Презентація на тему «Кругообіг речовин в природі»

content: Кругообіг речовин в природіПідготували учениці 11-А класуОлевської гімназіїШейко Ю., Рудницька Я., Кравченко Т.

content: Кругообіг води

content: Кругоо́біг води́ — безперервний процес обертання води на земній кулі, що відбувається під впливом сонячної радіації і дії сили тяжіння.Випаровування за рік з поверхні Світового океану 448 тисяч км³, з поверхні суші близько 71 тисяч км³, сума опадів — 519 тис. км³ при постійному вмісті води в атмосфері біля 13 тис. км³.

content: Розрізняють декілька видів вологообігу в природіВеликий, або світовий, кругообіг — водяна пара, що утворилася над поверхнею океанів, переноситься вітрами на материки, випадає там у вигляді атмосферних опадів і повертається в океан у вигляді стоку. У процесі вологообігу змінюється якість води: при випаровуванні солона морська вода перетворюється в прісну, а забруднена — очищається.Малий, або океанічний, кругообіг — водяна пара, що утворилася над поверхнею океану, сконденсується і випадає у вигляді опадів знову в океан.Внутрішньоконтинентальний кругообіг — вода, що випарувалась над поверхнею суходолу, знову випадає на суходіл у вигляді атмосферних опадів.Зрештою, опади в процесі руху знову досягають Світового океану.

content: Три чверті поверхні земної кулі вкриті водою.Водну оболонку землі називають гідросферою.Більшу її частину становить солона вода морів і океанів, а меншу — прісна вода озер, річок, льодовиків, ґрунтові води та водяна пара.Без води неможливе існування живих організмів.У будь якому організмі вода є середовищем, у якому відбуваються хімічні реакції, без яких не можуть жити живі організми.Вода є найціннішою та найнеобхіднішою речовиною для життєдіяльності живих організмів.

content: На землі вода існує в трьох агрегатних станах: рідкомутвердомугазоподібному

content: Швидкість перенесення різних видів води змінюється в широких межах, тому і періоди витрат, і періоди поновлення води також різні.Вони змінюються від декількох годин до декількох десятків тисячоліть.Запаси ґрунтової вологи мають приблизно річний період накопичення і витрат.Атмосферна волога, що утворюється при випаровуванні води з океанів, морів та суходолу й існує у вигляді хмар, поновлюється в середньому через вісім днів.Води, що входять до складу живих організмів, поновлюються протягом декількох годин.Це найактивніша форма водообміну.Період поновлення запасів води в гірських льодовиках становить близько 1 600 років, у льодовиках полярних країн значно більше — близько 9 700 років.Повне поновлення вод Світового океану відбувається приблизно через 2 700 років.

content: Землю часто називають блакитною планетою саме внаслідок значних запасів води, що перебуває тут у твердому, рідкому й газоподібному станах. Постійно переміщуючись, вода послідовно переходить із одного стану в інший. Цей нескінченний ряд перетворень називається кругообігом води в природі.

content: Найбільший обсяг її, близько 90 % усіх запасів на Землі, зосереджений у гідросфері. До неї входять океани, моря та інші великі водні об'єкти, зокрема такі, як озера й річки. Друге місце за запасами води посідає кріосфера. Це шапки полярних льодів, льодовики та сталий сніговий покрив. Воду також можна виявити в літосфері, тобто у верхніх шарах земної кори. Невелика кількість її присутня в атмосфері у вигляді хмар, що складаються з водяної пари, дрібних краплинок або кристаликів льоду.

content: Нескінченний процес кругообігу води приводить у дію Сонце. Цей глобальний процес здійснюється в замкнутому циклі, тому загальна кількість води на планеті відносно постійна. Вода з'єднує між собою різні компоненти природи, перетворюючи їх на єдину географічну систему.

content: Значення океанів.Океани займають 71% поверхні Землі й містять 97% усієї води. Вони впливають на формування погоди. Нагріваючись і охолоджуючись повільніше, ніж суша, вони пом'якшують коливання температури. Океанські течії й вертикальне перемішування води розподіляють тепло в її товщі. Крім того, океан, немов величезний морський конвеєр, що оперізує всю планету, нескінченно переміщує навколо Землі теплі й холодні течії.

content: Ріки льоду.Сніг, що випадає на льодовики, згодом ущільнюється, перетворюється на лід і під силою власної ваги сповзає в океан, де тане або плаває на поверхні у вигляді крижин. Близько 77% запасів прісної води на Землі міститься в льодовиках. Сходження льоду в океан – одна з ланок загального кругообігу води.

content: Морська та прісна вода.Вода, навколо сама вода, але спрагу втамувати майже не можливо. Тільки незначна частина води на Землі придатна до вживання як питна. Більша її частина зосереджена в льодовиках.

content: Кругообіг води.З океанів, озер і річок вода випаровується в атмосферу. Там вона перетворюється на хмари, її переносять повітряні течії, й вода знову повертається на земну поверхню у вигляді дощу або снігу. Океани випаровують більшу кількість води, ніж одержують назад у вигляді опадів, натомість на сушу випадає більше опадів, ніж випаровується з неї. Цей нескінченний процес зберігає рівновагу: надлишки води, що випадають на сушу, вертаються в океан по річках або, просочившись у земну кору, попадають туди, зробивши тривалу підземну подорож. Потім знову випаровування, випадають опади. Так відбувається постійний кругообіг води. Збалансованість цього процесу – необхідна умова здоров'я планети Земля. Вода на Землі відіграє ту ж роль, що й кров в організмі людини, і не випадково структура річкової мережі дуже схожа на структуру кровоносної системи людини.

content: Кругообіг кисню.У кількісному відношенні головною складовою живої матерії є кисень, кругообіг якого ускладнений його здатністю вступати в різні хімічні реакції, головним чином реакції окислення. У результаті виникає безліч локальних циклів, що відбуваються між атмосферою, гідросферою і літосферою. Певною міроюкругообіг кисню нагадує зворотний кругообіг вуглекислого газу. У основному він відбувається між атмосферою та живими організмами

content: Кисень, що міститься в атмосфері і в поверхневих мінералах (осадові кальцити, залізні руди), має биогенное походження і повинно розглядатися як продукт фотосинтезу. Цей процес протилежний процесу споживання кисню при диханні, який супроводжується руйнуванням органічних молекул, взаємодією кисню з воднем (відщепленим від субстрата) та утворенням води.

content: В деякому відношенні кругообіг кисня нагадує зворотний кругообіг вуглекислого газу. В основному він відбувається між атмосферою та живими організмами. Споживання атмосферного кисня та його відшкодування рослинами в процесі фотосинтезу здійснюється досить швидко. Розрахунки показують, що для повного поновлення всього атмосферного кисня вимагається біля двох тисяч років. З іншого боку, для того, щоб всі молекули води гідросфери були підвержені фотолізу і знов синтезовані живими організмами, необхідно два мільйони років.

content: У процесі фотосинтезу на кожний атом фіксованого вуглецю вивільняється по два атоми кисню. Цей, на перший погляд, простий процес значно складніший, ніж його можна вважати, виходячи з відомого рівняння фотосинтезу і дихання. В ньому визначальну роль відіграє вода, яка вступає у складні біохімічні процеси, котрі відбуваються в ході фотосинтезу. Хоч така ж кількість води виділяється в процесі дихання, молекули води, беручи участь в усіх цих процесах, не залишаються зовсім незмінними.

content: Молекула кисню (О2), яка утворилася в ході фотосинтезу, одержує один атом від вуглекислого газу (СО2), а інший – від води; молекула кисню, вжита в процесі дихання, віддає один свій атом вуглекислому газу, а інший – воді. Кисень є найбільш поширеним елементом на Землі. Уморській воді міститься 85,82% кисню, в атмосферному повітрі 23,15% увагою або 20,93% за обсягом, а в земній корі 47,2% за вагою. Такаконцентрація кисню в атмосфері підтримується завдяки постійнійпроцесу фотосинтезу. У цьому процесі зелені рослини під дієюсонячного світла перетворюють діоксид вуглецю і воду в вуглеводи і кисень.

content: Кисень і його з'єднання незамінні для підтримки життя. Вони відіграють найважливішу роль у процесах обміну речовин і диханні. Кисень входить до складу білків, жирів,вуглеводів, з яких «побудовані» організми; в людському організмі,наприклад, міститься близько 65% кисню. Більшість організмів отримують енергію, необхідну для виконання їхніх життєвих функцій, за рахунок окислення тих чи інших речовин за допомогою кисню. Спад кисню в атмосфері в результаті процесів дихання, гниття та горіння відшкодовується киснем,виділяється при фотосинтезі. Вирубка лісів, ерозія грунтів, різні гірські виробітку на поверхні зменшують загальну масу фотосинтезу і знижують кругообіг на значних територіях.

content: Поряд з цим, потужним джерелом кисню є, мабуть, фотохімічні розкладання водяної пари вверхніх шарах атмосфери під впливом ультрафіолетових променів сонця. Таким чином, у природі безупинно відбувається кругообіг кисню,що підтримує сталість складу атмосферного повітря.

content: Вуглецевий цикл

content: Вуглеце́вий цикл (англ. Carbon cycle) — кругообіг вуглецю (у різних формах, наприклад, у вигляді двоокису вуглецю) між атмосферою, океаном, біосферою та надрами Землі.Колообіг вуглецю у природі включає біологічний цикл, виділення СО2 в атмосферу при згорянні палива, із вулканічних газів, гарячих мінеральних джерел, із поверхневих шарів океанічних вод та ін.

content: Розрізняють два види даного кругообігу:Біологічний колообігГеологічний колообіг

content: Біологічний колообігБіологічний колообіг вуглецю пов'язаний з життєдіяльністю організмів. Біологічний цикл полягає в тому, що вуглець у вигляді СО2 поглинається із тропосфери рослинами. Потім із біосфери знову повертається в геосферу : з рослинами вуглець потрапляє до організму тварин та людини, а потім при гнитті тваринних та рослинних матеріалів – до ґрунту, і у вигляді СО2 – до атмосфери.

content: Біологічний колообігВуглець – основний біогенний елемент. Він відіграє важливу роль в утворенні живої речовини біосфери. Вуглекислий газ із атмосфери в процесі фотосинтезу, який здійснюють зелені рослини, асимілюється і перетворюється на численні різноманітні органічні сполуки рослин. Рослинні організми, особливо нижчі мікроорганізми, морський фітопланктон, завдяки виключній швидкості розмноження, виробляють на рік близько 1,5• 107 т вуглецю у вигляді органічної маси.

content: Біологічний колообігРослини часто поїдаються тваринами. При цьому утворюються більш або менш складні трофічні зв'язки. В остаточному підсумку органічна речовина в результаті дихання організмів, розкладу їхніх трупів, процесів бродіння, гниття та горіння перетворюється на вуглекислий газ або відкладається у вигляді сапропелю, гумусу, торфу, які, в свою чергу, дають початок багатьом іншим каустобіолітам – кам'яному вугіллю, нафті, горючим газам. Біологічний цикл вуглецю закінчується або окисненням і поверненням у атмосферу, або відкладенням у вигляді вугілля або нафти.

content: Біологічний колообігВ процесах розпаду органічних речовин величезну роль відіграють бактерії та гриби. В активному колообігу вуглецю бере участь дуже невелика частка всієї його маси. Величезну кількість вугільної кислоти законсервовано у вигляді вапняків та інших порід. Між вуглекислим газом атмосфери і води океану, в свою чергу, існує рухома рівновага.Водні організми поглинають вуглекислий кальцій, утворюють свої кістяки, а потім з них утворюються пласти вапняків. Із атмосфери було вилучено і захоронено в десятки тисяч разів більше вуглекислого газу, ніж в ній перебуває зараз. Атмосфера поповнюється вуглекислим газом завдяки процесам розкладу органічної речовини, карбонатів тощо, а також в результаті індустріальної діяльності людини.

content: Особливо потужним джерелом є вулкани, гази яких складаються головним чином із вуглекислого газу та водяної пари. Деяка частина вуглекислого газу і води, що виділяються при вивержені вулканів, виділяється з осадових порід, зокрема вапняків, при контакті магми з ними і їх асиміляції магмою. В процесі колообігу вуглецю відбувається неодноразове його фракціонування по ізотопному складу, особливо у магматогенному процесі (утворення СО2, алмазів, карбонатів), при біогенному перетворенні органічної речовини (вугілля, нафти, тканин організмів тощо).Життя на Землі і газовий баланс атмосфери підтримуються відносно невеликою кількістю вуглецю, що бере участь у малому колообігу і міститься в тканинах рослин (5*1011 т) тварин (5*1016 т).

content: Геологічний колообігОсновна маса вуглецю акумульована в карбонатних відкладах дна океану (1,3·1016 т), кристалічних породах (1,0·1016 т), кам'яному вугіллі і нафті (3.4·1015 т).Саме цей вуглець бере участь у повільному геологічному колообігу.За останні 200 років відбулися значні зміни в континентальних екосистемах внаслідок зростання антропогенного впливу. Коли землі, зайняті лісами і травами перетворюються на сільськогосподарські угіддя, органічна речовина, тобто жива речовина рослин і мертва органічна речовина ґрунтів, окиснюється і потрапляє в атмосферу в формі СО2.

content: Якась кількість елементарного вуглецю може бути похована в ґрунті у вигляді деревного вугілля (як продукт, що залишився від згоряння лісу) і, таким чином, вилучатися із швидкого обігу в вуглецевому циклі. Вміст вуглецю в різних компонентах екосистем змінюється, оскільки відновлення і деструкція органічної речовини залежать від географічної широти і типу рослинності. Були проведені численні дослідження, які мали на меті розв'язати існуючу невизначеність в оцінці змін запасів вуглецю в континентальних екосистемах. Очевидно, інтенсивність фотосинтезу зростає зі збільшенням концентрації СО2 в атмосфері. Основні характеристики глобального вуглецевого циклу добре вивчені. Стало можливим створення кількісних моделей, які можуть бути покладені в основу прогнозів підвищення концентрації в атмосфері при використанні певних сценаріїв викиду.

content: Якщо інтенсивність викидів в атмосферу залишиться постійною, або буде зростати дуже повільно, то до кінця XXI століття концентрація атмосферного СО2 не більше, ніж на 60% перевищить доіндустріальний рівень. Якщо інтенсивність викидів протягом найближчих чотирьох десятиріч зростатиме в середньому на 1-2% за рік в майбутньому темпи і зростання сповільняться, то подвоєння вмісту СО2 в атмосфері порівняно з доіндустріальним рівнем відбудеться до кінця XXI століття.Карбонати, або солі вуглецевої кислоти Н2СО3 – один із головних компонентів земної кори. Карбонати становлять 14% осадової оболонки Землі. З неорганічних сполук вуглецю в природі відомо близько 100 мінералів, але головним породотвірним мінералом є кальцит, або карбонат кальцію. Кальцитові породи складають багатокілометрові шари на просторах континентів, утворюючи цілі гірські системи.

content: При взаємодії Cu2+ та СО2-3 осаджуються важкорозчинні основні карбонати, що зустрічаються в природі у вигляді дуже красивих мінералів – зеленого малахіту [CuCO3•Cu(OH)2] та синього азуриту [2CuCO3•Cu(OH)2].Карбонати відіграють важливу роль у складі земної кори, будові ландшафтів, формуванні корисних копалин. Найпоширенішими є кальцит, магнезит, сидерит, малахіт, церусит та ін. Карбонати утворюють осадові (вапняк, доломіт, мергель та ін.) та метаморфічні (мармур та ін.) гірські породи, що складають більше, ніж 20% усіх осадових порід на Землі.

content: Вапняк – осадова порода, складена переважно карбонатом кальцію – кальцитом. Завдяки масовому поширенню, легкості обробки та хімічним властивостям вапняк добувається і використовується частіше, ніж інші породи, поступаючись тільки піщано-гравійним відкладенням. Вапняки бувають різних кольорів, в тому числі – чорного, але найчастіше зустрічаються породи білого та сірого кольору часто з коричневим відтінком. Густина 2,2-2,7 г/см3. Це м'яка порода, лезо ножа легко залишає подряпини. Як і ряд інших гірських порід осадового походження вапняки мають шарувату будову. Чистий вапняк складається тільки з кальциту (іноді з невеликим вмістом іншої форми карбонату кальцію – арагоніту). Мають місце і домішки. Подвійний карбонат кальцію та магнію – доломіт – як правило міститься в змінних кількостях, і можливі всі переходи між вапняком, глинистим вапняком і доломітом.

content: У процесі відкладення вапняку вода приносить також глинисті частинки, порода стає глинистою, стираються чіткі межі між вапняком, глинистим вапняком і глинистим сланцем. Кремінь також є звичайною домішкою. При метаморфізмі по мірі того, як перекристалізація кальциту охоплює всю породу, виникає мозаїчна структура (агрегат із чітко обмежених, щільно розташованих ізометричних зерен приблизно однакового розміру).

content: Дякуємо за увагу!!!