Контрольная работа по дисциплине: «КСЕ»
Выполнила студентка группы БУ-71з Краснова Н. В.
Курский государственный технический университет
Курск 2007 г.
I. Введение.
Мы – обитатели дна беспокойного воздушного океана. Изменения давления атмосферы, температуры, влажности, силы ветра, электрической активности влияют на наше самочувствие и сказываются на состоянии лесного, рыбного и сельского хозяйства.
Мы живем на подвижной каменной тверди. Во многих районах она время от времени вздрагивает в конвульсиях. Немного бед приносят извержения и взрывы вулканов, оползни и обвалы, снежные лавины и водно-каменные селевые потоки. Мы находимся на планете, где значительную часть поверхности занимает Мировой океан. Тропические циклоны, ураганы, смерчи врываются на сушу, вызывая разрушения и ливневые потоки. Грозные природные явления сопровождают всю историю Земли.
Известно, что за 2-3 миллионолетия сформировался человек разумный. Вряд ли такое свершилось бы, не будь в то время ледникового периода с его грандиозными катастрофами. На завершающей стадии последней ледниковой эпохи появилась необыкновенная земная стихия, опаснейшая для всей области жизни (биосферы): деятельность человека, использующего огонь и технические приспособления в своих целях и во вред окружающей среде. А за последнее столетие глобальная техническая деятельность человека (техногенез) усиливает буйство едва ли не всех природных стихий.
Но есть и текущие погодные аномалии, расшатывающие наше здоровье. Непостоянство – одно из постоянных свойств погоды. Однако, нынешние ее изменения напоминают качели, у которой амплитуда колебаний постоянно повышается.
Чтобы понять современное состояние климата необходимо учитывать ее изменчивость в прежние века и изучать влияние всех геофизических явлений на биосферу, в том числе и на организм человека.
Человеческий организм – сложная и высокосовершенная саморегулирующаяся система, которая стремится к равновесию с окружающей средой, включающей в себя факторы космического порядка. Всякое нарушение данного равновесия, связанное с изменением внешних условий, вызывает соответствующую перестройку в деятельности человека.
Эту закономерность используют, например, современная медицина в лечебных целях. Воздействуя на организм климатическими и другими природными факторами, врачи добиваются целенаправленных изменений, которые повлекли бы за собой ликвидацию определенных заболеваний. Дальнейшее изучение влияние различных природных, в том числе и космических факторов на живые организмы открывает новые пути избавление человека от различных недугов.
Идеи о наличии многосторонних космо-земных связей подтверждены в работах по влиянию геомагнитного поля и солнечной активности на ритмы артериального давления, частоту сердечно-сосудистых заболеваний, свертываемости крови, содержание гемоглобина, почвообразование, циркуляцию атмосферы, осадки, генезис рельефа Земли и т. д. Таким образом, периодичность солнечной активности является одним из важнейших факторов, влияющих на жизнь на Земле
II. Изменение климата.
Ранняя история изменения климата на Земле
Развитие микроорганизмов, похожих на современные сине-зеленые водоросли, и было началом конца восстановительной атмосферы, а вместе с ней и первичной климатической системы. Этот этап эволюции начинается около 3 млрд. лет назад, а возможно и раньше, что подтверждает возраст отложений строматолитов, являющихся продуктом жизнедеятельности первичных одноклеточных водорослей.
Заметные количества свободного кислорода появляются около 2,2 млрд. лет назад – атмосфера становится окислительной. Об этом свидетельствуют геологические вехи: появление сульфатных осадков – гипсов, и в особенности развитие так называемых красноцветов – пород, образовавшихся из древних поверхностных отложений, содержавших железо, которые разлагались под воздействием физико-химических процессов, выветривания. Красноцветы отмечают начало кислородного выветривания горных пород.
Предполагается, что около 1,5 млрд. лет назад содержание кислорода в атмосфере достигло “точки Пастера”, т.е. 1/100 части современного. Точка Пастера означала появление аэробных организмов, перешедших к окислению при дыхании с высвобождением при этом значительно большей энергии, чем при анаэробном брожении. Опасное ультрафиолетовое излучение уже не проникало в воду глубже 1 м, так как в кислородной атмосфере возник пока еще очень тонкий озоновый слой. 1/10 части современного содержания кислорода атмосфера достигла более 600 млн. лет назад. Озоновый экран стал более мощным, и организмы распространились во всей толще океана, что привело к настоящему взрыву жизни. Вскоре, когда на сушу вышли первые самые примитивные растения, уровень содержания кислорода в атмосфере быстро достиг современного и даже превзошел его. Предполагается, что после этого “всплеска” содержания кислорода продолжались его затухающие колебания, которые, возможно, имеют место и в наше время. Так как фотосинтетический кислород тесно связан с потреблением углекислого газа организмами, то и содержание последнего в атмосфере испытывало колебания.
Вместе с изменениями атмосферы другие черты стал приобретать и океан. Аммиак, содержавшийся в воде, был окислен, изменились формы миграции железа, сера была окислена в окись серы. Вода из хлоридно-сульфидной стала хлоридно-карбонатно-сульфатной. В морской воде оказалось растворенным огромное количество кислорода, почти в 1000 раз больше, чем в атмосфере. Появились новые растворенные соли. Масса океана продолжала расти, но теперь медленнее, чем на первых этапах, что привело к затоплению срединно-океанических хребтов, которые были открыты океанологами только во второй половине XX века.
За 10 млн. лет фотосинтез перерабатывает массу воды, равную всей гидросфере; примерно за 4 тыс. лет обновляется весь кислород атмосферы, а всего за 6–7 лет поглощается вся углекислота атмосферы. Это означает, что за время развития биосферы вся вода Мирового океана не менее 300 раз прошла через ее организмы, а кислород атмосферы возобновлялся не менее 1 млн. раз!
Океан является основным поглотителем тепла, поступающего к поверхности Земли от Солнца. Он отражает только 8% потока солнечного излучения, а 92% поглощает его верхний слой. 51% полученного тепла затрачивается на испарение, 42% тепла уходит из океана в виде длинноволнового излучения, так как вода, подобно всякому нагретому телу, излучает тепловые (инфракрасные) лучи, остальные 7% тепла нагревают воздух при прямом контакте (турбулентный обмен). Океан, нагреваясь в основном в тропических широтах, переносит тепло течениями в умеренные и полярные широты и охлаждается.
Средняя температура поверхности океана равна 17,8 °C, что почти на 3 градуса выше средней температуры воздуха у поверхности Земли в целом. Самый теплый – Тихий океан, средняя температура его вод 19,4 °C, а самый холодный – Северный Ледовитый океан (средняя температура воды: -0,75 °С). Средняя температура воды всей толщи океана гораздо ниже поверхностной температуры – всего 5,7 °C, но она все же на 22,7 °C выше средней температуры всей земной атмосферы. Из этих цифр следует, что океан выступает как основной аккумулятор солнечного тепла.
Человек появился в эпоху оледенения
Человек появился в эпоху кайнозойского оледенения. Сам человек и его человекообразные предки относятся к семейству гоминид. В Южной и Восточной Африке найдены остатки гоминид, известные как австралопитеки, которых считают прямыми предками человека. Возраст этих находок около 5 млн. лет. Последующая эволюция около 2–3 млн. лет назад привела австралопитеков к разделению на так называемых массивных австралопитеков, которые затем вымерли, и на гоминид, известных как гомо габилис – человек умелый, а затем как гомо эректус – человек прямоходящий. С появлением человека умелого совпадают и самые первые находки примитивных орудий труда в слоях возрастом 2,2–2,0 млн. лет, а также первые признаки использования огня. На следующих этапах эволюции сформировался современный человек.
Становление и развитие гомо сапиенс – человека разумного – происходило на фоне смены ледниковых периодов и межледниковых, когда колебания температуры за промежутки времени в десятки тысяч лет были соизмеримы с изменениями температуры за десятки миллионов лет кайнозойской эры. Именно в это чрезвычайно изменчивое время человек быстро развивался даже в самых суровых условиях, вблизи кромки наступающих ледников, о чем рассказывают разнообразные археологические находки. В условиях последнего валдайского ледникового периода человек широко расселился по планете, воспользовавшись в том числе коротким интервалом отступления Лаврентийского ледникового покрова, чтобы проникнуть через Северную Америку в Центральную и Южную.
Весь наш современный исторический мир полностью укладывается в рамки последнего геологического интервала – голоцена. За короткий, с геологической точки зрения – почти мгновенный, промежуток времени человек стал ведущим звеном природы. Численность людей неимоверно возросла, мощь их орудий труда уже начинают сравнивать с мощностью потока солнечной энергии к Земле, но зависимость человека от колебаний климата во многих отношениях осталась почти такой же, как в библейские времена.
Современное изменение климата
Инструментальные наблюдения за климатом, развернувшиеся в XIX веке, зарегистрировали начало потепления, которое продолжалось до первой половины XX века. Советский океанолог Н.М. Книпович в 1921 г. выявил, что воды Баренцева моря стали заметно теплее. В 20-х годах появилось много сообщений о признаках потепления в Арктике. Сначала даже считалось, что это потепление касается только Арктической области. Однако более поздний анализ привел к выводу, что это было глобальное потепление.