических процессов можно судить по тому, что протяженность этого “реактора” около 800 тыс. км, а весь объем океанической воды проходит через него в течение 3 млн лет.

   Глубокие  трещины – рифты можно сравнить с ранами в тонкой земной коре, через которые сочатся вязкие потоки лавы. Застывая в холодной воде, они превращаются в причудливые нагромождения.

Холодная придонная вода (ее температура даже в тропических широтах едва превышает 0̊ С ), проходя сквозь пористые вулканические породы в недра, нагревается, растворяет содержащиеся в горных породах металлы и обогащается вулканическими газами.

Горячая вода под большим давлением устремляется вверх и выбрасывается в виде подводных гейзеров (гидротерм), температура которых достигает 300-400 °С. Благодаря высокому содержанию сульфидов металлов, вода гейзеров окрашена в черный цвет. Она похожа на черный дым. Поэтому глубоководные рифтовые гейзеры окрестили “черными курильщиками”.

Гидротермы  напоминают промышленный ландшафт с  лесом труб металлургических и химических заводов, из которых валит ядовитый дым. Такая картина на суше стала символом экологической катастрофы. Однако в глубинах океана именно гидротермы в условиях полного мрака и холода служат животворными источниками, создающими оазисы жизни.

Вблизи  горячих источников кишат бесчисленные черви и червеобразные существа – вестиментиферы; лежат “морские огурцы” (кукумарии), ползают крабы, кружат рои креветок. Скалы облеплены крупными, величиной с большую тарелку, двустворчатыми моллюсками Ключ к разгадке тайны богатой органической жизни находится в высоких концентрациях в водах гидротерм сероводорода и метана. Миллиарды хемосинтезирующих бактерий питаются этими ядовитыми соединениями. Высокая биологическая продуктивность обусловлена прежде всего симбиозом животных с хемосинтезирующими бактериями. Такой способ питания дает ряд преимуществ: бактерии, наполняющие ткани животных и синтезирующие органические соединения, вводят питательные вещества непосредственно в

клетки. Когда горячий источник иссякает (он существует несколько десятков лет), ледяные, погруженные в вечный мрак глубины вновь становятся безжизненными.

С “черными курильщиками” связано формирование обширного класса рудных гидротермальных месторождений. Поднимаясь из недр, гидротермы насыщаются не только метаном, сероводородом, но и сернистыми соединениями металлов, главнейшими из которых являются железо, цинк, медь, молибден, серебро, свинец, кобальт, марганец, ванадий, мышьяк и др. По сути дела, “дым” – это настоящая жидкая руда.

При контакте гидротермальных растворов с холодной придонной водой происходят интенсивные геохимические реакции, в результате которых многие минералы выпадают в осадок. В итоге гидротермальный источник обрастает осадочными породами, образующими гигантские конусы высотой с 20-этажный дом (до 50-70 м). Отложения гидротерм представляют собой весьма богатые полиметаллические руды. Итак, дно океана – это мощный геохимический фильтр, связывающий тяжелые металлы, поступающие из недр. Инженеры пытаются решить вопрос о промышленной разработке металлоносных осадков. Возникает опасение, что такого рода деятельность нарушит работу геохимического фильтра, и тогда концентрация тяжелых

металлов  в водах океана быстро возрастет, что представляет опасность как для гидробионтов, так и для человека. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

   Схема фотосинтеза

   ФОТОСИНТЕЗ – образование органических веществ зелеными растениями и некоторыми бактериями с использованием энергии солнечного света.

   В ходе фотосинтеза происходит поглощение из атмосферы диоксида углерода и  выделение кислорода.  

   В целом, химический баланс фотосинтеза  может быть представлен в виде простого уравнения:

   6CO₂ + 6H₂O = C₆H₁₂O₆ + 6O₂

   Водород, необходимый для восстановления диоксида углерода до глюкозы, берется  из воды, а выделяющийся в ходе фотосинтеза  кислород является побочным продуктом. Процесс нуждается в энергии  света, так как вода сама по себе не способна восстанавливать диоксид углерода.

   В светозависимой части фотосинтеза (световой реакции) происходит расщепление  молекул воды с образованием протонов, электронов и атома кислорода. Электроны, возбужденные энергией света, восстанавливают  никотинадениндинуклеотидфосфат (НАДФ). Образующийся НАДФ-Н является подходящим восстановителем для перевода диоксида углерода в органические соединения. Кроме того, в световой реакции образуется аденозинтрифосфат (АТФ), который также необходим для фиксации диоксида углерода.

   В световых реакциях электроны переносятся  по электрон-транспортной цепи от одной  окислительно-восстановительной системы  к другой. Возбуждение электронов для восстановления никотинадениндинуклеотидфосфата  – сложный фотохимический процесс. Он происходит в реакционных центрах (фотосистемах), которые представляют собой белковые комплексы, содержащие множество молекул хлорофилла и других пигментов. Только около 1% молекул хлорофилла участвуют непосредственно в фотохимическом переносе электронов. Основная часть связана с другими пигментами в так называемом комплексе светособирающей антенны. Энергия кванта света, накопленного в комплексе, передается на реакционный центр, где и используется.

   Последующие процессы могут протекать в темноте (темновая реакция). Полная последовательность превращения диоксида углерода в органические соединения называется циклом Калвина.

   В зеленых водорослях и высших растениях  фотосинтез происходит в хлоропластах, которые окружены двумя мембранами и содержат собственную ДНК. Световые реакции катализируются ферментами, находящиеся в сложенных стопками утолщенных мембранных мешках, а темновые реакции происходят во внутреннем пространстве хлоропластов.

   Таким образом, в основе фотосинтеза лежит  превращение электромагнитной энергии  света в химическую энергию. Эта энергия, в конце концов, дает возможность превращать диоксид углерода в углеводы и другие органические соединения с выделением кислорода.

   Фотосинтез, являющийся одним из самых распространенных процессов на Земле, обуславливает  природные круговороты углерода, кислорода и других элементов и обеспечивает материальную и энергетическую основу жизни на нашей планете. Фотосинтез является единственным источником атмосферного кислорода. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

   Правило взаимодействия факторов. Примеры

   Сущность  его заключается в том, что одни факторы могут усиливать или смягчать силу действия других факторов. Например, избыток тепла может в какой-то мере смягчаться пониженной влажностью воздуха, недостаток света для фотосинтеза растений - компенсироваться повышенным содержанием углекислого газа в воздухе и т. п. Из этого, однако, не следует, что факторы могут взаимозаменяться. Они не взаимозаменяемы.

   Правило лимитирующих факторов. Сущность этого правила заключается в том, что фактор, находящийся в недостатке или избытке (вблизи критических точек) отрицательно влияет на организмы и, кроме того, ограничивает возможность проявления силы действия других факторов, в том числе и находящихся в оптимуме. Например, если в почве имеются в достатке все, кроме одного, необходимые для растения химические элементы, то рост и развитие растения будет обусловливаться тем из них, который находится в недостатке. Все другие элементы при этом не проявляют своего действия. Лимитирующие факторы обычно обусловливают границы распространения видов (популяций), их ареалы. От них зависит продуктивность организмов и сообществ. Поэтому крайне важно своевременно выявлять факторы минимального и избыточного значения, исключать возможности их проявления (например, для растений - сбалансированным внесением удобрений). 
 
 
 
 
 
 

Понятие техносферы

Все элементы техники в техносфере соединены связями того или иного происхождения и назначения. Образование этих связей происходит в ходе смены поколений техники и умножения технологий в историческом процессе коэволюции человека  и  природы.

Техносфера - синтез естественного и искусственного, созданный человеческой деятельностью и поддерживаемый ею для  удовлетворения потребностей общества.

Осмысление  взаимозависимости человечества, техники  и природы как вместилища того и другого в концепции техносферы насущно необходимо для формирования новой идеологии  научно-технического прогресса и мироощущения, в котором был бы преодолен утилитарно-потребительский подход как к природе, так и к человеку.

Человечество  реализует технологический способ существования в природе путем использования ее потенций для целенаправленных преобразований, изменений в ней же. Его  практически преобразовательная деятельность изменяет, структурирует природное вещество, по-особому организует,  переиначивает течение природных процессов за счет создания специальных предметных форм, образований, составляющий вещественную сферу техники.