Природні й антропогенні фактори впливу на біосферу

 

Мета лекції: дати класифікацію та загальну характеристику джерел забруднення біосфери; охарактеризувати вплив на біосферу факторів природного та, особливо, антропогенного походження; дати уявлення про глобальну екологічну ситуацію, яка склалася.

 

1. Класифікація та загальна характеристика джерел забруднення навколишнього середовища.
2. Природні фактори впливу на біосферу.
3. Антропогенний вплив на біосферу.
4. Створена глобальна екологічна ситуація.

 

 

У процесі розвитку промисловості, енергетики та засобів транспорту беззупинно наростає антропогенне забруднення біосфери. Якщо в першій половині XX століття негативний вплив забруднень на біосферу в багатьох районах світу згладжувався виникаючими в ній природними процесами, то в наступні роки масштаби діяльності людини привели біосферу на межу екологічної кризи, що ускладнюється зростанням народонаселення планети й процесами урбанізації.

Безліч розроблених технологічних процесів призвела до зростання кількості токсичних речовин, що надходять у біосферу. Причому в ряді районів земної кулі рівні забруднення значно перевищують допустимі санітарні норми.

В загальному випадку поняття «забруднення» включає до себе внесення в якесь середовище нових, не характерних для нього несприятливих фізичних, хімічних та біологічних агентів або перевищення природного середньо багаторічного рівня цих агентів. Основні джерела забруднення біосфери, що утворюються природними, виробничими і побутовими процесами, можуть бути об’єднані в дві групи:

• забруднення природного походження;
• забруднення штучного походження

(рис. 4. 1).

За характером забруднення можуть бути об’єднані у дві групи:

• матеріальні (токсичні й нетоксичні) ;
• енергетичні (теплові викиди, всі види випромінювань і поля, що впливають на природне середовище).

За розташуванням джерела забруднення біосфери можуть бути:

• зосереджені (точкові) ;
• розосереджені (розподілені).
• За характером виявлення:
• безупинної дії;
• періодичної (короткочасної) дії.

 

Рис. 4. 1. Класифікація джерел забруднення навколишнього середовища за походженням.

Наприклад, окремо розташовані димові та вентиляційні труби відносяться до точкових джерел забруднення атмосфери, а вентиляційні ліхтарі цехів, ряди близько розташованих труб, відкриті склади сипучих матеріалів – до розосереджених; випадання космічного пилу відносять до джерел безупинної дії (і розподілених), а такі стихійні явища як лісові та степові пожежі, виверження вулканів – до джерел короткочасної дії. При цьому необхідно відзначити, що рівень забруднення біосфери природними джерелами є фоновим і мало змінюється з часом.

 

 

Геомагнітне поле (ГМП). Однією з особливостей нашої планети є її магнітне поле, яке відноситься до природних слабких по інтенсивності електромагнітних полів (рис. 4. 2).

Усі живі організми на Землі на протязі мільйонів років еволюціонували саме в умовах магнітного поля і без нього існувати не можуть. Канадський учений Я. Крейн дослідив живі організми, що знаходились в спеціальній камері з меншою, ніж земна, напруженістю магнітного поля.

Після 72- годинного перебування в таких умовах різко (в 15 разів) зменшувалася спроможність бактерій до розмноження, знижувалася нейромоторна спроможність птахів, у мишей порушувався обмін речовин. У разі більш тривалого перебування в умовах ослабленого магнітного поля в тканинах виникали незворотні зміни та розвивалася безплідність. Це дозволяє зробити висновок, що за відсутністю магнітного поля, умови життя на Землі, певно, були б іншими.

 

Рис. 4. 2. Схема геомагнітного поля.

Проте геофізики встановили, що протягом геологічної історії нашої планети магнітне поле неодноразово знижувало свою напруженість і навіть змінювало знак (тобто, південний і північний магнітні полюси змінювалися місцями). Таких епох зміни знаку магнітного поля, чи інверсій, зараз встановлено багато десятків; вони залишили слід у магнітних особливостях гірських порід. В епоху безпосередньої зміни знаку магнітного поля це поле зникало, щоб потім знову з’явитися, збільшуючись до норми, але уже з протилежним знаком. Припускається, що епоха без магнітного поля могла тривати кілька тисяч років. Наприклад, теперішня магнітна епоха умовно названа епохою прямої полярності. Вона тягнеться вже майже 700 тис. років. Проте напруженість поля поволі, але невідступно знижується. Якщо цей процес розвиватися і далі, то приблизно через 2000 років напруженість магнітного поля Землі упаде до 0, а потім, через певний час «безмагнітної епохи», почне наростати, але вже з протилежним знаком.

Якщо дослідження Крейна вважати адекватними, то «безмагнітна епоха» повинна сприйматися живими організмами як катастрофа. Багато з них вимре чи змінять свої властивості. Проте існує ще одна небезпека. Справа в тому, що магнітне поле Землі є щитом, що захищає життя на нашій планеті від потоку сонячних і космічних часток (електронів, протонів, ядер деяких елементів)  (так званого «сонячного вітру»). Рухаючись із надвисокими швидкостями, такі частинки є сильним іонізуючим фактором, що впливає на живу тканину, зокрема, на генетичний апарат організмів.

Крім того, геомагнітне поле перешкоджає проникненню в земну атмосферу сонячної плазми, що володіє властивостями α- і β- променів радіоактивних речовин.

Встановлено, що магнітне поле відхиляє траєкторії космічних часток і «закручує» їх навкруг планети.

Таким чином, в період, коли Земля не має магнітного поля, у неї зникає антирадіаційний щит. Чимале (у кілька разів) збільшення радіаційного фону виявляє сильний вплив на біосферу: одні групи організмів повинні вимерти, серед інших різко збільшиться кількість мутацій. Якщо ще врахувати спалахи на Сонці, що вивергають надзвичайно сильні потоки космічних променів, то можна