Природне середовище

Навколишнє природне середовище в ширшому розумінні — космічний простір, а у вужчому - біосфера, зовнішня оболонка Землі, яка охоплює частину атмосфери, гідросферу і верхню частину літосфери, що взаємозв'язані складними біогеохімічними циклами міграції речовин і енергії.

Земля — одна з планет Сонячної системи, найбільша з планет земної групи (Меркурій, Венера, Марс, Земля), середній радіус — 6371 км, відстань до Сонця — 150 млн км, маса Землі становить 1/330006 маси Сонця.

Сонце — це найголовніша зірка Сонячної системи, температура по­верхні близько 6000 °С, Земля отримує всього одну двомільярдну час­тину сонячного випромінювання. Цього досить, щоб обігріти Землю та постачати необхідною енергією весь рослинний та тваринний світ.

Атмосфера — це газова оболонка Землі, яка обертається разом з нею. Дуже своєрідні кліматичні умови в атмосфері. Атмосфера поділяється на шари, в яких з висотою змінюється температура. На висоті 8-10 км температура становить 40-50 ^оС нижче нуля, а на висоті біля 60-70 км знаходиться повітряний шар з досить помірною температурою, близькою до О °С. Причини виникнення цього теплого шару атмосфери пояснюються явищем абсорбції (поглинання) молекулами озону і кисню ультрафіолетового випромінювання Сонця. Саме тут проходить озоновий захист життя Землі від жорсткого для всього живого випромінювання Сонця. Енергія радіації, що абсорбується, перетворюється у теплову енергію газових молекул. Сонячна радіація, яка проходить до земної поверхні, має зовсім безпечні границі, а всі ультрафіолетові промені з мен­шою довжиною хвилі в'язнуть у цьому невидимому, легкому, але непроникному шарі повітряного океану.

З віддаленням від Землі змінюється не тільки густина повітря, а й його склад. Склад повітря залишається порівняно постійним на висотах до 100 км. До складу атмосфери входять азот — 78,08%, кисень — 20,95% і аргон — 0,93%. На частку вуглекислого газу, неону, гелію і всіх інших газів, які присутні у повітрі, в мікрокількості, припадає лише трохи більше 0,04%. У придонних шарах атмосфери, особливо в містах, склад повітря змінюється. Важливою змінною складової атмосфери є вуглекислий газ. Ще 100 років тому вміст вуглекислого газу в повітрі, був 0,008%, тепер — 0,0318%,, а в містах ще вищий.

Приблизно до висоти 400-600 км зберігається переважно киснево-азотний склад атмосфери. Істотна зміна складу повітря спостерігається лише з висоти близько 600 км. Тут починає переважати гелій. “Гелієва корона Землі”, як назвав гелієвий пояс В.І.Вернадський, простягається приблизного висоти 2 тис. км від поверхні Землі, а далі вище 2-3 тис. км переважає водень. Так поступово газова оболонка Землі перетворюється у міжзоряний простір, який складається на 76% (за масою) з водню і на 23% з гелію.

За характером зміни різних параметрів атмосферу Землі розділяють на такі шари: тропосфера (9-18 км), стратосфера (50-55 км), мезосфера (80-90 км), термосфвера (вище 90км до 800-1000км) і екзосфера (вище 800-1000км).

За складом повітря виділяють також озоносферу, яка приблизно збігається зі стратосферою і має максимальну концентрацію озону на висотах 20-25 км. Основна маса озону сконцентрована на висотах 10-15 км, але озон присутній і у приземному шарі повітря (де він відіграє важливу роль у фотохімічних перетвореннях продуктів антропогенних забруднень атмосфери) і на висотах 50-80 км, де відбуваються основні процеси природного утворення і руйнування озону.

Атмосферне повітря — один з найважливіших природних ре­сурсів, без якого життя на Землі було б абсолютно неможливим. Атмо­сферний кисень 0₂ необхідний для дихання людей, тварин, переважної більшості рослин і мікроорганізмів. Організму людини і тварин необхідний постійний притік кисню. Основне джерело утворення кис­ню— це фотосинтез зелених рослин, Підраховано, що рослини Землі за рік виділяють в атмосферу близько 70 млрд т кисню. Близько 80% всього кислю в атмосферу постачає морський фітопланктон, 20% виробляє наземна рослинність.

Вуглекислий газ — обов'язковий компонент фотосинтезу рослин. Він надходить в атмосферу внаслідок виверження вулканів, розпаду органіч­них, речовин, дихання живих організмів, виділення з поверхні теплих океанів, а витрачається атмосферою на фотосинтез рослин, розчинення в холодній воді океанів, перетворення силікатів вивітрюваних гірських порід у карбонати. Рослини за рік поглинають близько 100 млрд т оксиду вуглецю, тобто близько 6% усього наявного вмісту його в атмосфері. Важливим фактором стабілізації вмісту оксиду вуглецю є світовий океан, у водах якого розчинено принаймні в сто разів більше оксиду вуглецю ніж його є у всій атмосфері.

З основних компонентів атмосфери найбільше змінюється вміст у повітрі водяної пари. Вміст водяної пари в атмосфері визначається співвідношенням процесів випарювання, конденсації і горизонтального перенесення.

Водяна пара — це джерело утворення хмар, туманів, опадів. Наявні в атмосфері водяна пара і діоксид вуглецю захищають земну поверхню від надмірного охолодження, створюючи так званий парниковий ефект: якби не було атмосфери, то середня температура поверхні земної кулі була б не +15, а -23 °С.

Атмосфера регулює теплообмін Землі з космічним простором, впли­ває на її радіаційний та водяний баланс. Одним з найважливіших фак­торів, що визначають стан атмосфери, є її взаємодія з океаном, процеси газообміну і теплообміну між ними суттєво впливають на Клімат Землі.

Клімат — це багаторічний режим погоди, властивий тій чи іншій місцевості. Кліматичні умови Землі створюються внаслідок взаємопов'язаних процесів теплообмі­ну, вологообміну і загальної циркуляції атмосфери. Клімат характеризується середніми показниками світла, температури, вологості повітря, рівнем опадів, рівнем радіації, атмосферного тиску, напрямками вітрів тощо.

Великий вплив на погоду та життєдіяльність людини мають проце­си, які відбуваються на Сонці. Виплески сонячної активності розігріва­ють зовнішні шари атмосфери Землі, змінюють їх густину і хімічний склад, могутні потоки заряджених частинок і випромінювань проника­ють в атмосферу, «переколочують» всю повітряну оболонку. Від цього змінюється і сама погода, і реакція на її зміни в організмі людини.

Гідросфера — це водяна обо­лонка Землі. До надземної частини гідросфери, що вкриває 70% по­верхні земної кулі, належать океани, моря, озера, ріки, а також льодовики, в яких вода перебуває у твердому стані. Основна частина води (понад 80%) перебуває у глибинних зонах Землі — в її мантії. Підземна частина гідросфери охоплює грунтові, підґрунтові, напірні й безнапірні води, тріщинні води і води карстових порожнин у легкорозчинних гірських породах (вапняках, гіпсах тощо).

Без води не може існувати й людська цивілізація, бо вода використо­вується людьми не лише для пиття, а й для забезпечення своїх санітар­но-гігієнічних та господарсько - побутових потреб. Вода використовується у промисловості, побуті, сільському господарстві, як джерело енергії.

Багато джерел і водоймищ мають лікувальне призначення.

Але для більшості людських потреб придатна не будь-яка вода, а прісна — з вмістом мінеральних солей до І г/л. Незважаючи на величезні обсяги гідросфери (16 млрд м³ води), прісні води становлять менше 3% її об'єму. Доступною для використання є лише невелика частка прісних вод, що зосереджена у прісновод­них озерах, водосховищах, річках та підземних водоносних горизонтах.

Забезпеченість річковою водою України дуже мала. Цей дефіцит річкової води доводиться надолужувати використанням підземних вод, яких у нашій країні чималий запас. Головним джерелом річкової води в Україні є Дніпро, а також Дністер, Південний Буг, Тиса, Прут, малі річки (їх налічується понад 63000).

Не всяка прісна вода може використовуватись людьми. До якості води висуваються певні вимоги залежно від галузей її використання. Найбільш жорсткими є вимоги до якості питної води та води у водоймищах, що використовуються для розведення риби. Вода повинна відповідати санітарним вимогам — граничне допустимим нормам (ГДН) вмісту тих чи інших компонентів, що забезпечують склад і властивості води.

Літосфера. Наша планета Земля є стиснутою з полюсів кулею — геоїдом. Будова Землі неоднорідна. Вона складається з трьох оболонок — земної кори, мантії та ядра, де різко змінюються швидкості пружних сейсмічних хвиль, викликаних землетрусами або штучними вибухами.

Товща земної кори під ложем океану досягає 5-12 км, у рівнинних регіонах — 3-40 км, а під горами — 50-70 км. Мантія Землі простягається нижче земної кори до глибини 2950км від поверхні, ядро Землі — до її центру, тобто глибини 371 км. Відповідно з глибиною зростає тиск і щільність гірських порід, підвищується їх температура. Вважають, що температура ядра Землі не перевищує 5000 °С. Джерела внутрішньої теплової енергії Землі ще недостатньо з'ясовані. Головними з них вважають радіаційний розпад радіоактивних елементів та перерозподіл матеріалу за щільністю в мантії, який супроводжується виділенням значної кількості тепла.

Літосфера є середовищем усіх мінеральних ресурсів, одним з основних об'єктів антропогенної діяльності людини. У верхній частині континентальної земної кори розвинені грунти, значення яких для людини важко переоцінити.

Ґрунт - органічно-мінеральний продукт багаторічної спільної діяльності живих організмів, води, повітря, сонячного тепла та світла — є одним з найважливіших природних ресурсів. Залежно,від кліматичних і геолого - географічних умов ґрунти мають товщину від 15-25 см до 2-3 м.

Ґрунти виниклу разом із живою речовиною і розвивалися під впливом діяльності рослин, тварин і мікроорганізмів, доки не стали дуже цінним для людини родючим субстрактом. Сучасні грунти складаються із суміші мінеральних часток (продукти руйнування гірських порід) та органічних речовин (продукти життєдіяльності біоти та мікроорганізми і гриби). Ґрунти відіграють величезну роль у кругообігу води, речовин вуглекислого газу. Ґрунти мають велике значення для життя. Без грунту не можливе життя рослин і тварин на суші. Він є джерелом мінеральних, органічних і органічно - мінеральних речовин унікальною лабораторією, в якій відбуваються процеси розкладу та синтезу органічних речовин, а також фотохімічні процеси. Ґрунт є основним джерелом отримання продуктів харчування людей. Він впливає на формування здоров'я людини, є основним фактором, що формує геохімічні процеси, від яких залежить хімічний комплекс організму людини. Грунт є також джерелом мінеральних речовин необхідних для циклу обміну речовин, для росту рослин, які вживають люди, і тварин.

З різними породами земної кори, як і з її тектонічними структурами, пов'язані різні корисні копалини: горючі, металічні, будівельні, а також такі, які є сировиною для хімічної та харчової промисловості.

У межах літосфери періодично відбуваються сучасні геологічні процеси (зсуви, селі, обвали, ерозія), які мають величезне значення для формування екологічних ситуацій у різних регіонах планети.