Ainete tsükkel biosfääris on tsükliline, korduv protsess ühise, ühendatud transformatsioon ja ainete nihe. Ainete tsükli olemasolu on biosfääri olemasolu vajalik tingimus. Pärast kasutamist ühe organismide poolt peavad ained liikuma teistele organismidele kättesaadavaks kujul. Selline üleminek ainete ühest tasemest teise eeldab energiakulusid, mistõttu on võimalik ainult päikeseenergia osalusel. Päikeseenergia kasutamine planeedil on kaks omavahel seotud aineid: suured geoloogilised ja väikesed bioloogilised (biootilised).
Ainete geoloogiline tsükkel - Abiootiliste tegurite mõju all läbiviidud ainete migratsiooniprotsess: Weathelation, erosioon, vee liikumine jne. Selles osalemise elusorganismid ei aktsepteeri.
Ilmus elusolendi planeedi tekkimisega bioloogiline (biootiline) ringlus. Kõik elusorganismid neelavad keskkonda üksi ja eraldavad teised selles osalevad. Näiteks taimede elutähtsa tegevuse protsessis tarbivad süsinikdioksiidi, vee, mineraalainete keskkonda ja eriaine hapnikku. Loomi kasutavad hapnikku, mis on eraldatud taimede poolt. Nad söövad taimi ja seedimise tulemusena on fotosünteesi ajal moodustunud orgaanilised ained assimileeritud. Segage süsinikdioksiidi ja kasutamata toidujääke. Pärast surma suremist moodustavad taimed ja loomad surnud orgaanilise aine mass (laps). Detriit on saadaval lagunemise (mineralisatsiooni) mikroskoopiliste seente ja bakterite jaoks. Nende elatusvahendite tulemusena voolab biosfääri täiendav kogus süsinikdioksiidi. Ja orgaanilised ained muundatakse esialgse anorgaaniliste komponentide - biogeeni. Moodustunud mineraalühendid, mis kuuluvad reservuaaridesse ja pinnasesse, taimed fikseerimiseks on saadaval uuesti fotosünteesi abil. Sellist protsessi korratakse lõputult ja suletakse (tsükkel). Näiteks kogu atmosfääri hapnik läbib sel viisil umbes 2 tuhat aastat ja süsinikdioksiidi selle jaoks vaja umbes 300 aastat.
Orgaaniliste ainete lisatud energia, kuna see liigub toiduahelates, väheneb. Enamik ta hajutab keskkonda soojuse kujul või kulutatud organismide elutähtsate tegevusprotsesside säilitamisel. Näiteks loomade ja taimede hingamise korral taimede transportimiseks taimedes, samuti elusorganismide biosünteesi protsesside kohta. Lisaks moodustuvad bioogeenid tegevuse tulemusena ei sisalda energia kättesaadavaks organismidele. Sellisel juhul saame rääkida ainult biosfääri energiavoolust, kuid mitte tsükli kohta. Seetõttu on biosfääri jätkusuutliku olemasolu tingimus ainete tsükkel ja energiavoog biogeoketsenoses.
Geoloogilised ja bioloogilised CYPHANsid moodustavad ainete ühise bioakeemilise ringluse, mille põhjal on lämmastiku, vee, süsiniku ja hapniku tsüklid.
Lämmastiku pragu
Lämmastik on üks biosfääri kõige tavalisemaid elemente. Peamine osa biosfääri lämmastikus on atmosfääris gaasilises vormis. Nagu on teada keemia käigus, on molekulaarse lämmastiku (N2) aatomite vahelised keemilised sidemed väga vastupidavad. Seetõttu ei suuda enamik elusorganisme otseselt kasutada. Siit on lämmastiku tsükli oluline etapp selle fikseerimine ja tõlge organismidele kättesaadavaks kujul. Lämmastiku parandamiseks on kolm võimalust.
Atmosfääri fikseerimine. Atmosfääriliste elektriliste heitmete (tõmblukk) mõjul võib lämmastiku suhelda hapnikuga, et moodustada lämmastiku oksiidi (NO) ja dioksiidi (Nr 2). Lämmastikoksiidi (NO) samal ajal oksüdeerub hapnikuga väga kiiresti ja muutub lämmastikumioksiidiks. Lämmastiku dioksiid lahustatakse veepaarides ja lämmastiku kujul (HNO 2) ja lämmastik (HNO3) happed sademetega lagunevad pinnasesse. Nende hapete dissotsiatsiooni tulemusena moodustatakse nitriti- (Nr 2 -) ja nitraadise ioonid (Nr 3 -). Nitrit ja nitraadise ioone võib juba taimede poolt absorbeerida ja sisse lülitada bioloogilises ringluses. Lämmastiku atmosfääri fikseerimine moodustab aastas umbes 10 miljonit tonni lämmastikku, mis on umbes 3% biosfääri aastasest lämmastist.
Bioloogiline fikseerimine. Seda teostavad lämmastikku kinnitamise bakterid, mis tõlkivad lämmastikku taimedele kättesaadavaks kujul. Tänu mikroorganismidele on umbes pool kogu lämmastist seotud. Kõige kuulsamad bakterid, millega kinnitatakse lämmastiku kaunviljade sõlmedes. Nad pakuvad lämmastiku taimed ammoniaagi (NH3) kujul. Ammoniaak on vees hästi lahustuv, et moodustada ammooniumi ioon (NH4 +), mis imendub taimedes. Seetõttu on kaunviljad kultiveeritud taimede parimad eelkäijad põllukultuuride rotatsioonis. Pärast loomade ja taimede liikumist ning nende pinnase jääkide lagunemist rikastatakse orgaaniliste ja mineraalide lämmastikuühenditega. Lisaks lihvimine (ammendumine) bakterid jagavad lämmastiku sisaldavaid aineid (valke, uurea, nukleiinhappeid) taimede ja loomade ammoniaagile. Seda protsessi nimetatakse ammooniline. Enamikku ammoniaagist allutatakse seejärel nitrifitseerivate bakterite oksüdeerivate nitrite ja nitraatide suhtes, mida taimed uuesti kasutavad. Lämmastiku tagasipöördumine atmosfääri tekib denitrifikatsiooni järgi, mida teostab Denincur bakterite rühm. Selle tulemusena tekib lämmastikuühendite taastamine molekulaarse lämmastikule. Osa lämmastik nitraadist ja ammooniumvormide pinna äravoolu siseneb ökosüsteemide vesilahuse. Siin imendub lämmastik veeorganismid või sisenevad alumise orgaaniliste setete.
Tööstuslik fikseerimine. Suur hulk lämmastikku on seotud igal aastal tööstuslikult mineraalsete lämmastikväetiste tootmises. Selliste väetiste lämmastik imendub ammoonium- ja nitraatvormides. Valgevenes toodetud lämmastikväetiste maht on praegu umbes 900 tuhat tonni aastas. Suurim tootja on JSC GRODNOAZOT. Selles ettevõttes toodetakse karbamiidi ammooniumnitraati, ammooniumsulfaati ja muid lämmastikväetisi.
Umbes 1/10 kunstlikult tehtud lämmastikku kasutavad taimed. Ülejäänud pinna äravoolu ja põhjaveega liigub ökosüsteemide vesilahuse. See toob kaasa suurte lämmastikuühendite suure koguse kogunemiseni fütoplanktoni absorbeerimiseks. Selle tulemusena on võimalik vetikate (eutrofeerumise) tormiline reprodutseerimine ja selle tulemusena kambrid vees ökosüsteemides.
Vee tsükkel
Vesi on biosfääri peamine komponent. See on keskmise, et lahustada peaaegu kõik elemendid ringluse läbiviimisel. Enamik biosfääri vee esindab vedelate vee ja püsiva jää veega (rohkem kui 99% kõigist biosfääri veevarudest). Väike osa veest on gaasilises olekus - need on atmosfääri aurud. Vee biosfääri tsükkel põhineb asjaolul, et selle aurustumist maapinnast kompenseeritakse sademete abil. Sushi pinnal leida sademete kujul, aitab vesi kivide hävitamisele. See muudab nende mineraalide komponendid elusorganismide jaoks kättesaadavaks. See on vee aurustumine planeedi pinnalt, mis määrab selle geoloogilise tsükli. Seda tarbitakse umbes pool vahejuhtumi päikeseenergiast. Vee aurustamine merede ja ookeanide pinnast esineb suurema kiirusega kui sademete tagastamine. See erinevus kompenseeritakse pinna- ja sügavuse äravoolu tõttu, kuna mandrid on aurustumise üle levinud.
Vee aurustamise intensiivsuse suurenemine maale on suures osas tingitud taimede elutähtsast tegevusest. Taimed ekstraheerivad pinnasest vett ja aktiivselt siirdavad selle atmosfääri. Osa veest taimerakkudest jagatakse fotosünteesi protsessis. Sel juhul fikseeritakse vesinik orgaaniliste ühendite kujul ja hapnik vabaneb atmosfääri.
Loomad kasutavad vett, et säilitada organismi osmootne ja soola tasakaalu ja eraldada see väliskeskkonda koos metaboolsete toodetega.
Loo süsinik
Süsiniku keemilise elemendina esineb atmosfääris süsinikdioksiidi osana. See määrab eluorganismide kohustusliku osaluse selle elemendi tsükli jooksul planeedi maa peal. Peamine viis anorgaanilistest ühenditest süsiniku liigub orgaaniliste ainete koostisesse, kus see on kohustuslik keemiline element, on fotosünteesi protsess. Osa süsiniku vabaneb atmosfääri süsinikdioksiidi hingeorganismide hingeõhk ja surnud orgaanilise aine bakterite lagunemise teel. Süsiniku assimileeritud taimed tarbivad loomad. Lisaks kasutatakse korallpolüüpide süsinikuühendeid skeleti moodustamise ja kestade ehitamiseks. Pärast nende suremas ja settimist moodustuvad allosas lubjakivi hoiused. Seega võib süsinikku tsüklist välja jätta. Süsiniku eemaldamine tsüklist pikka aega saavutatakse mineraalide moodustamise teel: kivisüsi, õli, turba.
Kogu meie planeedi olemasolu vältel kompenseeris tsüklist saadud süsinik süsinikdioksiidi, sisestades atmosfääri vulkaaniliste purskete ja teiste looduslike protsesside ajal. Praegu lisati atmosfääri loodusliku süsiniku täiendamise protsessidele märkimisväärne inimtekkeline toime. Näiteks süsivesiniku kütuse põletamisel. See rikub sajandeid korrigeeritud süsinikut tsüklit.
Süsinikdioksiidi kontsentratsiooni suurenemine sajandil alles 0,01% toonud kaasa kasvuhooneefekti märgatava ilminguni. Keskmine aastane temperatuur planeedil tõusis 0,5 ° C-ga ja maailma ookeani tase tõusis peaaegu 15 cm võrra. Teadlaste sõnul prognoosib, kui keskmine aastane temperatuur suureneb teise 3-4 ° C-ga, igavese sulamine Jää algab. Samal ajal tõuseb maailma ookeani tase 50-60 cm võrra, mis toob kaasa üleujutuse olulise osa sushi. Seda peetakse globaalseks ökoloogiliseks katastroofiks, sest umbes 40% Maa elanikkonnast elab nendes piirkondades.
Ümmargune hapnik
Biosfääri hapniku toimimine mängib äärmiselt olulist rolli elusorganismide metabolismi ja hingamise protsessis. Vähendades hapniku koguse atmosfääri tulemusena hingamisteede protsesside, kütusepõlemist ja mädanemist kompenseeritakse hapnikku eraldatud taimede ajal fotosünteesi.
Hapnik moodustati maa peamises atmosfääris selle jahutatud ajal. Selle suure reaktiivsuse tõttu läks see gaasilisest seisundist erinevateks anorgaanilisteks ühenditeks (karbonaadid, sulfaadid, raudoksiidid jne). Tänane hapniku sisaldav atmosfäär planeedi atmosfääri moodustati ainult fotosünteesi arvelt elusorganismide poolt. Hapnikusisaldus atmosfääri on suurenenud praeguste väärtuste pikka aega. Selle koguse säilitamine konstantsel tasemel on praegu võimalik ainult tänu fotosünteetilistele organismidele.
Kahjuks viimastel aastakümnetel, inimtegevus, mis viib metsade metsade hävitamiseks, vähendab mulla erosioon fotosünteesi intensiivsust. Ja see omakorda rikub looduslikku käigus hapniku tsükli märkimisväärsetel territooriumidel maa peal.
Väike osa atmosfääri hapnikust osaleb osooniekraani moodustamise ja hävitamise protsessides päikese ultraviolettkiirguse toime all.
Ainete biogeensete tsükli alus on päikeseenergia. Biosfääri jätkusuutliku olemasolu peamine tingimus on ainete tsükkel ja energiavoog biogeocenoses. Lämmastiku, süsiniku ja hapniku Cyphansis kuulub peamine roll elusorganismidele. Biosfääri ülemaailmse tsükli aluseks on füüsilised protsessid.
Tänapäeval konverteerivad taimed ja loomad looduskeskkonda. Näide sellest võib teenindada korallriffide ookeani, turba ladestumist soode, samblike levikut, vetikate ümberasustamist, mägede hävitamist ja mikroorganisme. Peaaegu kõik keemilised elemendid perioodilise süsteemi di Mendeleev osalevad bioloogilises ringluses, kuid nende hulgas on eraldatud peamine, oluline.
Süsinik. Süsinikuallikad looduses on sama palju kui palju ja mitmekesist. Vahepeal on ainult süsinikdioksiid, kas gaasilises olekus atmosfääris või vees lahustunud olekus, on süsinikuallikas, mis toimib selle töötlemiseks elusolendite orgaaniliseks aineks. Pildistatud süsinikdioksüditud taimed fotosünteesi protsessis konverteeritakse suhkruks ja muud biosünteesi protsessid konverteeritakse valguseks, lipiidideks jne. Need erinevad ained on süsivesikute toiduks loomade ja mitte roheliste taimedena. Teisest küljest hingavad kõik organismid ja viskavad süsiniku süsinikdioksiidi kujul atmosfääri kujul. Kui surm tuleb, siis safoofaagid lagunevad ja mineraliseerivad surnukehad, moodustades toiteahela, mille lõpus siseneb süsiniku süsinikdioksiidi tsükli (nn pinnase hingamine "). Surnud köögiviljade ja loomade jäägid akumuleeruvad süsinik-tsükli aeglustavad: loomade-safoofaagid ja safrofüütilised mikroorganismid, mis pinnases elavad, keeravad selle pinnale kogunenud huumusele. Huumorganismide mõju kiirus on kaugel samadest, vaid seente ja bakterite ahelad, mis põhjustavad süsiniku lõplikku mineraliseerumist, on erinevad pikkused. Reeglina laguneb huumus kiiresti.
Mõnikord võib kett olla lühike ja mittetäielik. Sellisel juhul jäetakse konsortsi ahela võimalus tegutseda õhu või liiga kõrge happesuse puudumise tõttu, mille tulemusena kogunevad orgaanilised jäägid turba kujul ja moodustavad turba sood. Mõningates turba soosis, millel on Sphagnum Moss lopsakas kaas, jõuab turbakiht 20 m või rohkem. Siin on ringlus ja peatatud. Fossiilsete orgaaniliste ühendite kogunemine vormis ja õlis viitab sellele, et ringlus aeglustus geoloogilise aja jooksul.
Vees aeglustub süsiniktsükkel ka, kuna süsinikdioksiid koguneb kriidi, lubjakivi, dolomiidi või korallide kujul. Sageli jäävad need süsinikumassid kogu geoloogiliste perioodide tsüklile, kuni nad tõusevad merepinnast. Sellest hetkest tuleneb lubjakivi lahustumise ja samblike mõju all, samuti õitsemisjaamade juured, algab ringluses süsiniku ja kaltsiumi lisamine.
Lämmastik. Lämmastiku tsükkel on üsna keeruline. Sisaldab 78% lämmastikku, kuid selleks, et seda kasutaks eluorganismide valdav enamus, tuleb see kindlaks määrata teatud keemiliste ühenditena. Lämmastiku fikseerimine toimub vulkaanilise aktiivsuse protsessis, meteoriitide põlemisel atmosfääris äikeste heidetega. Kuid mikroorganismid nii vabalt elavad ja elavad juured ja mõnikord mõnede taimede lehtedel on lämmastiku kinnitamise protsessis võrreldamatult suuremad. Vabalt elavatest lämmastiku bakteritest fikseeritakse aeroobsed organismid (s.o hapniku juurdepääsetavuses elamine), samuti anaeroobne (s.o hapniku igav hapnikku). Selliste vabalt elusate bakteritega fikseeritud lämmastiku kogus on 2-3 kg kuni 5-6 kg 1 hektari kohta aastas. Teatud roll lämmastiku kinnitamisel mängitakse ilmselt mulla sinise-rohelise vetikaga.
Maametaboolsete toodete ja taimede ja loomade jääkide jäänused, orgaanilised ained lagunevad mineraalide lagunevad, samas kui bakterite tõlkida lämmastiku orgaanilisi aineid ammooniumsooladeks.
Lämmastiku võime paljude valensade muutmise piirides määrab selle konkreetse rolli mitmesuguste orgaaniliste ühendite loomisel.
Suur maailma pinnal on hästi tuntud. Päikeseenergia põhjustatud aurustamine loob atmosfääri niiskuse. See niiskus on kondenseerunud tuulega kaasnevate pilvede kujul. Pilvadega jahutamisel langeb sademed vihma ja lume kujul. Sademed imenduvad pinnases või voolavad selle pinna üle. Vesi naaseb merele ja ookeanidele. Taimedega aurustatud vee kogus on tavaliselt suur. Kui niiskuse ja vee taimedele palju, aurustumise suureneb. Üks kase aurustub 75 liitrit vett, pöök-100 L, lipa -200 l ja 1 hektari metsadest - 20 kuni 50 tuhat liitrit. Bereznyak, kelle lehestiku mass on ainult 4940 kg, aurustub 47 tuhat liitrit vett päevas, samas kui Yelnik, mille nõelate kaal on 1 hektari 31 tuhat kg. - ainult 43 tuhat liitrit Oxa Lazidust. Nisu 1 hektari kasutamisel 3750 tonni vee arendamise perioodil, mis vastab 375 mm sadestamisele.
Hapnik kvantitatiivsetes tingimustes - elu põhikomponent. Kui me võtame arvesse vett kudedes, siis näiteks inimese keha sisaldab 62,8% hapnikku ja 19,4% süsinik. Kui me kaalume üldist hapnikku võrreldes süsiniku ja vesinikuga, on selle põhielement.
Hapniku ringlust keeruline on asjaolu, et see element võib moodustada mitmeid keemilisi ühendeid. Selle tulemusena on atmosfääri ja atmosfääri vahel palju vahepealseid tsükleid või kaks seda keskkonda.
Hapnik, alustades teatud kontsentratsiooniga, on rakkudele ja kudedele väga mürgine mürgine isegi aerobsete organismide seas. Prantsuse teadlane Louis Pasteur (1822-1895) tõestas, et ükski elav anaeroobne organism ei talu hapniku kontsentratsiooni üle atmosfääri 1% (Pasteur Effect).
Hapniku ringlus esineb peamiselt atmosfääri ja elusorganismide vahel. Protsessi tootmise ja isoleerimise hapniku kui gaasi ajal fotosünteesi on vastupidine protsessi oma tarbimise hingamisel. Sellisel juhul tekib orgaaniliste ainete hävitamine ja hapniku koostoime vesinikuga. Mõnes mõttes meenutab hapnikutsükkel süsinikdioksiidi tagasipöördumise tsüklit: ühe liikumine toimub teise liikumise vastu vastassuunas.
Väävli. Selle elemendi tsükli valitsev osa on settekoormus ja esineb pinnases ja vees. Väävli peamine allikas, taskukohased elusolendid on igasugused sulfaadid. Paljude sulfaatide vees hea lahustuvus hõlbustab anorgaanilise väävli juurdepääsu ökosüsteemis. Absorbeerivad sulfaadid, taimed taastavad ja toodavad väävli sisaldavaid aminohappeid.
Erinevad orgaanilised biotsienoos prügikast lagunevad bakterite poolt, mis lõpuks toodavad pinnases sisalduvad sulfoproteiinvesiniksulfaadid vesiniksulfues. Mõned bakterid võivad samuti toota vesiniksulfiidi sulfaatidest taastada anaeroobsetes tingimustes. Need bakterid, ringlussevõtu sulfaadid saadakse nende metabolismi jaoks vajaliku energia abil.
Teisest küljest on olemas bakterid, mis on võimelised vesiniksulfiidi oksüdeerimiseks sulfaatideks oksüdeerivaks, mis suurendab taas tootmitele ligipääsetava väävli marginaali. Selliseid baktereid nimetatakse kemosünteesiks, sest nad saavad tootma rakulise energiat ilma valguse osaluseta, ainult lihtsate kemikaalide oksüdeerimise tõttu. Niisiis, biosfääris sisaldavad settekivimites väävlireservid, mis on peamiselt püriidi, samuti sulfaatide kujul, nagu krohv.
Fosfor. Fosfori ringlus on suhteliselt lihtne ja väga ebatäielik. Fosfor on üks peamisi komponente elavate ainete, kus see sisaldub üsna suurtes kogustes. Elu olenditele kättesaadavad fosforivarud keskenduvad täielikult litosfääris. Anorgaaniliste fosfori peamised allikad puhkesid kivid (näiteks apatiidid) või settekivimite (näiteks fosforiitide). Mineraalfosfor on biosfääri haruldane element, Maa kooriku koorega mitte rohkem kui 1%, mis on peamine tegur, mis piirab arvukate ökosüsteemide tootlikkust. Anorgaaniline fosfor maakoore kivimitest on ringluses osalenud kontinentaalsetes vetes leostumise ja lahustamise teel. See langeb sushi ökosüsteemi, absorbeeritakse taimed, mis oma osalusega sünteesitakse erinevate orgaaniliste ühenditega ja lülitub seega troofiliste sidemete sisse. Orgaanilised fosfaadid koos surnukehade, jäätmete ja sekventide elusolendite tagastatakse maapinnale, kus nad puutuvad kokku mikroorganismidele ja konverteeritakse mineraal ortofosfaatideks, valmis kasutamiseks roheliste taimede ja muude autotroofide kasutamiseks (kreeka keeles. Autos - ja Trophe - toit, toit).
Vesilahuses ökosüsteemide fosfor viiakse voolava veega. Rivers rikastavad pidevalt ookeanid fosfaatidega, mis aitavad kaasa fütoplanktoni ja elusorganismide arengule, mis asuvad magevee- või mereveetubade toiduahelate eri tasanditel. Maastiku keemilise elemendi ajalugu koosneb lugematutest ringidest, erinevates ulatustes ja kestus. Vastupidised protsessid - biogeenne akumuleerumine ja mineraliseerimine - moodustavad aatomite ühe bioloogilise tsükli.
Tundra maastikud moodustuvad lühikese suveperioodiga külma tingimustes ja seetõttu on need väikesed. Madal ja pinnas on tundra paljude omaduste algpõhjus. Elu lained on seotud soojuse puudumisega: aastate jooksul suurenevad eluaseme tooted soojema suvega. Mõned taimed õitsevad tundras ainult soodsatel aastatel (näiteks Ivan tee Arctic Tundra). Taimed tundras kasvavad aeglaselt. Samblikud aasta jooksul kasvatatud aasta jooksul 1-10 mm; Juniper barreli läbimõõduga 83 mm võib olla kuni 544 aastarõngast. See mõjutab mitte ainult madalate temperatuuride mõju, vaid ka piisavate toitainete elementide puudumist.
Paljudes tundrades mängivad Mai ja samblikud suure rolli. Seal on maastikud, kus nad valitsevad.
Taimede biomassi tundjas on võrdne 170,3 u / hektariga, millest 72% langeb maa-alusele osale. Biomassi aastane kasv on 23,5 c / ha ja aastane Opead on 21,9 c / ha. Seega on tõsi suurenemise, võrdse erinevuse suurendamise ja OPEGLADi vahel väga väike - 1,6 C / ha (Põhja-Taiga - 10 C / ha, Lõuna-Taiga - 30 C / ha, märg troopika - 75 c / ha ).
Madala temperatuuri tõttu hakkab tundra organismide jääkide lagunemine aeglaselt aeglaselt, paljud mikroorganismide rühmad ei toimi ega tööta väga halvasti (bakterite lagunevad kiud jne). See toob kaasa orgaaniliste ainete kogunemise pinnale ja pinnasesse.
Venemaal laiali metsad levitatakse Euroopa osas ,. \\ T Need on kõik niiske mõõdukalt sooja kliima piirkonnad. Biomass ei ole palju vähem siin kui niiske troopikas (3000 5000 C / ha), kuid iga-aastased tooted ja roheline assimsaatmismass on vähem kui mitu korda. Tooted ulatuvad 80-150 c / ha (märg troopikas - 300-500 c / ha), rohelise assimilant mass kummipaarides 1% biomassi ja jõuab 40 c / ha (8% ja 400 c / ha märgades troopikas ).
Lai puud on suhteliselt rikas tuhk, eriti lehed (kuni 5%). Tuhas lehtede palju SA - kuni 20% või 0,6 - 3,8% kuivaines, vähem kui K (0,15 - 2,0%) ja SI (0,4-2,8%), isegi vähem Mg, A1, P, ja FE, MN, NA, C1.
Biomassi taiga ei ole niiske troopika- ja laiapõhjalised metsad palju madalamad. Lõuna-Lõuna-Taiga biomassi ületab 3000 sentneri / ha ja ainult Põhja-Taiga tilk 500-1500 c / ha. Zamass Taiga on ebaoluline (Lõuna-Taiga - 0,01% biomassi).
Rohkem kui 60% biomassi esindab puit, mis koosneb kiududest (umbes 50%), ligniini (20-30%), hemitselluloosi (üle 10%).
Lõuna-Taiga iga-aastased tooted on peaaegu samad, mis suuretes metsades (85 c / ha 90 c / ha vastu kummarkursil), Põhja-Taigas - palju vähem (40-60 c / ha). Southern Taiga taim Opead on väiksem kui kummarkurkvaras ja on võrdne 55 C / ha (kahekordsetes 65 c / ha kahes 45 c / ha); Põhja-Taigas, isegi vähem - 35 C / ha.
Märg troopika hõivata suured piirkonnad ekvaatoriaal-, lõuna- ja lõuna-kesk- ja. Isegi laiem, nad levitati minevikus geoloogilises ajastu (lõpust Devoni). Soojuse arvukus kombineeritakse siin sademete arvukusega, soojuse ja niiskusega mitte piirata aatomite ühtset bioloogilist tsüklit. Aatomid tekib sama intensiivsusega kogu aasta jooksul, rände sagedus väljendatakse nõrgalt.
Soojuse ja niiskuse arvukus määrab suuremad iga-aastased eluasemetooted niisketes troopikas. Toodete suurus on siin 2 - 3 korda rohkem kui paljudes metsades ja taigas ja jõuab 300-500 c / ha. Biomassi ja toodete ja maa-aluste, roheliste ja tundmatute biomassi ja paljude teiste näitajate kohaselt ei erine märgade troopikat oluliselt teistest märgadest metsamaastikest. Kuid biomassi kaaliumi arvu järgi erinevad niisked troopikud nii laiematest metsadest. Loomade biomassi märg troopikas on umbes 1% biomassi (45 c / ha). See on peamiselt termiidid, sipelgad ja muud madalamad loomad. Selle näitaja kohaselt erinevad niiske troopika teravalt taiGa, kus ainult 3,6 c / ha mefoma (0,01% biomassi) koguneb. Lagunemine suure massi orgaaniliste ainete küllastub vett süsinikdioksiidi ja orgaaniliste hapetega. Bioloogilises ringluses olevasse vees olevad peamised elemendid on SI ja CA, K. mg, Al, Fe, Mn, S. Troopiliste puude lehtedel, SI sisu. Mis bioloogilise tsükli vihmavee lehtedest, suur hulk N, P, K, CA, Mg, Na, CI, S ja muud elemente pestakse.
Steppes ja kõrbe on paljude omaduste lähedal. Biomass steppides on suurusjärgus vähem kui metsamaastike, 100 kuni 350 centrs / ha. Enamik sellest erinevalt metsadest keskendus juured (70-90%). Loomade biomassi kasuelus umbes 6%. Iga-aastased tooted on 13-50 c / ha, s.o 30 - 50% biomassi.
Igal aastal osalevad aatomite bioloogilises ringluses sadu kilogrammi vees lahustuvaid vees (1 hektari kohta) aatomite bioloogilises ringlusesse (TAIGA-ga (niiduna steppis - 700 kg / ha; Lõuna-Taiga - 155 kg / ha). Meadow steppides koos Opead, 700 kg / hektarit vees lahustuvad vees tagastatakse igal aastal kuiva - 150 kg / hektari (kuusk Lõuna taiga - 120 kg / ha). Opaway-s on olulised alused, mis on täiesti neutraliseerivad orgaanilised happed neutraliseerivad.
Erinevalt metsamaastikest muldades kogunevad stepid 20-30 korda rohkem orgaanilisi aineid kui biomassi (niidulaetode puhul - kuni 8000 erinevatele / haumusele; kuivas steppides - 1000-1500 c / ha). Steppide ja kõrbe jaoks on kõige iseloomulikumad Ca, Na ja Mg, mis kogunevad soolsuse ajal vees, pinnases ja ilmastikutingimustes.
Mineraalse kompositsiooni kohaselt jagatakse kõik steppide maitsetaimed kolme rühma: kõrge Si-teravilja ja madala sisaldus N; oad, millel on märkimisväärne kogunemine K, CA ja N; Lagimaterjali omandamisel vahepealne asend.
Kõik ained planeedil on ringluse protsessis. Päikeseenergia põhjustab kahte ainet maa peal: suur (geoloogiline, biosfäär)ja väike (bioloogiline).
Suurte ainete tsüklit biosfääris iseloomustavad kaks olulist punkti: see toimub kogu maa geoloogilises arengus ja on kaasaegne planeedi protsess, mis viib juhtiva osaluse biosfääri edasiseks arenguks.
Geoloogiline ringlus on seotud kivide moodustumise ja hävitamisega ning hävimise toodete järgneva liikumise - prahtmaterjali ja keemiliste elementide. Olulist rolli nendes protsessides mängiti ja jätkas sushi ja vee pinna termilisi omadusi: päikesekiirte imendumine ja peegeldus, soojusjuhtivus ja soojusvõimsus. Maapinna ebastabiilne hüdrotermiline režiim koos planeedi atmosfääri tsirkulatsioonisüsteemiga põhjustas ainete geoloogilise ringluse, mis maarengu esialgses etapis koos endogeensete protsessidega seostati kontinentide, ookeanide ja kaasaegse geopa moodustumisega. Mis moodustub biosfääri suures ringluses, lisati organismide elutähtsa tegevuse tooted. Geoloogiline ringlusse kuuluvad elusorganismid Toitumise elemendid ja suures osas määravad nende olemasolu tingimused.
Peamised keemilised elemendidlitososfäärid: hapnik, ränik, alumiinium, raud, magneesium, naatrium, kaalium ja teised - osaleda suures tsüklis, mis möödub ülemise mantli sügavatest osadest litosfääri pinnale. Kristalliseerumise põhjustatud magmaatiline tõug
magma, nautides litosfääri pinda maa sügavusest, on kokku puutunud lagunemise, biosfääri väljalülitamisega. Ärritatud tooted liiguvad jooksva olekusse, mis lammutatakse veega, tuul langevad madal reljeefne kohti jõgedesse, ookeani ja moodustavad võimas kihtide settekivimite, mis aja jooksul, tšekk sügavus piirkondades kõrgendatud temperatuur ja rõhk, allutatakse metamorfoosile, st "täielik". Selle sulamisega tekib uus metamorfne tõug Maa kooriku ülemises horisondes ja tsükli äsja osa (Joon. 32).
Joonis fig. 32. Ainete geoloogiline (suur) tsükkel
Pagasi ained on kõige intensiivsemad ja kiired tsükli - gaasid ja looduslikud veed, mis on atmosfääri ja planeedi hüdrokett. Märkimisväärselt aeglasem teostab litosfääri materjali ringlust. Üldiselt on iga keemilise elemendi tsükkel osa kuuluvate ainete kogutoodangust maa peal ja nad kõik on üksteisega tihedalt seotud. Elava aine biosfääri selles tsükli täidab suur töö ümberjaotamise keemiliste elementide, mis pidevalt ringlevad biosfääri, liigub väliskeskkonnast organismide ja jälle väliskeskkonda.
Väikesed või bioloogilised, ainete tsükkel- see on
ainete ringlus taimede, loomade, seente, mikroorganismide ja pinnase vahel. Bioloogilise ringluse olemus on kahe vastandliku, kuid omavahel seotud protsesside voolu - orgaaniliste ainete loomine ja nende hävitamine. Orgaaniliste ainete esinemise esialgne etapp on tingitud roheliste taimede fotosünteesi, st süsinikdioksiidi, vee ja lihtsate mineraalsete ühendite eluagendi moodustumist päikeseenergiaga, kasutades Sun. Taimed (tootjad) eemaldatakse pinnasest väävli molekuli, fosfori, kaltsiumi, kaaliumi, magneesiumi, mangaani, räni, alumiiniumi, tsinki, vase ja muude elementide lahuses. Puhastavad loomad (tellimuse konservatioonid) neelavad nende elementide ühendeid juba taime päritolu toidu vormis. Kihindajad (tellimuse II loovutused) on varustatud vegetatiivsed loomad, tarbivad toiduainete keerulisemat koostist, sealhulgas valgud, rasvad, aminohapped ja muud ained. Surnud taimede orgaaniliste ainete (rinduzers) hävitamise protsessis ja loomade jäägid, lisatakse pinnase ja vesikeskkonnale üksi mineraalühendid ning algab järgmine bioloogilise ringluse vooru. (Jn 33).
Ökosüsteemi oluline tegevus ja ainete tsükkel on võimalik ainult püsiva energia sissevoolu seisundis. Peamine energiaallikas maapinnale on päikesekiirgus. Päikeseenergiat tõlkida fotosünteetilised organismid orgaaniliste ühendite keemiliste sidemete energiasse. Toiduahelate kohaselt energiaülekanne sõltub termodünaamika teisest õigusest: ühe energia teise muundamise teisele kaasasoleva energia kadumisega kaasneb energia osakaal. Samal ajal, selle ümberjaotamine järgib rangeid mustreid: ökosüsteemi poolt saadud energia ja tootjate absorbeeritakse nende biomassiga, on pöördumatu esimese, teise, teise nõustamisega. Tellimused ja seejärel rindunts iga trofilise tasemega energiavoogudega. Seoses sellega ei juhtu energiatsükli.
Erinevalt energiast, mida kasutatakse ökosüsteemis ainult üks kord, kasutatakse aineid korduvalt, kuna nende tarbimine ja ümberkujundamine toimub ringis. See tsükkel viiakse läbi ökosüsteemi elusorganismid (tootjad, konsultatsioonid, sugulased) ja nimetatakse ainete bioloogiliseks meelerahuks.
Ainete bioloogiline ringlusse ringlusserdamine või ainete väikese sissepääs mullast ja atmosfäärist elusorganismides, millel on nende keemia kujul asjakohased muutused, tagastades nende pinnase ja atmosfääri organismide elu jooksul ja postuumous jääkide ja elamisvabadusega sissepääsuga Organismid pärast hävitamise ja mineraliseerumise protsesse mikroorganismide abil. Selline arusaam ainete bioloogilisest tsükli kohta (vastavalt N.P. Remezov, L.E. Motherland ja N.I. Basilevich) vastab biogeotilisele tasemele. On täpsem rääkida keemiliste elementide bioloogilisest tsüklist ja mitte ainetest, sest erinevatel etappidel võib ainete tsüklit keemiliselt modifitseerida. Vastavalt V.A. Müra (1973), iga-aastane suurus bioloogilise tsükli tuhaelementide pinnasesüsteemi oluliselt ületab suurusjärku iga-aastase geokeemilise voolu nende elementide jõe ja merele ning mõõdetakse kolossaalse arvu 109 t / g.
Sushi keskkonnasüsteemid ja maailma ookeanis siduvad ja jaotavad päikeseenergia, süsinik-atmosfääri, niiskuse, hapniku, vesiniku, fosfori, lämmastiku, väävli, kaltsiumi ja muude elementide. Taimsete organismide (tootjate) ja nende koostoimete oluline tegevus loomade (konsultatsioonide), mikroorganismide (Rindtunts) ja elupärase olemusega tagab maa-energia akumulatsiooni ja ümberjaotamise mehhanismi.
Ainete tsükkel ei ole kunagi täielikult suletud. Mõned orgaanilised ja anorgaanilised ained viiakse läbi väljaspool ökosüsteemi ja samal ajal saab nende reservide täiendada välise otsa tõttu. Mõnel juhul on aine tsükli mõnede tsüklite korduva reprodutseerimise aste 90-98%. Mittetäieliku tsüklite lähemale geoloogilise aja jooksul toob kaasa elementide kogunemisele erinevates loodussfäärides. Seega on mineraalid kogunenud - kivisöe, õli, gaas, lubjakivi jne.
2. maailma kaasaegse loodusteaduste maalimise põhiomadused
Loodusteadus on nähtuste teadus ja looduse seaduste teadus. Kaasaegne loodusteadus sisaldab palju loomulikult teaduslikke sektoreid: füüsika, keemia, bioloogia, samuti arvukad seotud tööstusharud, nagu füüsikaline keemia, biofüüsika, biokeemia jne. Loodusteadus mõjutab paljude loodusomaduste paljude ja mitmepoolsete ilmingute arvukaid küsimusi, mis võib pidada üheks.
Kaasaegne mitmekesine tehnika - loodusteaduse vilja, mis sellele päevale on peamine alus paljude paljutõotavate suundade väljatöötamiseks - nanoelektroonikast kõige keerulisema kosmosetehnoloogiani ja see on paljude jaoks ilmselge.
Filosoofid kogu aeg tuginesid uusimate teaduslikele saavutustele ja esiteks loodusteadusele. Saavutused eelmise sajandi füüsika, keemia, bioloogia ja teiste teaduste lubatud filosoofilisi ideid uuel moel sajandeid. Paljud filosoofilised ideed sündisid loodusteaduse sügavuses ja loodusteaduses, omakorda oli arengu alguses naturofiilosoofiline iseloom. Sellise filosoofia kohta saate öelda Saksa filosoofi Arthur Schopenhaueri sõnadega (1788-1860): "Minu filosoofia ei andnud mulle mingit sissetulekut, kuid ta päästis mind väga paljudest kulutustest."
Isik, kellel on vähemalt tavaline ja samal ajal kontseptuaalne loomulik teadmised, st Looduse tundmine suudab kindlasti oma tegevuse tulemusena kasu saada, kombineeritakse alati hoolika suhtumisega loodusele ja selle säilitamisega mitte ainult praeguse, vaid ka tulevaste põlvkondade jaoks.
Teadmised loomuliku teadusliku tõde teeb isiku vaba, tasuta filosoofilises mõttes sõna, vaba ebakompetentsete lahenduste ja tegevuste ja lõpuks tasuta valik tee oma üllas ja loominguline tegevus.
Loodusteaduse saavutusi ei ole mõtet loetleda, igaüks meist teab sündinud tehnoloogiat ja naudib neid. Täiustatud tehnoloogiad põhinevad peamiselt XX sajandi viimaste aastakümnete loomulikel ja teaduslikel avastustel. Kuid vaatamata käegakatsutavatest saavutustest on probleeme, mis on põhjustatud peamiselt teadlikkust meie planeedi keskkonna tasakaalu ohust. Turumajanduse erinevad toetajad nõustuvad, et vaba turg ei saa kaitsta elevante Aafrikas Mesopotaamia jahimeeste või ajalooliste mälestiste eest - Happesajadest ja turistidest. Ainult valitsused on võimelised kehtestama seadusi, mis stimuleerivad turu osutamist kogu asjaoluga, et isik vajab selle elupaiga hävitamiseta.
Samal ajal ei suuda valitsus omada sarnast poliitikat ilma teadlaste abita ja eelkõige kaasaegse loodusteaduse omada teadlasi. Vajadus seost loodusteaduste ja juhtimisstruktuuride vahel, mis on seotud keskkonna, materiaalse toetuse jms küsimustes ilma teaduseta, on planeedi puhtus raske säilitada: reostuse taset tuleb mõõta, nende tagajärgi ennustataks - just nii Me saame õppida muredest, mida peate ära hoidma. Ainult kõige kaasaegsemate looduslike teaduslike ja peamiselt füüsiliste meetodite abil saab jälgida osoonikihi paksuse ja homogeensuse abil, mis kaitseb isikut ultraviolettkiirgusest. Ainult teaduslikud uuringud aitavad mõista happe sademete ja suduse põhjuseid ja konservid, mis mõjutavad iga inimese elu, annavad teadmistele, mis on vajalikud inimese lennule kuule, ookeani sügavuse uurimisele, et leida võimalusi pakkuda inimest paljudest tõsistest haigustest.
70ndatel populaarsete matemaatiliste mudelite analüüsi tulemusena jõudsid teadlased järeldusele, et majanduse edasine arendamine muutub peagi võimatuks. Ja kuigi nad ei toonud uusi teadmisi, mängisid nad ikka veel olulist rolli. Nad näitasid täna suundumuste arendamise võimalikke tagajärgi. Ühel ajal veenduvad sellised mudelid tõesti miljoneid inimesi, kes on vaja looduskaitset ja see on märkimisväärne panus edusammudesse. Hoolimata soovituste erinevustest sisaldavad kõik mudelid ühte peamist järeldust: loodust ei saa täna veel edasi saastunud
Looduslike teaduslike teadmistega võib seostuda palju probleeme maa peal. Need probleemid tekivad siiski teaduse ebaküpsuse tõttu. Anna talle jätkata muidugi - ja inimkond ületada tänapäeva raskusi - selline on arvamus enamik teadlasi. Teiste jaoks suuremal määral on need, kes eitavad ennast ainult teadlaste kohordile, teaduse kaotanud oma tähtsuse.
Looduslik teadus peegeldab oluliselt praktikute vajadusi ja samal ajal rahastatakse sõltuvalt riigi ja avalikkuse pidevalt muutuvatest sümpaatiatest.
Teadus ja tehnoloogia ei ole mitte ainult peamine vahend, mis võimaldab inimestel kohaneda pidevalt muutuvate looduslike tingimustega, vaid ka peamise jõuga, otseselt või kaudselt põhjustavad selliseid muudatusi.
Koos selgesõnaliste positiivsete omadusse loodusteadusele on vaja arutada ka puudujääkidest, mis on põhjustatud teadmiste olemusest, ja arusaamatuste arusaamatusest materiaalse maailma väga oluliste omaduste selles staadiumis, kuna see on piiratud teadmiste tõttu isik. Oletame, et puhas matemaatika tegi avastamise vastuolus mõtteid mõtlejate mineviku: juhuslikud, kaootilised protsessid saab kirjeldada täpsete matemaatiliste mudelite abil. Ja selgus, et isegi tõhusa tagasisidega varustatud lihtne mudel on nii tundlik vähimatki muutuste suhtes esialgsetes tingimustes, et selle tulevik muutub ettearvamatuks. Kas see on seda väärt, et väita, kas universum on kindlaks määratud, kui rangelt deterministlik mudel annab tulemusi, mis ei erine tõenäosusest?
Loodusteaduse eesmärk on kirjeldada, süstematiseerida ja selgitada looduslike nähtuste ja protsesside kombinatsiooni. Sõna "Selgitage" teaduse metoodikas nõuab selgitust. Enamikul juhtudel tähendab see mõista. Mida mees tavaliselt tähendab, öeldes: "Ma saan aru"? Reeglina tähendab see: "Ma tean, kus see tuli" ja "Ma tean, mis see toob kaasa." Seega on tekkinud põhjuslik suhe: Põhjus on nähtus - uurimine. Sellise võlakirja laiendamine ja mitmemõõtmelise struktuuri moodustamine, mis hõlmab mitmeid nähtusi, on teadusliku teooria aluseks, mida iseloomustab selge loogiline struktuur ja mis koosneb põhimõtete või aksioomide ja teoreemide kogumitest kõigi võimalike järeldustega. Sellise skeemi kohaselt on ehitatud mis tahes matemaatiline distsipliin, näiteks eukleidea geomeetria või komplekti teooria, mis võib olla teaduslike teooriate iseloomulike näidetena. Teooria ehitamine hõlmab muidugi spetsiaalse teadusliku keele loomist, erilist terminoloogiat, teaduslike kontseptsioonide süsteemi, millel on ühemõtteline tähendus ja sellega seotud ranged loogika reeglid.
Pärast teooriat "kogemuste testitud teooria on järgmine reaalsuse teadmiste etapp, milles on kehtestatud meie teadmiste tõe tõe tõe või teooriate ja individuaalsete teaduslike väidete piiride piirid. See etapp määratakse objektiivsete ja subjektiivsete teguritega. Üks olulisi objektiivseid tegureid on meie ümber maailma dünaamika. Tuletame meelde iidse kreeka filosoofi herclite targa sõnad (lõpp VI - V sajandite algus. BC); "Kõik voogud, kõik muutused; Samas jõgi, sa ei saa siseneda jõe kaks korda. "Summer Up, me sõnastame lühikese kolme põhiprintsiip teaduslike teadmiste tegelikkust.
1. Põhjuslikkus. Osalisuse esimene ja õiglane mahukas määratlus sisaldub demoritooriumi avalduses: "Ei ole asi, kui see ei ole, kuid kõik tulenevad mingil põhjusel ja vajalikkuse tõttu."
2. Tõe kriteerium. Loomulikult teaduslikku tõde kontrollitakse (tõestatud) ainult praktika järgi: tähelepanekud, katsed, katsed, tootmise tegevused: kui teadusteooria on praktikas kinnitanud, siis on see tõsi. Loomulikult kontrollib teaduslikke teooriaid, mis on seotud tulemuste tähelepanekute, mõõtmiste ja matemaatilise töötlemisega. Rõhutades mõõtmiste tähtsust, silmapaistvat teadlast D.I. Mendeleev (1834-1907) kirjutas: "Teadus, alustas, kui inimesed õppisid mõõtma; Täpne teadus ei ole mõeldamatu ilma meetmeta. "
3. teaduslike teadmiste suhtelisus. Teaduslikud teadmised (kontseptsioonid, ideed, mõisted, mudelid, teooriad, nende järeldused jne) on alati suhteliselt ja piiratud.
Sageli leitud avaldus: loodusteaduse peamine eesmärk on looduse seaduste loomine, varjatud tõde avamine - selgelt või kaudselt eeldab, et tõde on juba olemas ja eksisteerib valmis vormis, on vaja ainult selle leida, Leia seda omamoodi aare. Suur filosoof antiikajasi demoter ütles: "Tõde on peidetud sügavamal (peitub allosas merele)." Teine objektiivse tegur on seotud eksperimendi tehnika ebatäiuslikule, mis teenindab materjali baasi mis tahes kogemuste põhjal.
Loodusteadus ühel või teisel viisil süstematiseerib meie tähelepanekuid looduse üle. Samal ajal ei tohiks seda käsitleda näiteks teise järjekorra kõverate teooriat ligikaudselt põhjusel, et teises järjekorras kõverate täpsus ei ole. On võimatu öelda, et Neevklidova geomeetria selgitab EUCLIDEA - igaüks võtab oma koha süsteemisüsteemis, olles täpne vastavalt täpsuse sisemisele kriteeriumidele ja leiab vajaduse korral taotluse. Samamoodi on vale väita, et relatiivsuse teooria selgitab klassikalist mehaanikat - need on erinevad mudelid, mis on üldiselt öelnud ja erinevad rakendused.
Sõltumata tõe sisust, mis asub iidsetest aegadest suurte teadlaste mõtetes ja olenemata sellest, kui palju teaduse teema küsimus üldiselt ja loomulikus teaduses on üks ilmne: loodusteadus on äärmiselt tõhus, võimas Tööriist, mitte ainult võimaldades teil tunda maailma, vaid ka tohutu kasu.
Aja jooksul ja eriti eelmise sajandi lõpus on teaduse ja esimese loodusteaduse funktsiooni muutus. Kui varasem teaduse põhifunktsioon oli uuringu kirjelduses, süstematiseerimisel ja selgituses, muutub nüüd teaduse inimtootmise lahutamatuks osaks, mille tulemuseks on kaasaegne tootmine - kas see on kõige keerulisema kosmoselaeva vabastamine, kaasaegne super - ja personaalarvutid või kvaliteetsed audio- ja videoseadmed - omandab kõrgtehnoloogia. Teadusliku ja tootmise ja tehnilise tegevuse splaissing esineb suured teadus- ja tootmisliigsid - sektoritevahelised teadus- ja tehnilised kompleksid "Teadus - tehnika - tootmine", kus teaduse kuulub juhtivat rolli. See oli sellistes kompleksides, et esimesed ruumi süsteemid loodi, esimesed tuumaelektrijaamad ja palju muud, mida peetakse teaduse ja tehnoloogia kõrgeimaks saavutamiseks.
Hiljuti usuvad humanitaarabiteadlased, et teadus on produktiivne jõud. Samal ajal on see peamiselt loomulik. Kuigi teadus ei tooda otseselt materiaalseid tooteid, kuid on ilmne, et teaduslikud arengud põhinevad mis tahes toodete tootmisel. Seega, kui nad räägivad teadusest produktiivse tugevusega, ei võeta arvesse kaste või muu tootmise lõpptooteid ja et teaduslik teave on omamoodi tooteid, mille põhjal on see organiseeritud ja materjali tootmine Väärtusi rakendatakse.
Arvestades seda olulist näitajat teadusliku teabe arvuna, on võimalik mitte ainult kvalitatiivne, vaid ka selle näitaja ajutise muutmise kvantitatiivne hindamine ja seega teaduse arendamise mustri kindlaksmääramine.
Kvantitatiivne analüüs näitab, et teaduse arendamise tempo nii tervikuna kui ka selliste loodusteaduste tööstusharudena, nagu füüsika, bioloogia jne, samuti matemaatikana, iseloomustab kasv 5-7% aastas aastas 300 aastat. Analüüsimisel võeti arvesse konkreetseid näitajaid: teaduslike artiklite arv, teadlased jne Sellist teaduse arengu tempot saab kirjeldada teistmoodi. Iga 15 aasta jooksul (pool keskmisest erinevusest vanemate ja laste vahelisest vanusest) suureneb teaduslike toodete maht E korda (E \u003d 2,72 - looduslike logaritmide alus). See avaldus on teaduse eksponentsiaalse arengu mustrite olemus.
Sellest musterist tulenevad järgmised järeldused. Iga 60 aasta jooksul suurenevad teaduslikud tooted umbes 50 korda. Viimase 30 aasta jooksul on sellised tooted loodud umbes 6,4 korda rohkem kui inimkonna ajaloos. Sellega seoses on XX sajandi arvukad omadused. See on üsna õigustatud lisada veel üks - "teaduse vanus".
On ilmselge, et vaadatud näitajate piires (loomulikult ei ole võimalik arvutada teaduse arendamise keerulise probleemi omadustele võimatu, ei saa teaduse eksponentsiaalne areng jätkuda määramata ajaks, vastasel juhul Suhteliselt väike ajavahemik, lähitulevikus muutuks kogu maailma elanikkond teaduslikeks töötajateks. Nagu eelmises lõigus märgitud, isegi suurel hulgal teaduslikes väljaannetes sisaldub suhteliselt väike arv tõeliselt väärtuslikku teaduslikku teavet. Ja mitte iga teadlane aitab olulist panust tõelises teaduses. Teaduse edasine arendamine jätkub tulevikus, kuid mitte ulatusliku majanduskasvu kulul teadlaste arvu ja nende poolt toodetud teaduslike väljaannete arvu ja uurimismeetodite ja teadusuuringute tehnoloogiate meelitamisega ning kvaliteedi parandamisele. Teaduslik töö.
Täna on rohkem kui kunagi varem üksikasjalik töö oluline mitte ainult ja mitte nii palju kriitika ja mineviku ümbermõtestamise osas, sest tuleviku võimaluste uurimisel, uute ideede ja ideaalide leidmisel. Lisaks majanduse küsimustele on see ilmselt kodumaise teaduse ja kultuuri kõige olulisem sotsiaalne korraldus. Varasemad ideed Väljalasketa või on ammendatud ja kui me ei täida moodustatud tühjuse, siis hõivatakse isegi vanemate ideede ja fundamentalismiga, mis on heaks kiidetud võimsuse tugevuse ja asutuse poolt. See on selles, et täna on helistamine, mille eest me jälgime.
3. Aruande kõigis inertsiaalteates esineb liikumine samade mustrite järgi - see on sõnastus ...
a) maailma gravitatsiooni seaduse; b) Galilea relatiivsuse põhimõtted; c) klassikalise Newtoni mehaanika seadused
Relatiivsuse põhimõte on põhiline füüsiline põhimõte, mille kohaselt kõik füüsilised protsessid inertsiaalsete võrdlussüsteemide toimivad võrdselt, olenemata sellest, kas süsteem on fikseeritud või see on ühtse ja sirge liikumise seisundis.
See määratlus on seotud punktiga "B" - Galilea relatiivsuse põhimõtted.
4. Galilea relatiivsuse põhimõtted
Galilea Relatiivsuse põhimõte ,
Klassikalise mehaanika inertsiaalsete võrdlussüsteemide füüsilise võrdsuse põhimõte avaldub asjaolu, et mehaanika seadused kõigis sellistes süsteemides on samad. Sellest järeldub, et mis tahes inertsisüsteemis läbiviidud mehaaniliste eksperimentide puhul on võimatu kindlaks teha, kas see süsteem on ühtlaselt ja sirge. See säte loodi kõigepealt Galileem 1636. aastal. Samad mehaanika seadused inertsiaalsete galleeritud süsteemide mehaanikale, mis illustreerisid näitel näitel näitel laeva pakis puhata või liigub ühtlaselt ja lihtne (võrreldes maaga, mida võib pidada piisava inertsiaalse võrdlussüsteemi täpsuse aste): "Tule nüüd laeva liikuda mis tahes kiirusega ja seejärel (kui ainult liikumine on ühtlane ja ilma liikumine teises suunas) kõigis nendes nähtustes, mida te ei leia vähimatki muutust ja seda ei saa paigaldada ükskõik millisele neist, kas laev liigub või seisab liikumatu ... midagi asja sõber, siis ei pea seda visata rohkem võimsusega, kui see on nina peal, ja sa oled ahtris kui millal Teie vastastikune positsioon on vastupidine; DROPSi, nagu enne, langeb alumises anumasse ja ükski ei langeks ahtrisse lähemale, kuigi samal ajal kui langus on õhus, läheb laev palju span "1.
Materjalipunkti suhtelise liikumine: selle positsioon, kiirus, tee tüübi sõltub sellest, millise võrdlussüsteemi (keha viide) arvestatakse. Samal ajal on klassikalise mehaanika seadused ,
s.o põhilised suhtarvud, mis seonduvad materjalipunktide liikumise ja nende vastastikuse interaktsiooni väärtustega, on kõigis inertsiaalsetes võrdlussüsteemides samad. Mehaanika mehaanika mehaanika liikumise ja samade (ebaoluliste) suhtelisus erinevates inertsiaalsetes võrdlussüsteemides ja kujutavad endast Galilea relatiivsuse põhimõtte sisu.
Matemaatiliselt väljendab Galilea Relatiivsuse põhimõte mehaanika võrrandite (muutmata) võrrandite (muutumatuna) võrrandite võrrandavate konversioonidega liikuvate punktide (ja kellaaja) konverteerimise teel ühe inertsisüsteemi ümberkujundamise ajal teisele inertsisüsteemist teisele - Galilea transformatsioonidele.
Oletame, et on olemas kaks inertsiaalset võrdlussüsteemi, millest üks S, me nõustume kaaluma puhkamist; Teine süsteem, S ', liigub konstantse kiirusega s u. Niisiis, nagu on näidatud pildil. Siis vaadata Galilea ümberkujundamine koordinaatide materjalipunkti S ja S süsteemidesse
X '\u003d x - ut, in' \u003d y, z '\u003d z, t' \u003d t (1)
(Insuldi väärtused kuuluvad S-süsteemile, rafineerimata - s). T. Umbes., Aeg klassikalises mehaanika, nagu iga fikseeritud punktide vaheline kaugus, peetakse kõigis võrdlussüsteemides samaks.
Galilea transformatsioonidest on võimalik saada suhteid kiiruse kiiruse ja selle kiirendamise vahel mõlemas süsteemis:
V '\u003d V - U, (2)
A '\u003d a.
Klassikalises mehaanikas määratakse materjalipunkti liikumine Newtoni teise seadusega:
F \u003d MA, (3)
Kus m - Mass Point, a F - Võrdõiguslikkus Kõik jõudude kinnitatud jõud. Samal ajal on jõud (ja massid) klassikalistes mehaanika invariantides, s.o väärtustest, mis ei muutu ühe võrdlussüsteemist teise ülemineku ajal teisele. Seetõttu ei muutu ümberkujundamisel Galilea võrrandi (3). See on Galilea suhtelise põhimõtte matemaatiline väljendus.
Galilea relatiivsuse põhimõte kehtib ainult klassikalises mehaanika, kus peetakse kiiruste liikumist, palju vähem kerge kiirust. Kiirusel on valguse kiiruse lähedal, keha liikumine sõltub relativistlike mehaanika seadustest Einsteinist ,
mis on invariant teiste koordinaatide ja ajavahendite suhtes - Lorentzi transformations
(Madalatel kiirustel lähevad nad Galilea ümberkujundamisele).
5. Special Einsteini relatiivsusteooria
Relatiivsuse eriline teooria põhineb kahel postularil. Esimene postulaat (Einsteini relatiivsuse üldine põhimõte) Loeb: puuduvad füüsikalised katsed (mehaanilised, elektromagnetilised jne), mis on toodetud sellel võrdlussüsteemis, on võimatu kindlaks teha vahet puhkavate riikide ja ühtse sirgjoonelise liikumise vahel (teisisõnu Looduse seadused on kõikides inertsiaalsete koordinaatide süsteemide puhul samad süsteemid, mis liiguvad sirge ja ühtlaselt üksteise suhtes). See postulaat tuleneb kuulsa Michelson-Morlaya kogemuse tulemustest, mõõdeti valguse kiirust maa liikumise suunas ja risti suunas. Valguse kiirus oli kõikides suundades sama, olenemata allika liikumisest (muide, need mõõtmised lükkasid tagasi maailma liikumatute eetri olemasolu, mille võnkumised seletasid valguse olemusega ).
Teine postulaat See viitab sellele, et valguse kiirus vaakumis on kõigis inertsiaalsetes koordinaatsüsteemides sama. Seda postulaati mõistetakse (sh Einstein ise) valguskiiruse püsivuse mõttes. Arvatakse, et see postulaat on ka michelsoni kogemuste tagajärg.
Postulaate kasutas Einstein Maxwelli elektrodünaamika võrrandite analüüsimiseks ja järgmistest Lorentzi transformatsioonide analüüsimiseks, mis võimaldab ekspresseerida liikuva süsteemi koordinaate ja aega (märgitud ülalmainitud insultiga) abil fikseeritud süsteemi koordinaatide ja aja kaudu (need transformatsioonid lahkuvad) Maxwell võrrandid muutmata):
x '\u003d (x - vt) / ^ 0,5 m); y '\u003d y m); z '\u003d z m); (üks)
t '\u003d (T - XV / C ^ 2) / ^ 0,5 (Sec). (2)
Nendest transformatsioonidest järgneb Einsteini kiiruse lisamise teoreem otseselt:
VC \u003d (V1 + V2) / (1 + V1 * V2 / C ^ 2) (Prl). (3)
Tavaline lisaseaduse ( VC \u003d V1 + V2) Tegutseb ainult madalal kiirusel.
Analüüsi põhjal jõudis Einstein järeldusele, et süsteemi liikumise fakt (kiirustel) V.) See mõjutab selle mõõtmeid, voolukiirust ja massi vastavalt väljenditele:
L \u003d lo / ^ 0.5 m); (neli)
delta t \u003d delta to / ^ 0.5 (sek); (viis)
M \u003d mo / ^ 0,5 (kg). (6)
Nullitud väärtused, mis on seotud fikseeritud (puhkeoleva) süsteemiga. Volmulad (4) - (6) viitavad sellele, et liikuva süsteemi pikkus on vähendatud, aja aeglustab aja möödumist (tundide) ja mass suureneb. Põhineb valemi (5), idee nn kahekordse toime tekkis. Kosmonaut, mis lendas laeva aasta jooksul (laeva kella) kiirusega 0,9988 alates, Maa juurde naasmine kohtub oma kahe vennaga, kes vanuses 50 aastat. Suhe (6), mis iseloomustab suurenenud massi mõju, LED Einstein oma kuulsa õiguse sõnastusele (6):
E \u003d MC ^ 2 J).
6. Üldine Einsteini suhtelisuse teooria
Relatiivsuse üldine teooria (OTO) on Albert Einsteini avaldatud raskusastme geomeetriline teooria aastatel. Selle teooria osana, mis on relatiivsuse erilise teooria edasine arendamine, postuleeritakse, et gravitatsiooniline mõju on tingitud kosmoseaja mitte-võimsusest koostoimetest kosmoseajast, kuid ruumi deformatsiooniga, mis on Seotud, eriti mass-energia juuresolekul. Relatiivsuse üldine teooria (OTO) on kaasaegne gravitatsiooni teooria, mis ühendab selle neljamõõtmelise ruumi kumerusest.
Seega ei ole OTO-s, nagu teistes meetrilistes teooriates, ei ole gravitatsioon võimsusvaheline interaktsioon. Relatiivse üldine teooria erineb teistest metrilistest teooriatest Einsteini võrrandite kasutamisega kosmoseaja kõveruse edastamiseks kosmoses oleva materjaliga.
Kõige edukama gravitatsiooni teooria on praegu kinnitanud tähelepanekud. Relatiivse üldise teooria esimene edu selgitas ebanormaalse pikkusega
perigelia
Elavhõbe. Seejärel teatas Arthur Eddingtonis jälgides valguse kõrvalekaldet päikese lähedale täieliku Eclipse'i ajal, mis kinnitas relatiivsuse üldteooria prognoose. Sellest ajast alates on paljud muud tähelepanekud ja katsed kinnitanud märkimisväärset summat teooria ennustusi, sealhulgas gravitatsioonilise aeglustumise aja aeg, gravitatsiooniline punane nihkumine, signaali viivitus gravitatsiooni valdkonnas ja seni ainult kaudselt, gravitatsiooni kiirgus. Lisaks on arvukaid märkusi tõlgendatakse ühe suhtelise relatiivsuse üldise teooria ühe salapärasemate ja eksootiliste prognooside kinnitamisena - mustade aukude olemasolu.
Einstein sõnastas samaväärsuse põhimõtet, mis väidab, et raskusala füüsilised protsessid on eristamatud sarnaste nähtustega vastava kiirendatud liikumisega. Samaväärsuse põhimõte on muutunud uue teooria aluseks, mida nimetatakse relatiivsuse üldteooriaks (OTO). Võimalus rakendada selle idee Einstein nägi tee üldistamise põhimõtte relatiivsuse liikumise, st Selle jaotus ei ole mitte ainult kiirus, vaid ka liikuvate süsteemide kiirendamiseks. Kui te ei omista absoluutset märgi kiirendust, kaotavad inertsiaalsete süsteemide klassi valik selle tähenduse ja neid saab sõnastada füüsiliste seaduste nii, et need on seotud mis tahes koordinaatide süsteemiga. See on relatiivsuse üldine põhimõte.
Alates seisukohast, ruumi meie maailma ei ole pidev null kõverus. Kumerus muutub punktist punktini ja määratakse kindlaks haua valdkonnas ja erinevate punktide aeg voolab erinevalt. Gravity valdkond ei ole midagi enamat kui tegeliku ruumi omaduste kõrvalekalle ideaalse (eukleidina) ruumi omadustest. Iga punkti raskusala määratakse ruumi kõveruse väärtusega selles punktis. Samal ajal määratakse kosmoseaja kõverus mitte ainult aine kogumassist, millest keha koosneb, vaid ka igasuguse energialiikide kaudu, kaasa arvatud kõigi füüsiliste väljade energia energia. Niisiis, OTO-s on mass- ja energiateenuse identiteedi põhimõte kokku: E \u003d MC 2. Seega kõige olulisem erinevus teiste füüsiliste teooriate vahel on see, et see kirjeldab materjali mõju kosmoseaja omadustele, nende ruumide omaduste omadustele nende jaoks mõjutab keha liikumist, füüsiliste protsesside liikumist.
Lisaks peetakse põllumajanduse materjalipunkti liikumist vabaks "inertsiaalseks" liikumiseks, vaid see ei toimu euskliidi keeles, vaid ruumi muutuva kõverusega. Selle tulemusena ei ole punkti liikumine enam sirgjooneline ja ühtlane, ning seal on kumerate ruumi geodeetiline joon. Sellest järeldub, et materjalipunkti liikumise võrrand, samuti valguskiir tuleb kajastada kaardunud ruumi geodeetilise rea võrrandi kujul. Kosmose kumeruse määramiseks peate teadma põhilise tensor osa komponendi väljendit (potentsiaali analoog Newtoni raskusastme teoorias). Ülesanne on teada masside jaotusruumis ruumis, määrata kindlaks koordinaatide ja kellaaja funktsioonid (põhiteense osa komponent); Siis saate salvestada geodeetilise joone võrrandi ja lahendada materjalipunkti liikumise probleemi, kerge tala levitamise probleem jne.
Einstein leidis gravitatsiooni valdkonnas üldise võrrandi (mis klassikalises ligikaudses vastasesse Newtoni õigusesse edastati) ja lahendas seega probleemi üldises vormis. Gravitatsiooni valdkonnas võrrandid relatiivse üldise teooria on 10 võrrandi süsteemi. Erinevalt Newtoni teooriast, kus on üks gravitatsioonivälja potentsiaal, mis sõltub ainsast väärtusest - massitihedust, Einsteini teoorias kirjeldatakse gravitatsiooni valdkonnas 10 potentsiaali ja seda saab luua mitte ainult massihetmega , aga ka massi ja impulsi voolu oja poolt.
Teine oluline erinevus füüsilistest teooriatest, millele eelneva füüsilise teooriate erinevus on keelduda mitmetest vanimatest kontseptsioonidest ja uute sõnastamisest. Niisiis, Oto keeldub "Power", "potentsiaalse energia" kontseptsioonidest, inertsiaalse süsteemi "" "Kosmose-aja olemuse" eukliide "ja teised; See kasutab mitte-jäikat (deformeeritavaid) televisiirdeid, sest gravitatsiooniväljadel ei ole tahkeid organeid ja kella käigus sõltub nende valdkondade seisundist. Selline võrdlussüsteem (seda nimetatakse "viide") võib liikuda juhuslikult ja selle vorm võib varieeruda, mida kasutatakse, võib olla ebaregulaarne liikumine. Oto süvendab selle valdkonna mõistet, associated inertside, raskusastme ja mõõdikute kontseptsioone, võimaldab gravitatsioonlainete võimalust. Gravitatsioonilained on loodud muutuva gravitatsiooni valdkonnas, ebaühtlane masside liikumine ja jaotatud ruumi kiirusel. Maine tingimused on gravitatsioonilised lained väga nõrgad. Seal on võimalus tõeline fikseerimine gravitatsiooni kiirgus, mis esineb Grand katastroofiliste protsesside universumi - puhangute supernovae, kokkupõrke pulsars jne, kuid nad ikka ei suutnud katsetada.
Hoolimata suhtelisuse üldteooria suurepärasest edukust, on teadusringkonnas ebamugavustunne ebamugavustunne, mis on seotud asjaoluga, et quantumi teooria klassikalise piirmäära reformida ei ole võimalik kordumata matemaatiliste lahknevuste tekkimise tõttu mustade aukude ja Kosmoseaja üldistes aindustes. Selle probleemi lahendamiseks pakuti välja mitmeid alternatiivseid teooriaid. Kaasaegsed eksperimentaalsed andmed näitavad, et igasugune kõrvalekalle OTOst peaks olema väga väike, kui need on üldse olemas.
Maailma kaasaegse füüsilise pildi moodustamine Einsteini põhimõtted ja kontseptsioonid Relatiivse üldise teooria põhimõtted ja kontseptsioonid (raskusastme teooria) Bioloogiliste struktuuride taseme kontseptsioon ja elussüsteemide korraldamine
Kaitseseadused
Kursuse ained
Väike rändevoogude keemiliste elementide vahel nii omavahel seotud organismide kui ka organisme ja nende ümbritseva keskkonna vahel suuremates tsüklites - kõverad. Elu kestust ja püsivust säilitab tsükli järgi, sest ilma nendeta, isegi kogu maa skaalal, oleks vajalike elementide reservid väga kiiresti ammendunud.
Sisehoovi bioloogiline (biootiline) - pideva, tsüklilise, loomuliku, kuid ebaühtlase nähtuse nähtus Aine, energia 1 ümberjaotamise ja teabe ümberjaotamise ruum ja teave organisatsiooni erinevate hierarhilise taseme keskkonnasüsteemides - biogerotsenoosist biosfäärile. Kogu biosfääri skaalal asuvate ainete tsüklit nimetatakse suureks ringiks ja konkreetse biogeotseenoosi jooksul - väikese biootilise vahetuse ring. Osa bioloogilisest tsüklitest, mis koosneb süsiniktsüklitest, veest, lämmastikku, fosforist, väävlit ja teisi biogeenseid aineid, nimetatakse biogeokeemiliseks ringluseks.
Teatud aine kogus võib bioloogilise tsükli mõne aja allosas jätta ookeanide, merede allosas, jäävad maapõue sügavusele jne). Tüktooniliste ja geoloogiliste protsesside voolu (vulkaanilise aktiivsuse, tõstmine ja langetamine Maa koorega langetamine, maa ja vee vahelised piirid jne) settekivimid lisatakse taas tsüklile, mida nimetatakse geoloogiliseks tsüklile või ringlusse.
CYPHANS ainete tootjatelt konsultatsioone erinevate tasandite, siis taastada, ja nad ei ole täielikult suletud tootjate neid uuesti. Kui ökosüsteemides oleks nende täielikud sulgemised, ei muutuks elukeskkonnas muutusi, mulda, lubjakivi ja muud biogeense päritolu kivid. Seega saab biootilist tsüklit pühitsemata tsükli kujul pühitseda. Aine kaotus on minimaalne biosfääri (planeedi suurim ökosüsteem) tsükli kahjustamise tõttu. Teave ökosüsteemides on kadunud liikide ja pöördumatute geneetiliste ümberkorralduste surmaga.
Seega säilitab iga ökosüsteem oma olemasolu biogeni tsükli ja päikeseenergia pideva sissevoolu tõttu. Energia tsükkel ökosüsteemides on praktiliselt puuduvad, kuna see tagastatakse uuesti konsultatsioonidesse taastunud kogustes taastest. Arvatakse, et energiatsükli koefitsient ei ületa 0,24%. Energia võib koguneda, salvestada (s.o transformeeritakse tõhusamateks vormideks) ja edastatakse ühest süsteemist teise osast teisele, kuid seda ei saa taas sillutada nii vee ja mineraalidena. Muidugi, läbides taimede tootjate kaudu konverteerimise kaudu installide, energia viiakse läbi lähi- ja kosmoses. Läbi ökosüsteemi liikumisel mõjutab energiavoog selle peamist biotsienoosi, seega arutatakse üksikasjalikult varem.
Laadimine ...