Реферат по экологии на тему Биосфера-2. Биосфера-2. Ргу нефти и газа (ниу) имени И. М. Губкина

• Название: Ргу нефти и газа (ниу) имени И. М. Губкина
• Анкор: Реферат по экологии на тему Биосфера-2
• Дата: 13.03.2022
• Размер: 1.29 Mb.
• Имя файла: Биосфера-2.docx
• Тип: Документы; #394284
• страница: 2 из 7

ВВЕДЕНИЕ

С каждым годом воздействие цивилизации на окружающую среду становится всё более значительным, а последствия этого — всё менее прогнозируемыми. Мы всё чаще сталкиваемся с этими последствиями в повседневной жизни не только в виде загрязненного воздуха, отравленных рек и почвы, но и в виде более глобальных экологических проблемах биосферы Земли.

Биосфе́ра (от др.-греч.. βιος — жизнь и σφαῖρα — сфера, шар) — оболочка Земли, заселённая живыми организмами, находящаяся под их воздействием и занятая продуктами их жизнедеятельности; «пленка жизни»; глобальная экосистема Земли.

Биосфера начала формироваться не позднее, чем 3,8 млрд. лет назад, когда на нашей планете стали зарождаться первые организмы. Она проникает во всю гидросферу, верхнюю часть литосферы и нижнюю часть атмосферы, то есть населяет экосферу. Биосфера представляет собой совокупность всех живых организмов. В ней обитает более 3 000 000 видов растений, животных, грибов и бактерий. Человек тоже является частью биосферы, его деятельность превосходит многие природные процессы и, как сказал В. И. Вернадский: «Человек становится могучей геологической силой» [1].

Учёные предполагали, что саморегулирующие свойства биосферы вскоре не в состоянии будут компенсировать возрастающую тепловую нагрузку, которая может стать предельной и гибельной для Земли. Усугубляет положение реальная возможность уменьшения содержания кислорода и увеличение концентрации углекислого газа в атмосфере; опасная ситуация с ядерным оружием и атомными станциями; значительная концентрация и применение опасных химических веществ в пищевых кормах для скота и пищевых продуктах для людей; нарушение озонного слоя и многое другое. Все это и породило проекты, призванные хотя бы локально сохранить жизнь в случае экологической катастрофы.

В 1984 году американская фирма «Space Biosphere Ventures» в штате Аризона приступила к реализации проекта «Биосфера - 2». Цель проекта — создать на площади в несколько гектаров замкнутую информационно-экологическую систему с регенерацией отходов, а также выяснить смогут ли человек и другие живые существа существовать (а человек ещё и работать) в замкнутой среде [2]. В отдалённом будущем такие системы могут быть полезны и как автономные поселения в космосе, и в случае крайнего ухудшения условий жизни на Земле.

ОСНОВНАЯ ЧАСТЬ

1. Проект «Биосфера-2»

В пустыне Сонора (штат Аризона, США) на площади в 1,2 га было сооружена сеть герметичных купольных зданий, изолированных от окружающей среды Земли. Комплекс был поделен на 7 моделей экосистем: 1) тропический лес с более чем 90 видами тропических деревьев; 2) океан объемом 2600 м³; 3) побережье площадью 1400 м²; 4) пастбища тропической саванны; 5) лесные болота с преобладанием мангровых деревьев; 6) пустынные холмы с травянистой и кустарниковой растительностью; 7) Биосфера 2, т.е. кампус и связанные с ним сооружения служат моделью города площадью 162 000 м² [2].

Фауна лаборатории включала в себя более трех тысяч разных представителей, среди которых: козы, куры, свиньи и рыбы. Флора (около 4 тыс. видов) — деревья, травы и кустарники могли приносить 46 разновидностей растительной пищи.

Согласно расчетам учёных, вырабатываемого растениями кислорода, выращенных продуктов питания и использующейся повторно одной и той же очищенной воды хватило бы для поддержания жизнедеятельности нескольких человек. Комплекс был оснащен сложной технической аппаратурой, которая имитировала множество природных явлений (дождь, течения в океане, морской прибой и другое). Предполагалось, что данный ковчег, включая 8-х людей, должен был функционировать в автономном режиме два года.

Главной целью проекта было понять, как протекают процессы в биосфере нашей планеты и, что еще важнее, как перестать наносить ей, а значит, и самим себе, вред [3]. Кроме того, проект «Биосфера-2» должен был помочь ученым в изучении возможности колонизации других планет [4].

1. Конструкция

Разработка конструкций и систем заняла около 10 лет, в течение этого времени специальные группы ученых собирали по всей Земле виды животных и растений для заселения «Биосферы-2», подбирали образцы почвы, тщательно следя за тем, чтобы все было биологически сбалансировано. «Биосфера-2» достаточна велика, чтобы поддерживать всю экосистему в равновесии и в то же время достаточна мала, чтобы все процессы, происходящие в ней было легко исследовать[5].

Инициатором этого широкомасштабного эксперимента стал коллектив Колумбийского университета (штат Нью-Йорк), а исполнителем стала американская фирма «Space Biospheres Ventures» (первоначально проект финансировал техасский мультимиллионер Э. Басс, выделивший 30 миллионов долларов) – принимали участие инженеры, архитекторы, биологи, гидробиологи, ботаники, бактериологи и представители еще очень многих наук и профессий [6].

В начале девяностых на площади в 9 тысяч квадратных метров (около гектара) под стеклянными колпаками (а «дно» было изолировано от земли герметично сваренными стальными листами) была возведена уменьшенная копия Земли, как мы можем увидеть на рисунке 1.

Рисунок 1 – План «Биосферы-2»

Гигантские "легкие" регулировали внутреннее давление таким образом, чтобы оно соответствовало наружному - это сводило к минимуму утечки воздуха. В результате за год происходит замена всего лишь 10 процентов атмосферы «Биосферы-2» и по этому показателю она не имеет себе равных: ее герметичность в 50 раз выше, чем у комплекса "Space Shuttle" NАSА [7]. В 5-6-этажных «домах» из стекла и стали разместились пять природных зон в миниатюре: влажный тропический лес, саванна, болото, соленое море с побережьем и пустыня. Кроме того, там были бассейны для рыб, инсектариум с 250 видами насекомых, сельскохозяйственная ферма (тут должны были обитать примерно 4 тысячи видов растений и животных) и жилая часть – комнаты для сотрудников, мастерские, информационно-вычислительный центр для контроля за всеми процессами. Каждая сфера, каждая из этих экологических ниш была отделена от других и имела свой особый климат. К примеру, испарение воды из «моря» осуществлялось с помощью вентиляторов. Образующийся пар поступал в «джунгли», где поддерживалась определенная влажность, имитировались «облака» и «туман». Управляемые компьютерами защитные экраны позволяли иметь в каждом отсеке соответствующие температурные и световые условия.

В этом искусственном мире продукты питания, кислород и вода непрерывно регенерировались, все процессы носили циклический характер. Углекислый газ, выдыхаемый людьми, поглощался растениями. А выделяемый ими кислород использовался для дыхания человеком. Отходы жизнедеятельности обеспечивали плодородие почвы и служили кормом для водорослей, бактерий и водных растений, которыми, в свою очередь, питались рыбы.

«Биосферянам» не надо было отказывать себе и в мясе. «Мы разрабатываем комплексную систему питания, – рассказывал один из научных руководителей проекта Карл Ходжес, – люди не обязаны есть водоросли, у них будут козы, куры, рыбы и прочее. В таком виде модель биосферы (вместе с человеком там находились около 500 видов растений и животных) в принципе могла бы существовать, развиваться и поддерживать свое равновесие и на Марсе».

Хотя людям, находящимся в этой огромной воздухонепроницаемой конструкции, был создан максимальный психологический и биологический комфорт, спрос с них был очень жестким. В частности, экологический тип мышления должен был стать для них непременным законом. «Если кто-нибудь бросит что-либо вредное для здоровья человека в водосток системы, он найдет это через пару недель у себя в чашке с кофе», – говорил Ходжес [8].