Живые организмы в земной коре
Живые организмы с геохимической точки зрения не являются случайным фактом в химической организованности земной коры; они образуют ее наиболее существенную и неотделимую часть. Они неразрывно связаны с косной материей земной коры, с минералами и с горными породами. Изучая живые организмы, биологи в большинстве своих работ оставляют без внимания неразрывную связь, теснейшую функциональную зависимость, существующую между окружающей средой и живым организмом. Ясно сознавая организованность организма, они совершенно не учитывают организованность среды, в которой живет организм, т. е. биосферы. Эта среда представляется им инертной, от организма независимой, как хорошо и ярко выразил Клор Бернар, космической. Так, изучая организм, они изучают не природное тело, а идеальный продукт своей мысли. Это часто удобный, даже необходимый прием научной работы, очень распространенный в естествознании. Следуя ему, сложные явления природы заменяют упрощенными моделями, идеализируют эмпирические выводы или факты, от них отходят.
Эго сейчас наступает в биологических науках.
Великие биологи прошлого сознавали неразрывную связь, соединяющую организм с окружающей его природой. В конце XVIII в. Ф. Вик д’Азир ярко выразил эти идеи в блестящих лекциях, читанных в Париже, в которых он старался дать научное и логическое определение жизни. Это было одно из многих определений жизни, одна из попыток разрешить проблему, больше логическую, чем научную, в течение многих поколений привлекавшую к себе внимание ученых и философов. Кювье в оказавшем большое влияние докладе, представленном им в 1808 г. Наполеону, о состоянии наук во Франции после революции, выразил те же мысли, что и Вик д’Азир, с непревзойденной ясностью и точностью.
Он углубил эти мысли в других своих работах. Он говорил: «Жизнь представляет, таким образом, более или менее быстрый, более или менее сложный вихрь, направление которого постоянно и который всегда захватывает молекулы, обладающие определенными свойствами; но в него постоянно проникают и из него постоянно выбывают индивидуальные молекулы, так что форма живого тела для него существеннее, чем его вещество. Пока это движение существует, тело, в котором оно имеет место, живо, оно живет. Когда движение окончательно останавливается, тело умирает». Одна из основных мыслей, здесь выраженных — большая важность формы живого тела, чем его вещества, была в течение всего XIX в. главной идеей биологии. Восприняв ее, отбрасывали все остальное, значение чего было ясно Кювье. В XIX в. в общем оставляли в стороне не только вещество — молекулы, но также действие организма на окружающую среду, т. е. движения молекул среды, существенно необходимые, по мнению Кювье, для жизни.С конца XIX — начала XX в. с ходом времени все сильнее виден поворот к более глубоким представлениям об отношении живого к окружающей его среде, если угодно, к более глубокому пониманию формулы Кювье. Корни этих изменений лежат в геологических и биологических исканиях.
Геологически они привели к выявлению организованности биосферы, приспособленной к жизни и жизнью воссоздаваемой. Частным ее проявлением являются биогеохимические процессы, в этой книге изучаемые. Вихрь атомов, входящих и выходящих из живого организма, устанавливается определенной организованностью среды жизни, геологически определенным механизмом планеты — биосферы.
Биологи к тому же выводу подходят исходя из живого организма; форма становится понятной только тогда, когда обе части вихря Кювье будут приняты во внимание: тот, который находится в среде жизни, и тот, который находится в морфе, в организме.
Крупный и оригинальный французский зоолог Ф. Гуссеочень хорошо отметил схематизацию, полное несоответствие «живого организма» биолога с настоящим живым организмом, с природным телом. Реальный организм неразрывно связан с окружающей средой, и можно отделить его от нее только мысленно.
Нельзя изучать и понять организм, нельзя познать его форму и жизнедеятельность, не изучая и не зная среды жизни. Младший современник Гуссе, английский физиолог Д. Хальдан еще глубже связал среду жизни с функциями организма. Другой, американский, физиолог Л. Гендерсон наконец дал этим представлениям форму еще более яркую и глубокую — он связал ее с геологическими процессами в единое целое.
Однако все эти искания биологов не смогли направить научную биологическую работу в новое русло.
Грандиозные проявления живых организмов, находящихся в очевидной связи с окружающей средой, — их дыхание и их питание, — продолжали изучаться и изучены вне их влияния на окружающую среду, из которой организмы при их посредстве добывают химические элементы и их ей возвращают.
Живой организм биолога в «космической среде» в огромном большинстве случаев резко отличается в своем научном охвате от реального тела эмпирического знания — живого организма биосферы. Целые области биологических проблем в общем оставались и остаются вне кругозора биологии.
Однако отдельные мыслители-биологи давно пытаются идти глубже, подходить к общему субстрату косной и живой материи при трактовке биологических проблем.В архиве науки мы находим глубокие идеи этого рода, которые должны останавливать внимание и нашей эпохи. Эти идеи живы, сейчас оживают. Старинные ученые конца XVIII в. взирали на природу с умом, менее ограниченным схемами и привычками мысли, чем их потомки. Раньше окончательного образования новой химии господствовала идея единого космоса и связанное с нею искание единой силы, правящей миром. Эту силу думали видеть во всемирном ньютоновском тяготении. Во всех явлениях нашей повседневной жизни — в падении яблока с дерева — и в величайших проявлениях космоса — в движении небесных светил — во всей единой системе природы сознавалась одна и та же единая сила. И. Ньютон, открывший законы всемирного тяготения и царивший над научным пониманием космоса во второй половине XVIII и в XIX в.
В XVIII—XIX вв. проявления всемирного тяготения искали всюду.
Этим путем приходили к открытию новых законов и к выяснению сложных и запутанных явлений, но в то же время всегда убеждались, что силы, при этом открываемые, отличны от всемирного тяготения.
В XVIII в., идя по этому пути, С. Кулон доказал, что сходны с тяготением законы притяжения и отталкивания наэлектризованных тел; однако эти законы одинаковы только по форме. Лаплас, исходя из притяжения, пришел к теории особых, отличных от тяготения капиллярных сил. Попытки найти проявления всемирного тяготения в явлениях химии, в химическом сродстве, привели к открытию новых законов и плодотворных обобщений, не связанных с ньютоновским притяжением. В области биологии в 1782 г. С. Петербургская академия наук предложила на конкурс вопрос, вытекавший из того же течения мысли.
Спрашивалось, не существует ли отношений между ньютоновским притяжением и силой, действующей в явлениях питания и дыхания живых существ. Какая сила дает возможность живым организмам извлекать из окружающей среды все вещество, нужное им для жизни и роста? Один из наиболее выдающихся членов нашей академии, великий исследователь жизни, один из создателей эмбриологии, Каспар Вольф, которому принадлежит инициатива постановки этого вопроса, сам напечатал после конкурса мемуар, в котором доказал то, что нам кажется очевидным, — что силы питания и дыхания совершенно иные, чем ньютоновское тяготение. Однако то, что нас может интересовать в этом забытом эпизоде прошлого, — это сам вопрос по себе. Этот вопрос представляет по существу попытку научно обнять отражение в окружающей среде, в биосфере, совокупности бесчисленных мельчайших явлений дыхания и питания живых существ. Питание и дыхание рассматриваются здесь не только как явления организма, но также как планетные явления.К концу XVIII и в начале XIX в. другой ученый, известный польский врач Е. Снядецкий, вернулся к тем же идеям. Он сравнивал ньютоновское тяготение с «притяжением» вещества, с питанием и дыханием живых существ; он выставил положение, что сила, вызывающая эти процессы организма, растет в своей интенсивности обратно пропорционально массе организма, между тем как ньютоновское притяжение вещества действует пропорционально массе. Мелкие живые существа, невидимые глазу, производят самые значительные эффекты. Это течение в биологических изысканиях вскоре совершенно замерло, но совокупность идей, его вызвавших, вновь теперь возникла в геохимии, ибо влияние живых существ в истории химических элементов земной коры вызвано главным образом их питанием и дыханием. В геохимии организмы проявляются и могут быть изучаемы только с точки зрения общего эффекта, производимого этими физиологическими явлениями, совокупность которых образует, таким образом, планетное явление.
Но эти идеи связаны с нашей мыслью еще глубже. К ним теснейшим образом примыкает биогеохимическое изучение жизни, так как в исканиях Вольфа, Снядецкого, еще раньше Бюффона мы видим попытку связать явления жизни с основными элементами, проявляющимися в космосе: с всемирным тяготением у Вольфа, а у Снядецкого — с атомами в биогеохимическом охвате жизни.
—Источник—
Вернадский, В.И. Биосфера/ В.И. Вернадский. – М.: Мысль, 1967.– 374 с.
Предыдущая глава ::: К содержанию ::: Следующая глава
Post Views: 325
Мы живём на дне
Кирилл Власов
Учебник российской истории начинается с событий, происходивших чуть больше тысячи лет назад. А что было на месте нынешних Москвы, Санкт-Петербурга или Самары на протяжении миллионов лет? Ответ состоит из одного слова: море. Причём не одно, а несколько. Значительная часть Центральной России не раз оказывалась покрыта водой. Фактически мы ходим по дну древних морей.
Представьте, что у вас в руках оказалась портативная машина времени. Неважно, откуда она взялась. Может, её потеряли инопланетяне во время тайного визита на Землю, или же выпуск таких гаджетов наладили китайские корпорации. Главное — перемещение во времени.
Вы любите фильм «Парк юрского периода» и потому первым делом решаете отправиться к динозаврам. Это ж какое видео можно будет записать и выложить на YouTube! В предвкушении миллионов просмотров вы выставляете на табло машины число 150 000 000. Нажимаете на красную кнопку. И…
Через мгновение слышите громкое «плюх». В нос и рот заливается тёплая солёная вода. Справившись с испугом, вы начинаете, покачиваясь на волнах, смотреть по сторонам. Тропических лесов нет. Динозавров нет. Повсюду море. «Так, ошибся», — думаете вы, возвращаетесь домой и идёте сохнуть после неожиданной ванны. Если попробуете снова попасть в прошлое, вполне вероятно, ваше путешествие завершится тем же «плюх».
У реальных учёных пока нет такого прибора, и отправляться в далёкое прошлое приходится, исследуя горные породы. Самая доступная из них — известняк. Обычный белый камень — его можно найти где угодно: на обочине дороги, на стройке, на автостоянке, на берегу реки. Если присмотреться к нему, то можно заметить окаменевшие останки моллюсков и иных морских существ. Но как они оказались на территории Москвы или любого другого города Центральной России? До ближайшего моря отсюда сотни километров.
Мы привыкли, что континенты имеют чёткие очертания и находятся на своих местах. Пока мы летим из Москвы в Сочи, Чёрное море не перельётся в другую низину, а Крым так и останется полуостровом. Но если по завету Дока Брауна из «Назад в будущее» думать в четырёх измерениях, то выяснится: рельеф менялся настолько радикально, что, посмотрев на глобусы разных геологических эпох, мы вряд ли узнали бы родную планету.
Моря — явление временное. Их существование зависит от двух основных факторов. Первый — наличие углубления на континенте, в которое вода может затечь. На больших отрезках времени поверхность суши гуляет, как полотнище флага в ветреный день: одни участки повышаются, другие понижаются. Второй фактор — уровень Мирового океана. Количество жидкой воды на планете зависит от климата и размера снеговых шапок на полюсах. А потепления и похолодания в истории Земли случались не раз.
Как учёные узнают, что в том или ином месте было море? Они изучают осадочные породы: известняки, песчаники, глины, мергели, доломиты, которые покрывают почти всю земную кору. Грубо говоря, пробурили скважину в сто метров, подняли образцы, изучили особенности породы и сохранившиеся в ней останки живности. После этого можно сделать вывод, что здесь было море: глубина такая, солёность сякая, температура эдакая.
Углубили скважину ещё на десять метров — выяснили, что здесь происходило в более раннюю эпоху. И так далее. Если бурить не получается (нет денег, слишком сложный рельеф, ушёл в отпуск буровик), можно довольствоваться естественными обнажениями пород — речными откосами, скалами и т. д.
Моря были настолько распространённым и стремительно менявшимся геологическим явлением, что рассматривать их в масштабах планеты или даже страны размером с Россию нельзя: список получится неохватным.
Мы решили ограничиться Восточно-Европейской платформой. На общем фоне этот блок континентальной коры можно назвать островком стабильности. При этом за последние 700 миллионов лет он почти весь успел побывать под водой, а некоторые территории так даже по нескольку раз. Мы взяли самые известные моря — те, что хоть и существовали в далёком прошлом, но сумели внести большой вклад в наше геологическое настоящее.
Море Зимнего берега
На всякий случай напоминаем: Земля сформировалась за 4,5 миллиарда лет до того, как вы приобрели этот номер «КШ». Известно, что часть воды на планете была изначально, другую принесли ледяные кометы. Можно уверенно предполагать, что моря и суша существуют давно: примерно четыре миллиарда лет назад поверхность планеты остыла до температуры, при которой вода из пара начинает превращаться в жидкость. Но очертания океанов и материков совсем древней Земли известны лишь очень-очень приблизительно. Поэтому три миллиарда лет мы для ясности опустим.
Во времена, куда мы таким образом перенеслись, все блоки земной коры были соединены в огромный суперконтинент. Обитатели нынешних материков могли бы запросто кочевать из Африки в Австралию и Америку. Жаль, что никаких обитателей не было: суша была практически безжизненна, хотя в море существовали относительно развитые организмы.
В мировой науке этот гигантский континент получил имя Родиния. Первые гипотезы о нём были высказаны в 1970 году, а название предложено в 1990-м супругами Марком и Дианой Макменамин. В этом месте можете испытывать прилив патриотизма: топоним Родиния американские палеонтологи образовали от русского Rodina. Имя для океана, окружавшего этот суперконтинент, тоже взято из нашего языка — Мировия.
Одно из морей, входивших в этот океан, покрывало северную часть современной Центральной России. Правда, тогда российский Север находился в южном полушарии, ближе к экватору.
Когда это море появилось, точно сказать сложно. Но известно, что оно было совершенно непохоже на современные моря, ведь тогдашняя Земля радикально отличалась от нынешней. Сутки длились менее 21 часа, год — около 423 дней. Кислорода в атмосфере было всего 7% вместо нынешних 23.
А ещё было холодно. Есть даже концепция «Земли снежка», согласно которой 630–650 миллионов лет назад наша планета представляла собой ледяную пустыню вроде планеты Хот из «Звёздных войн». И море, скорее всего, было покрыто ледяным панцирем.
Впрочем, подтвердить или опровергнуть это утверждение пока невозможно: не хватает данных. Зато мы точно знаем, что в этом море уже обитали первые многоклеточные организмы. Считается, что их ассортимент не отличался разнообразием — до кембрийского взрыва, в результате которого на планете появились сотни тысяч видов, оставалось больше ста миллионов лет.
Информации об этих формах жизни крайне мало: в те далёкие времена организмы ещё не додумались обзавестись скелетами или чем-то ещё, что не разлагается со временем. Палеонтологам приходится довольствоваться редкими отпечатками в горной породе. Их можно найти на Зимнем берегу Белого моря, где выходят на поверхность образовавшиеся на дне осадочные породы.
Так были открыты существа, напоминающие современные морские перья, — чарнии; аналоги ползающих медуз — дикинсонии и похожие на червей сприггины. Все они первопроходцы многоклеточного мира, ведь до этого больше миллиарда лет на Земле жили лишь бактерии да прочие одноклеточные.
Границы моря указать сложно. Но что оно было — это уж наверняка.
Почти Балтийское море
Ничто не вечно под луной. Примерно 750 миллионов лет назад суперконтинент Родиния начал распадаться. Одним из продуктов распада стал континент Балтика. На северо-западе этой платформы образовалась впадина, куда начала затекать вода. Её становилось всё больше: климат на планете теплел, лёд таял, полярные шапки почти исчезли, уровень океана повышался. Так сформировалось море, которое можно назвать Балтийским, хотя оно совсем не похоже на современный одноимённый водоём. Отличали его не только очертания, но и температура — как на южном курорте: общее потепление усугублялось в данном случае близостью к экватору.
В таких условиях грех было не расплодиться всякой живности. Правили бал представители членистоногих — трилобиты. Выглядели они как если бы художнику-авангардисту заказали редизайн таракана: тело, состоящее из сегментов, глаза на стебельках и отходящие во все стороны шипы. В «Фантастической саге» Гаррисона участники голливудской съёмочной группы, оказавшись на доисторическом острове, «ловят их при свете фонаря, жарят целиком и едят с пивом».
Несмотря на устрашающий вид, трилобиты были относительно мирными существами — целыми днями рылись в донном осадке, выискивая вкусности. При этом нередко становились добычей. В то время как раз начали появляться первые головоногие моллюски, для которых хрустящие членистоногие были лакомым обедом. По существующим данным, именно трилобиты первыми освоили защитную стратегию «свернуться в клубок и ждать».
К концу силурийского периода — около 420 миллионов лет назад — эта часть платформы начала подниматься, и моря не стало.
Уральский океан
Жители Перми, Уфы и соседних регионов могут считать себя настоящими подводниками. На протяжении двухсот миллионов лет на планете существовал Уральский океан — огромное водное пространство, разделявшее древние континентальные плиты — Балтику (Фенносарматию) и Сибирию.
В девоне вдоль берегов Уральского океана вытянулся большой коралловый риф. А со стороны Балтики были ещё и островные дуги с действующими вулканами. Они отделяли мелкие моря от океана — что-то вроде современного Карибского моря, обособленного от Атлантического океана Антильскими островами.
Радуют названия островных дуг: Тагильская (была в ордовике — силуре) и Магнитогорская (появилась в девоне). Вряд ли Нижний Тагил или Магнитогорск ассоциируются у кого-то с тёплым морем и экваториальной жарой. Но всего лишь несколько сот миллионов лет назад в этих местах были поистине райские условия, правда, без мохито, шезлонгов и мулаток в бикини.
В Уральском океане хозяйничали рыбы, неслучайно неофициальное название девона — «век рыб». Эволюция экспериментировала с дизайном этих животных: панцирные, кистепёрые, двоякодышащие, хрящевые — все они родом отсюда. Часть опытов оказалась удачной. Кистепёрые и двоякодышащие рыбы со временем выползли на сушу, став предками современных четвероногих. Потомки хрящевых здравствуют и поныне, самый очевидный пример — акулы.
А вот панцирным повезло меньше. У матушки-эволюции была гипотеза: если навесить на рыбу много брони, рыбу не будут жрать. Но хищники таки наловчились раскусывать неповоротливых панцирных, и к концу девона они вымерли. Оказалось, что быстро плавать гораздо полезнее.
Многочисленные лагуны, атоллы и острова — идеальное пристанище для планктонных организмов. Их было много, очень много. И каждый российский гражданин должен сказать им большое человеческое спасибо. Почему? Потому что из них образуется нефть. Этот девонский риф изучен очень хорошо: он простирается от Ухты до Южного Урала и вскрыт множеством геологических скважин. Геологи называют его «доманиковой свитой», а такие породы — доманикитами. Эти породы — наш запас на чёрный день. Сейчас вести добычу не очень рентабельно: это так называемая сланцевая нефть, которую извлекать пока сложно и дорого. Однако породы занимают огромную площадь, и в пору высоких цен на углеводороды была проведена детальная разведка региона. Причин для беспокойства нет: нефть в России закончится нескоро.
Вернёмся к Уральскому океану. Балтика и Сибирия медленно, но верно двигались навстречу друг другу. В конце девона океан превратился в протоку, в каменноугольном периоде континенты сошлись, а на месте встречи вздыбились Уральские горы.
Море Московское, белокаменное
Это море образовалось в результате события планетарного масштаба: 433 миллиона лет назад столкнулись континенты Балтика и Лаврентия, образовав суперконтинент Лавруссия (Еврамерика). В месте столкновения образовались высокие горы, платформа начала прогибаться, и туда хлынули воды Уральского океана — тогда он ещё был.
В конце каменноугольного периода наступление воды достигло максимума. Место, где сейчас находится Москва, представляло собой центр достаточно глубокого (несколько километров) моря.
Ему мы обязаны знаменитым белым камнем — известняком, из которого при Дмитрии Донском построили первый каменный Кремль. Если рассмотреть кусочек этой породы, в нём наверняка обнаружится какая-нибудь окаменелость или её фрагмент.
Откроем маленькую тайну. Свою первую палеонтологическую коллекцию автор этого текста собрал на автостоянке возле дома, обсыпанной таким известняком.
Правда, главных героев той эпохи невооружённым глазом не разглядишь. В основе известняка миллиарды скелетиков одноклеточных организмов: фораминифер и радиолярий. Они строили свои домики из карбоната кальция (минерала кальцита). Возможности отдельно взятой фораминиферы весьма скромны, но когда тонны планктона отмирают каждый год на протяжении миллиона лет, результат оказывается впечатляющим: сотни метров белоснежной породы. Есть в Подмосковье даже коралловые рифы тех времён — один из них можно увидеть в карьере Пески около Коломны.
Что случилось с морем? В начале пермского периода в связи с закрытием Уральского океана и подъёмом этой части платформы оно сначала обмелело, а потом исчезло вовсе. В следующем, триасовом периоде здесь была уже суша. Началась геократическая эпоха, когда заметно увеличилось количество не покрытых водой участков.
Пермское соляное море
Во второй половине каменноугольного периода окончательно исчез Уральский океан — граница между будущими Европой и Азией стала более менее сухопутной, на месте столкновения плит началось активное образование Уральских гор.
Остатки океана, зажатые между растущим Уралом и Восточно-Европейской платформой, превратились в цепь очень солёных мелких и тёплых водоёмов. На юге они соединялись с океаном Палеотетис, однако часть «мостиков» пришла в негодность из-за отступления моря и локальных поднятий.
Территория будущей России всё ещё в курортной зоне — примерно на широте Италии и Испании. Если бы тогда существовали туристические агентства, туры «всё включено» на уральские моря пользовались бы огромным спросом независимо от сезона. А косметологи наладили бы выпуск кремов, лосьонов и шампуней, аналогичных тем, что сейчас делают из минералов Мёртвого моря в Израиле, — это тоже высыхающий водоём с зашкаливающим уровнем солёности.
Со временем моря мелели и исчезали, оставляя после себя толщи соли — хлорида натрия (он же минерал галит, он же обычная поваренная соль) и хлорида калия (минерал сильвин, на вкус отвратительно горький). Города Соликамск, Соль-Илецк находятся ровно там, где завершилась история этих морей.
В них, к сожалению, уже не искупаться. А вот взять пакет пермской соли, высыпать в ванную, закрыть глаза и представить, что ты двести семьдесят миллионов лет назад плаваешь в море на Урале, — реальная и приятная альтернатива.
Триасовый Каспий
Триас — совсем не морское время для Восточно-Европейской платформы. Суша поднимается вверх, моря стремительно отступают. Но кое-где им всё-таки удаётся вернуть утраченные позиции. Одно из таких мест — Прикаспийская впадина.
Морская вода заливалась в неё с юга из океана Палеотетис, образовавшегося 460 миллионов лет назад в середине ордовика, принося с собой типичную морскую триасовую фауну вроде аммонитов. Периодически площадь моря сокращалась почти до нуля. А если вспомнить о вулканической дуге на юге… Цунами и землетрясения были в этих краях обычным делом. В общем, водным обитателям жилось несладко, видовое разнообразие резко сокращалось.
Поволжское море
Море отвоёвывает утраченные позиции. Центральная часть Восточно-Европейской платформы начинает понижаться — образуется длинный пролив, соединяющий тёплый экваториальный океан Тетис с морями в районе Северного полюса планеты.
Этот пролив занимал всю территорию Центральной России. Под водой оказалась также Центральная и Южная Европа, за исключением большей части территории Украины, которая была крупным островом.
Центром нового морского региона стало Поволжье. Нет, до появления главной русской реки было ещё далеко. В основном Волга вырабатывала свою долину самостоятельно, однако в нижнем течении её русло проходит по низменности, оставшейся ещё от тех морей.
Пришло время морских рептилий. Многочисленные виды ихтиозавров и плезиозавров были наиболее опасными и распространёнными хищниками, занимая экологическую нишу современных акул — с поправкой на то, что и добыча, и охотники были на порядок крупнее.
Морских пресмыкающихся развелось так много, что фрагменты их скелетов находят каждый год, даже в Подмосковье. Одна из последних любопытных находок — позднемеловой плиозавр Luskhan itilensis, обнаруженный в 2002 году на Волге. Внешне он напоминал гигантского дельфина с вытянутой пастью. Описание нового вида выполнил и недавно опубликовал международный коллектив палеонтологов. Эта рептилия восполнила так называемый раннемеловой пробел — отсутствие находок полных скелетов, относящихся к раннему мелу.
К концу мелового периода пролив, соединявший северное и южное моря, закрылся, а на этом месте в числе прочего появилось Подмосковье. Под воду оно больше не уходило.
Но в Поволжье море просуществовало почти до наших дней — в геологических масштабах, естественно. Причём то, что плескалось в тех краях 15–10 миллионов лет назад, называется Майкопским морем. А более позднее, порядочно уменьшившееся в размерах, — Сарматским. Главными островами Сарматского моря были Крым и Кавказ, населяли его кроме многочисленных костных рыб небольшие киты-цетотерии и тюлени.
Последний штрих к истории российских морей: 2–3 миллиона лет назад Сарматское море в результате поднятия современного Ставрополья и Краснодарского края развалилось на два: Акчагыльское и Куяльницкое. Акчагыльское море стало Каспийским и Аральским, Куяльницкое — Чёрным.
Границы нынешних российских морей известны каждому. Но если задумаете снова воспользоваться машиной времени и переместиться в будущее, на сто миллионов лет вперёд, то не удивляйтесь, услышав громкое «плюх».
Иллюстрации и фотографии: Shutterstock, Science Photo Library / East News, Wikipedia / Commons, Кирилл Власов.
Какие бывают горные породы и как они образуются?
На чтение 8 мин. Просмотров 7.2k. Опубликовано Обновлено
Горные породы – классификация и видыПоверхность Земли состоит из минералов, которые, в свою очередь, образуют различные горные породы. Они формируются при определенных условиях и, в зависимости от происхождения, обладают особенными, характерными свойствами.
Горные породы залегают в земной коре – поверхностной оболочке нашей планеты и представляют большой интерес для человека в качестве минерального сырья. В природе редко можно встретить минералы в чистом виде. Обычно их обнаруживают вместе в больших количествах и их совокупность образовывает определенную горную породу.
Те минералы, которых в породе больше всего (20— 50%), геологи называют породообразующими, остальные, которых обычно не более 2 — 3%, — акцессорными минералами (от лат. accessorius — добавочный).
Каждая горная порода характеризуется степенью кристалличности, величиной и формой минералов, расположением мельчайших частиц относительно друг друга. По происхождению различают горные породы магматические, осадочные и метаморфические.
Магматические горные породы
Классифицировать горные породы можно по различным признакам, которые влияют на их состав и свойства.
В зависимости от количества минералов в составе различают два вида горных пород:
- Простые (мономинеральные) – состоят только из одной разновидности минерала.
- Сложные (полиминеральные) – состоят из нескольких различных минералов.
К основным критериям классификации горных пород относят химический и минеральный состав. Последний определяется процентным содержанием минералов в горных породах.
Магматические горные породы образуются обычно на большой глубине, где преобладают высокие температуры и давление. Они кристаллизуются из очень горячих природных расплавов (из магмы) с характерным силикатным составом.
На долю полевых шпатов в них в среднем приходится около 60%, кварца — около 12%, пироксена — около 12%. Глубинным магматическим породам присуще равномерное распределение зерен минералов. Магматические породы делят на две большие подгруппы: интрузивные (граниты, диориты, габбро) и эффузивные, т. е. вулканические (базальты, андезиты, липариты, дациты).
Кроме того, по химическому составу условно выделяют кислые, основные и ультраосновные магматические породы. К кислым относятся породы, содержащие в среднем 64 — 78% кремнезема (Si02): граниты, дациты, грано-диориты. Основные породы в среднем содержат 44 — 53% кремнезема: габбро, базальты, пироксениты и др. Ультраосновные породы содержат 30 — 44% кремнезема: дуниты, периотиты и др.
Граниты (от лат. granulum — зернышко) возникают при кристаллизации магмы на глубине более 2 км. Внешне граниты — среднезернистые или крупнозернистые породы, имеющие светлую (розовую, красную, серую) окраску. Цвет гранитов во многом зависит от содержания калиевого полевого шпата. В этих породах преобладающими являются кварц (30 — 35%), полевой шпат (50 — 60%), плагиоклаз (10 — 15%).
Акцессорных минералов бывает очень много: апатит, циркон, сфен, монацит, турмалин, биотит, магнетит и др. Насчитывается более двух десятков разновидностей гранитных пород. Среди них есть гигантозернистые пегматиты и мелкозернистые аляскиты. В зависимости от химического состава граниты могут быть плагиоклазовыми или щелочными.
Плотность гранитов колеблется от 2,58 до 2,81 г/см3. Граниты различаются по своей форме, происхождению и глубине образования. Удалось выяснить, что часть магматических расплавов, образовавших граниты, залегала на глубине 15 — 20 км, при этом были отмечены следы поднятия гранитной магмы со скоростью примерно 100 — 150 см в год. Мощности гранитных тел достигают 6 — 8 км.
Гранит — прочная горная порода с красивым рисунком расположения кристаллов. Когда хотят сказать о чем-то очень прочном, говорят «крепкий, как гранит». Действительно, из гранита делают фундаменты, опоры мостов.
Гранитной брусчаткой выложены улицы. Нижние этажи городских зданий часто облицовывают этим камнем. Гранит может противостоять ветру, дождю и снегу. Это объясняется особенностями его кристаллического строения, а внешний облик зависит от размеров породообразующих минералов и их цвета. Как правило, цвет гранита — это цвет его основного компонента — калиевого полевого шпата.
Особой разновидностью гранитов являются пегматиты — крупно- и гигантозернистые магматические породы. Из-за роста кристаллов кварца, проникающих сквозь полевые шпаты, пегматиты имеют вид «клинописи» на камне. Отсюда и такие названия, как «письменный гранит», «еврейский камень» и др. Из пегматитов добывают слюду, полевой шпат, драгоценные камни.
Гранит, как и всякая другая порода, может разрушаться на открытом воздухе, но происходит это медленно и едва заметно. Исторический опыт использования полированных плит гранита, которые подвергались воздействию резких колебаний температуры и атмосферных осадков, показал, что поверхность плит может начать изменяться только через 200 — 250 лет. Однако в современном мире выхлопные газы автомобилей, кислотные дожди и заводской дым существенно ускоряют процесс разрушения гранитов.
Магматические расплавы иногда прорываются по трещинам на поверхность, изливаясь в виде вулканических потоков. Излившиеся (эффузивные) потоки отличаются неравномерной кристалличностью, а отдельные минералы заключены в пористую или стекловидную массу.
Кристаллы в ней практически не видны. К таким горным породам относят базальты, которые по своему химическому составу являются основными породами (их плотность составляет 2,85 г/см3), и липариты — кислые породы с плотностью 2,59 г/см3.
Базальтовый расплав бывает сильно насыщен газами. Попадая на поверхность Земли, газы улетучиваются, оставляя поры, в результате чего порода становится ноздреватой. Иногда газов настолько много, что образующаяся горная порода (пемза) становится легче воды.
Осадочные горные породы
Осадочные горные породы — это разрушенные при выветривании и перемещенные водой или ветром обломки пород разного размера и формы. Осадочные породы покрывают 75% поверхности Земли. Их объединяют в четыре группы: обломочные, вулканогенно-обломочные (чаще их называют вулканогенно-осадочными или пирокластическими), глинистые и биохимические.
Обломочные породы состоят из обломков минералов, горных пород, остатков органических тел (например, из известковых скелетов животных, стволов и веток деревьев и др.). Обломки бывают крупными (более 10 мм) и мелкими (от I до 0,01 мм), имеют различную форму, иногда слабоокругленную, а иногда шарообразную.
В группу обломочных пород входят пески, алевриты, галечники и продукты их разрушения. Иногда обломки прочно скреплены глинистым веществом — природным цементом, который различается по своему составу и может быть кремнистым, карбонатным, железистым, глинистым. Плотность обломочных пород низкая — от 1.2 до 2.0 г/см2.
Осадочное происхождение имеют многие минералы — кальцит, доломит, гипс, галит, сильвин, ангидрит, лимонит и др. Их относят к минералам — индикаторам осадочных пород. Они могут возникать в самых разных физико-географических условиях. Например, железистые породы образуются на дне морей и озер, а также в болотах.
Особенно разнообразны известняки. Они накапливаются на дне морей или озер, встречаются в долинах рек и вблизи источников, где в воде много извести. Это широко распространенные известковые туфы — травертины.
Пирокластические породы находят вблизи действующих или давно потухших вулканов. Эти породы тесно связаны с вулканическими процессами, и поэтому их можно встретить как на суше, так и под водой, вблизи подводных вулканов.
Они представляют собой смесь вулканических пеплов, песков, шлаков, пемзы и даже вулканических бомб. Глинистые породы разнообразны. Встречается более 50 разновидностей глин, которые отличаются по своим минеральному, химическому и органическому составам. Их объединяет преобладание частиц, размеры которых колеблются от 0,01 до 0,001 мм.
Существуют две разновидности таких пород — глины и аргиллиты.
Биохимические породы образуются на дне озер, морей и океанов. К ним, например, относятся известняки-ракушечники, коралловые рифовые известняки, планктонные и фораминиферовые илы, озерный мел, диатомиты (диатомовые илы), сапропели (водорослевые илы) и другие, на суше — торф.
Метаморфические горные породы образовались в результате изменения (метаморфизма) толщ осадочных или магматических пород. При сильном и длительном их сжатии, а также под воздействием высоких температур и газов в породах происходит изменение состава минералов, появляются новые минералы; эпидот, хлорит, тальк, серицит, графит и др. Самая известная из таких пород — мрамор, образующийся при метаморфизме известняков.
Чистый, белоснежный мрамор может просвечивать в слое толщиной до 30 см, что придает мрамору характерное для него мерцание. Под воздействием сжатия и высоких температур вулканические и осадочные породы превращаются в гнейсы, а каменные угли — в графиты. Пейсы — метаморфическая горная порода.
Насчитывают около 40 разновидностей гнейсов. Их чаще всего можно встретить в Финляндии, Карелии, Восточной Сибири, в Канаде. Для гнейсов характерны серый или зеленовато-серый цвет, тонкая полосчатость из темных, почти черных и светлых прослоек, включения сплюснутых минералов и обломков пород.
Гнейсы образуются при температурах от 400 до 900°С и давлении в 3 — 9 тыс. атмосфер. Такие условия существуют только в глубоких недрах Земли.
Образование гнейсов протекает в несколько этапов. Сначала осадочные породы (илы, пески) превращаются в глины и песчаники, а иногда в глинистые сланцы. Обычно это происходит в верхних горизонтах земной коры, где еще невелики температура и давление. Затем по мере погружения в глубину и с возрастанием температуры и давления сланцы и песчаники резко уплотняются, теряя при этом воду; минералы «расплющиваются».
Смена геологических условий приводит к появлению характерных листовидных и чешуйчатых «метаморфических» минералов: хлорита, талька, силиманита, ставролита и др. Высокие температуры и горячие магматические расплавы способствуют частичному расплавлению уже измененных пород. На последнем этапе гнейсы приобретают пластичные свойства и способны сминаться в складки, образуя иногда даже характерные гранито-гнейсовые купола.
Эти преобразования происходят очень медленно и постепенно. Возраст гнейсов в большинстве районов Земли составляет 2 — 2,4 млрд. лет. Чем древнее такие породы, тем больше фаз метаморфизма они испытали.
Источники:
https://geographyofrussia.com/kakie-byvayut-gornye-porody/
https://obrazovaka.ru/geografiya/gornye-porody-klassifikaciya-vidy.html
Что такое горные породы? Происхождение горных пород. Классы горных пород :: SYL.ru
В земле часто кроются разнообразной формы камни, которые как будто бы отполированные, отшлифованные или вырезанные кем-то. Правильной формы многогранники поражают блестящими гранями и гладкими плоскостями. Название им — кристаллы. Они довольно разнообразны по размерам и форме, одни могут быть метровой толщины, другие – узкими, острыми и маленькими. У преобладающего большинства минералов кристаллическое строение. Ну а что такое горные породы?
Горные породы и минералы
Горные породы — это совокупность минералов. Минерал – составная часть земной коры, природное химическое соединение. Для каждого характерна своя химическая формула, но объединяют их физические свойства: цвет, удельный вес, блеск, твердость. Минералы образуются в озерах, в пустынях, в болотах, в недрах земли, словом – везде.
Образовались горные породы и минералы много миллионов лет назад и сейчас являются составляющей земной поверхности. Большинство пород – твердые тела. Но можно их встретить и в газообразном (гелий, метан, углекислый газ) или жидком (ртуть, вода) состоянии. Обладают они различным строением и цветами. Происхождение горных пород может быть осадочным, магматическим и метаморфическим. Земные породы имеют свойство выветриваться и превращаться друг в друга.
Осадочные горные породы
Накапливаясь на поверхности земли на протяжении многих миллионов лет, сейчас они занимают около 75-ти% площади суши. Большинство из их объема (95%) создано в морских условиях. Периодичность осадконакопления отражается характерной для большинства осадочных пород слоистой текстурой. Динамика среды является первостепенным условием состояния слоистости. Так, в речном потоке возникает наклонная слоистость, а в стоячей воде – горизонтальная.
Осадочные горные породы отличаются пористостью. Этот текстурный признак может быть тонким, мелким, крупным и грубым. Существует определенная классификация осадочных пород, согласно которой выделяют пять групп.
Классификация осадочных пород
Первая группа – обломочные. Породы возникают в результате выветривания минералов или материнских пород, переносятся и откладываются в других участках. По степени цементации они могут быть уплотненными или рыхлыми. По минеральному составу грубообломочные осадочные породы делятся на полимиктовые и олигомиктовые, по форме обломков – угловатые и окатанные.
Коллоидно-осадочные породы образовываются в результате химического разложения и перехода веществ в коллоидальные состояния. Хемогенные – это выпадающие химическим путем из водных растворов осадки. Биохимические породы – результат химической реакции при участии микроорганизмов. Происхождение горных пород этой группы может быть биогенным или химическим. Последняя группа – органогенные осадочные породы. Их образование связано с участием живых организмов, в них содержатся остатки растений и животных в значительном количестве.
Магматические горные породы
Кристаллизация жидкой магмы, возникшей в результате частичного или полного плавления горных пород в верхней части мантии или нижней части земной коры, приводит к образованию горных пород магматического происхождения, которые составляют 65% земной коры.
Магма – это частично или полностью расплавленное вещество, обогащенный различными газами и парами воды расплав силикатного состава, образование которого связано с высокими температурами в недрах планеты. Различного рода геологические процессы провоцируют ее устремление к поверхности. Постепенно магма остывает по мере поднятия, минералы из расплава кристаллизируются и таким образом формируются магматические горные породы. Примеры минералов с наивысшей температурой плавления – это амфиболы, пироксены, оливин. Из-за высокого содержания магния и железа их еще называют мафическими или ферро-магниевыми.
Низкотемпературные минералы кристаллизируются следующими. К ним относятся сиалические или фельзические. Содержание кальция, калия, алюминия и кремния в них преобладает над содержанием марганца и железа. Процесс длится до полного превращения магмы в породу.
Классификация магматических пород
Исходная магма напрямую влияет на состав и свойства горных пород магматического происхождения. Так, ферро-магниевые минералы являются строительным материалом для темных пород, которые еще называются основными или мифическими (базальты). Фельзические минералы лежат в основе светлых образований, таких как кислые или сиалические породы (трахит).
Глубина отвердевания магмы определяет классификацию на три больших группы горных пород. Плутонические образовываются частично в нижней части земной коры, вулканические — в результате извержения магмы на поверхность и гипабиссальные – вследствие заполнения ею трещин существующих пород. Магматические породы делят на эффузивные и интрузивные. Первые образуются, когда магма выходит на поверхность, другие – в недрах земной коры.
Метаморфические горные породы
Говоря о том, что такое горные породы метаморфического происхождения, нужно определить, что такое метаморфизм. В данном случае речь идет о породах, которые под воздействием давления, температуры и флюидов изменили текстуру агрегатов зерен, размер или минеральный состав. К наиболее распространенным представителям этой группы относятся роговики, кварциты, мраморы, которые относятся к массивным породам, и гнейсы, сланцы полосчатой или сланцеватой текстуры. При динамическом или дислокационном метаморфизме возникают также катакластические породы (милониты, катаклазиты).
Исходя из состава, различают классы горных пород: метабазиты – производные магматических и основных осадочных пород, метапелиты – производные изверженных и кислых осадочных. Отдельно рассматривают карбонатные породы – карбонатные катаклазиты, кальцифиры, мраморы. Еще выделяют контактово-метаморфизованные и регионально-метаморфизованные горные породы. Примеры первых – это роговики, образованные за счет алюмосиликатных пород, мраморы – за счет известняков, наждаки – за счет бокситов.
Вулканогенно-осадочные породы
Породы этой группы состоят из осадочного и вулканического материала. Выделяют два класса: хемогенные и вулканогенно-обломочные. Из материала, который выносится парогазовыми струями, горячими источниками и извлекается при выщелачивании вулканических пород, что осаждаются на суше и в море, образовываются хемогенные породы. К самым известным представителям относятся яшма, фосфориты, некоторые руды марганца и железа, отложения серы.
В основе последних — пирокластический материал, который образовался вследствие дробления взрывами вулкана слагающих его горных пород и жидкой лавы. Сцементированные вулканогенно-обломочные породы имеют свою классификацию, основным критерием которой является количество вулканического материала. Так, выделяют пирокласто-осадочные породы, где преобладает осадочный компонент (туфоконгломераты, туфогравелиты, туфопесчаники), туффиты, которые содержат более 50% пирокластического материала, и вулканические туфы, полностью состоящие из него. По размеру обломков туффиты и туфы делят на: псефитовые, псаммитовые, алевритовые, пелитовые.
Физические свойства
Свойства горных пород важны для диагностики и отражают факторы их образования и изменения. Первое, на что обращается внимание – это цвет, хотя он больше важен для определения минералов. Для пород важна интенсивность окраски (промежуточная, светлая или темная). Преимущественно для сланцеватых и аморфных пород характерен блеск. Структура включает совокупность признаков породы, таких как: характер поверхности, размеры и форма кристаллических зерен, степень кристалличности породы.
Горные породы отличаются прочностью. Согласно этому признаку можно выделить прочно связанные (каменистые), слабо связанные (можно разломать руками) и рыхлые, которые растираются между пальцами. Горные породы еще характеризируются по таким признакам, как твердость, плотность и отдельность.
Использование в строительстве
С того момента, как человек научился обрабатывать камень для постройки жилья и для получения примитивного орудия, он уже столкнулся с тем, что такое горные породы. Природный камень, открывая все новые ценные свойства, человеку помогал на протяжении многих веков. Основой строительства постепенно стали песок, глина, туф, известняк. Сегодня используются такие материалы, как строительная керамика, бетон, цемент, стекло, которые являются переработанными горными породами (гравий, мергель, известняк, глина, пегматиты, кварциты, кварцевые пески).
Для украшения фасадов используют кварцит, мрамор, лабрадорит, габбро, гранит. Топливно-энергетические ресурсы человека основываются на горючих сланцах, торфе, угле, нефти. Некоторые горные породы нашли широкое применение в цветной металлургии (огнеупорная глина, известняки, доломиты).
Промышленность
Сложно представить себе жизнь без нефти, соли, угля, гранита, песка. Что такое горные породы для промышленности? Без них было бы невозможно обойтись. Пищевая и химическая отрасли, например, широко использует опоку, трепел, диатомит, каменную соль. В арсенал легкой и отрабатывающей промышленности входят кремнистые горные породы, известняки, глина, пемза. Наиболее важными агрономическими рудами являются калийные соли, глауконитовые породы, фосфориты.
Горные породы, благодаря своему разнообразию — это незаменимый помощник современного человека. Они нашли свое применение в повседневной жизни, в медицине, в ювелирном искусстве и других отраслях жизнедеятельности. Именно поэтому их называют полезными ископаемыми.
Коронавирус COVID-19 Словарь 🦠 | EnglishClub
Этот глоссарий терминов, относящихся к коронавирусам и COVID-19 , в частности, предназначен для изучающих английский язык, хотя он может быть интересен более широкой аудитории. Во время кризиса знание и понимание используемой терминологии может помочь уменьшить некоторые страхи и даже панику, которые порождают такие времена.
Вирус — это микроорганизм, слишком маленький, чтобы его можно было увидеть без микроскопа, вызывающий инфекционные заболевания у животных и людей.
В декабре 2019 года в Китае выявили новое заболевание. По результатам расследования, заболевание было вызвано новым вирусом семейства коронавирусов, и с тех пор оно было официально названо COVID-19.
Считается (подлежит дальнейшему расследованию), что COVID-19 возник на рынке мяса и животных в городе Ухань в провинции Хубэй в стране Китая. Впоследствии он распространился на другие страны и был официально объявлен Всемирной организацией здравоохранения (ВОЗ) пандемией 11 марта 2020 года.
Каждый из следующих терминов, перечисленных в алфавитном порядке, имеет 1) основное определение и 2) примерное предложение, показывающее, как этот термин может использоваться в контексте.
Хотя для простоты мы иногда называем ниже «людей и животных» или «животных и людей», мы, конечно, признаем, что люди на самом деле являются животными.
интерфейс между животными и людьми (существительное): любая точка, где встречаются животные (домашние и дикие) и человек — Болезни животных потенциально могут передаваться человеку в любом месте интерфейса животное-человек , таком как зоопарк, ферма или рынок животных.
бессимптомно (прилагательное): нет симптомов определенного заболевания — Она не знала, что у ее мужа коронавирус, потому что у него не было симптомов.
носитель (существительное): человек или животное, которые передают болезнь другим, независимо от того, страдают ли они сами или нет — Бессимптомные люди могут быть носителями.
нести (глагол): быть инфицированным заболеванием и быть способным передавать его другим, будь то симптоматическое или бессимптомное — Некоторые люди могут быть носителями коронавируса, не зная об этом.
распространение в сообществе (существительное): передача болезни непосредственно внутри сообщества, а не путем завоза из иностранного источника — Имея такое множество новых положительных случаев, данные свидетельствуют о том, что теперь у нас есть распространение в сообществе прямо здесь, в нашем округе.
отслеживание контактов (существительное): идентификация и наблюдение за людьми, которые могли контактировать с заразным человеком — Настаивая на строгом отслеживании контактов, как только кто-то был потенциально инфицирован, им удалось контролировать распространение болезни.
заразный (прилагательное): описывает болезнь, которая может передаваться от человека к человеку, обычно при прямом контакте; описание человека с таким заболеванием. См. инфекционные — Пациенты, которые еще заразны , содержатся в изоляции.
коронавирус (существительное): любой вирус из большого семейства вирусов, который может вызывать заболевания дыхательной и пищевой систем человека и животных (дыхательная и пищеварительная системы).Коронавирусные заболевания могут варьироваться от относительно безобидной простуды до более тяжелых и потенциально смертельных заболеваний, таких как SARS (тяжелый острый респираторный синдром). Под микроскопом коронавирусы выглядят круглыми с шипами, как короны 👑, и названы от латинского слова корона, то есть corona . Коронавирусы обычно происходят от животных и обычно не передаются человеку. Но очень редко коронавирус мутирует и затем может передаваться от животного человеку, а затем от человека к человеку.Так началась эпидемия атипичной пневмонии в начале 2000-х, например — Знаете ли вы, что грипп — это болезнь , коронавирус ?
COVID-19 (существительное): официальное название новой коронавирусной болезни, которая возникла в Китае в 2019 году. COVID-19 = CO rona VI rus D isease-20 19 — Все Странам предлагается сообщать о любом новом подтвержденном случае COVID-19 в течение 48 часов.
диагностировать (глагол): определить болезнь, исследуя симптомы — Только медицинский работник может правильно диагностировать причину вашей проблемы.
диагноз (существительное): выявление болезни путем изучения симптомов — Если вас не устраивает диагноз врача , вы всегда можете получить второе мнение.
болезнь (существительное): болезнь; болезнь; заболевание организма — Полиомиелит — одно из нескольких серьезных заболеваний , которые почти полностью искоренены.
капель (существительное): спрей, производимый при кашле или чихании, который может распространять такие заболевания, как COVID-19 — Медицинский персонал носит защитную одежду для защиты от болезни, переносимой в виде капель , когда инфицированные люди чихают или кашляют .
эпидемия (существительное): возникновение определенного заболевания у большого количества людей в определенной местности. См. вспышка, пандемия — Город был опустошен эпидемией холеры в 19 веке.
сгладить кривую (глагол — образный): изменить крутой восходящей кривой на графике новых случаев заболевания на более плоскую и пологую восходящую кривую в течение более длительного периода времени с помощью таких мер, как социальное дистанцирование — Власти надеются, что путем введения социальных удалившись, они смогут сгладить кривую и избежать быстрого переполнения больниц новыми случаями.
коллективный иммунитет (существительное): косвенная защита от болезни, возникающей в результате приобретения иммунитетом значительной части населения (либо путем вакцинации, либо в результате выздоровления) — Этот вирус отличается от сезонного гриппа, поскольку в настоящее время его нет. — вакцина или коллективный иммунитет, — сказал он.
инкубационный период (существительное): время от первого контакта человека с болезнью до момента появления симптомов — Когда они узнают инкубационный период , они будут знать, как долго держать людей в карантине.
заразить (глагол): поразить человека или животное болезнетворным организмом — Но может ли заразить человека?
инфицированных (прилагательное / причастие прошедшего времени): поражены болезнетворным организмом — Они смогли вылечить инфицированных левого легкого до того, как инфекция переместится в правое легкое.
заражение (существительное): процесс заражения; состояние заражения; инфекционное заболевание — Грудное молоко может помочь защитить ребенка от различных инфекций .
инфекционный (прилагательное): описывает болезнь, которая может передаваться через окружающую среду; описание человека или животного, способного распространять инфекцию. См. заразны — Избегайте собак, так как они все еще могут быть заразными .
Строго говоря, заразное заболевание передается при физическом контакте, а инфекционное заболевание передается через микроорганизмы в воздухе или воде. Но на практике разница между заразным и заразным , когда они связаны с болезнью, практически отсутствует.Изолят (глагол): держать инфицированного человека подальше от здоровых людей — Они изолируют любого, у кого есть подозрение на заболевание.
изоляция (существительное): отделение инфицированных людей от здоровых людей для серьезных заразных заболеваний, таких как COVID-19 — Путешественники, прибывшие из зараженной зоны, были немедленно помещены в изоляцию .
маска (существительное): кусок волокна или ткани, надеваемый поверх носа и рта для защиты других людей от микробов владельца и / или от микробов в воздухе — Всемирная организация здравоохранения рекомендует людям не носите маски, если они не могут быть носителями COVID-19 (для защиты других людей) или ухаживают за лицами, страдающими COVID-19 (чтобы защитить себя).
новый коронавирус (существительное): слово роман означает «новый», и недавно идентифицированный штамм коронавируса часто называют новым коронавирусом — Пока они не дали ему имя, они в основном называли COVID-19 как роман. коронавирус (болезнь).
вспышка (существительное): внезапное возникновение болезни (o
Эко-катастрофа на полуострове Камчатка с массовой гибелью морских животных на драгоценном тихоокеанском пляже
Экологическая катастрофа на полуострове Камчатка.Картинка с Халактырского пляжа от Kristy_Rozenberg
Черный вулканический песок Халактырского пляжа — одной из жемчужин полуострова Камчатка возле его крупнейшего города Петропавловск-Камчатский — усеян сотнями мертвых морских животных, от глубоководных гигантских тихоокеанских осьминогов до тюленей, морских ежей, звезд и т. Д. крабы и рыба.
Волны Тихого океана, которые когда-то любили местные серферы и любили туристы, теперь имеют сильный токсичный запах; акварель имеет ярко-желтый оттенок.
Сообщество местных серферов сообщило о проблемах с пляжем три недели назад, заявив, что у них было ощущение жжения в глазах, сильные головные боли, часто лихорадка, боли в горле и чувство потери зрения после выхода из воды.
Теперь выясняется, что даже нахождение рядом с водой производит ядовитый эффект, позируя в противогазах.
Они продолжают нырять, чтобы узнать последнюю информацию о состоянии морских животных, принося разрушительные новости о том, что некогда процветающая подводная жизнь исчезла, и даже самые прочные раковины, которые могли разорвать гидрокостюмы, лежали мертвыми.
По их словам, тюлени ведут себя как в трансе, отказываются нырять и проводят на поверхности как можно дольше.
Ниже на фотографиях Владимира Солодова показаны образцы, взятые на Халактырском пляже под Петропавловском-Камчатским
Проверки Минприроды области показали скачок содержания фенолов (в 2,5 раза) и нефтепродуктов (в 3 раза).6 раз).
Срочное расследование причин загрязнения воды поручил сегодня полпред Владимира Путина в Дальневосточном федеральном округе Юрий Трутнев.
Пока обсуждаются две версии, одна из которых — недавние военные учения на Камчатке, приведшие к экологической катастрофе.
Другой — утечка нефтепродуктов и фенола с судов, проходящих через Авачинский залив.
Экологическая катастрофа на Камчатке. Видео с Халактырского пляжа от Kristy_Rozenberg
Сегодня несколько местных жителей опубликовали спутниковые снимки, которыми поделился Гринпис Россия, на которых видна река желтого цвета, впадающая в Тихий океан.
По их словам, выше по течению находится военный полигон.
«Мы получаем новую информацию каждый час; совсем недавно мы получили спутниковые снимки от @greenpeaceru реки, которая впадает в океан и которая, очевидно, все убила.
‘Выше по течению находится военный полигон. Зная, как работает система и как замалчиваются подобные вопросы, мы должны сделать все, что в наших силах, чтобы спасти океан и защитить себя от катастрофы в будущем », — написал один из серферов под ником Yola_La.
«Наш прекрасный подводный мир теперь окрашен в серый и желтый цвета. Похоже, рыба вареная. Даже самые прочные снаряды, способные порвать гидрокостюм, падали со скал. Самое страшное, что мы не знаем, что делать, как помочь. Я смотрю на потрясающий закат над Авачинской бухтой, зная, что ее дно покрыто мертвыми морскими животными », — написал другой местный житель по имени Кристи_Розенберг.
Спутниковый снимок, предоставленный Гринпис России, датированный началом сентября 2020 года
Гринпис потребовал немедленного расследования причин заражения.
Масштаб еще не определен, но тот факт, что мертвые животные обнаружены по всему побережью, подтверждает серьезность инцидента, заявляет группа экологической кампании.
«Очевидцы заявили, что вода на Халактырском пляже изменила цвет и больше не безопасна для здоровья людей», — говорится в заявлении.
«В течение нескольких недель люди сообщали об ощущении белой пелены в глазах, сухости глаз, ухудшении зрения и боли в горле.
«Врачи зарегистрировали ожоги роговицы глаза.У многих людей, которые пили воду, также проявляются такие симптомы, как тошнота, рвота, слабость, высокая температура, что может указывать на отравление фенолом ».
Потрясающий вулканический пляж с черным песком до отравления. Фотографии: The Siberian Times, Ильяс Абкадыров
Руководитель климатического проекта Гринпис в России Василий Яблоков призвал к немедленным действиям по сдерживанию, очистке и предотвращению дальнейшего загрязнения.
«Загрязнение воды Халактырского пляжа уже привело к гибели морских животных и отравлению людей.
«Уникальная природа Камчатки, объекта Всемирного природного наследия ЮНЕСКО, находится под угрозой.
«Один из лучших пляжей для серфинга в России, одна из главных туристических достопримечательностей региона сейчас опасна для жизни…».
Растворенный кислород — Системы измерения окружающей среды
Что такое растворенный кислород?
Растворенный кислород означает уровень свободного, несоставного кислорода, присутствующего в воде или других жидкостях. Это важный параметр при оценке качества воды из-за его влияния на организмы, обитающие в водоеме.В лимнологии (изучении озер) растворенный кислород является важным фактором, уступающим только воде. Слишком высокий или слишком низкий уровень растворенного кислорода может нанести вред водным организмам и повлиять на качество воды.
Несоставной кислород или свободный кислород (O2) — это кислород, который не связан с каким-либо другим элементом. Растворенный кислород — это присутствие этих свободных молекул O2 в воде. Связанная молекула кислорода в воде (h3O) находится в составе соединения и не учитывается при определении уровней растворенного кислорода. Можно представить, что молекулы свободного кислорода растворяются в воде так же, как соль или сахар при перемешивании ².
Несвязанные молекулы кислорода в водеРастворенный кислород и водная жизнь
Растворенный кислород важен для многих форм водных организмов.Растворенный кислород необходим для многих форм жизни, включая рыб, беспозвоночных, бактерии и растения. Эти организмы используют кислород для дыхания, как и организмы на суше. Рыбы и ракообразные получают кислород для дыхания через жабры, в то время как растениям и фитопланктону требуется растворенный кислород для дыхания, когда нет света для фотосинтеза 4 .Необходимое количество растворенного кислорода варьируется от существа к существу. Донные кормушки, крабы, устрицы и черви нуждаются в минимальном количестве кислорода (1-6 мг / л), тогда как мелководным рыбам требуется более высокий уровень (4-15 мг / л) ⁵.
Микробам, таким как бактерии и грибы, также требуется растворенный кислород. Эти организмы используют DO для разложения органического материала на дне водоема. Микробное разложение является важным фактором повторного использования питательных веществ. Однако, если существует избыток разлагающегося органического материала (от умирающих водорослей и других организмов) в водоеме с нечастым или нулевым оборотом (также известный как стратификация), кислород на более низких уровнях воды будет израсходован быстрее ⁶.
Откуда вообще берется?
Как растворенный кислород попадает в водуРастворенный кислород попадает в воду через воздух или как побочный продукт растений. Из воздуха кислород может медленно диффундировать по поверхности воды из окружающей атмосферы или быстро смешиваться с ним в результате естественной или искусственной аэрации 7 . Аэрация воды может быть вызвана ветром (создающим волны), порогами, водопадами, сбросом грунтовых вод или другими формами проточной воды. Искусственные причины аэрации варьируются от аквариумного воздушного насоса до водяного колеса, вращаемого вручную, и до большой плотины.
Растворенный кислород также образуется в качестве побочного продукта фотосинтеза фитопланктона, водорослей, морских водорослей и других водных растений 8 .
Растворенный кислород в результате фотосинтеза
Растворенный кислород может попадать в воду как побочный продукт фотосинтеза.В то время как большая часть фотосинтеза происходит на поверхности (мелководные растения и водоросли), большая часть этого процесса происходит под водой (водорослями, подповерхностными водорослями и фитопланктоном). Свет может проникать в воду, хотя глубина, на которую он может проникнуть, зависит от растворенных твердых частиц и других светорассеивающих элементов, присутствующих в воде.Глубина также влияет на длины волн, доступные растениям: красный цвет быстро поглощается, а синий свет виден на расстоянии более 100 метров. В чистой воде больше не хватает света для фотосинтеза за пределами 200 м, и водные растения перестают расти. В мутной воде эта светопроницаемая зона часто намного мельче.
Независимо от доступных длин волн цикл не меняется ⁹. Помимо необходимого света, CO2 легко поглощается водой (он примерно в 200 раз более растворим, чем кислород), а кислород, образующийся в качестве побочного продукта, остается растворенным в воде¹⁰.Основная реакция водного фотосинтеза остается:
CO2 + h3O → (Ch3O) + O2
Так как водный фотосинтез зависит от света, выделяемый растворенный кислород достигает пика в дневные часы и снижается ночью ⁸.
Насыщение растворенным кислородом
Не все глубины воды достигают 100% насыщения воздухомВ устойчивом водоеме без стратификации растворенный кислород остается на уровне 100% насыщения воздухом. 100% -ное насыщение воздухом означает, что вода удерживает в равновесии как можно больше молекул растворенного газа.В состоянии равновесия процентное содержание каждого газа в воде будет эквивалентно процентному содержанию этого газа в атмосфере, то есть его парциальному давлению ¹³. Вода будет медленно поглощать кислород и другие газы из атмосферы, пока не достигнет равновесия при полном насыщении 10 . Этот процесс ускоряется ветровыми волнами и другими источниками аэрации ³.
В более глубоких водах DO может оставаться ниже 100% из-за дыхания водных организмов и микробного разложения.Эти более глубокие уровни воды часто не достигают 100% -ного равновесия насыщения воздухом, потому что они недостаточно мелкие, чтобы на них влияли волны и фотосинтез на поверхности ³. Эта вода находится ниже невидимой границы, называемой термоклином (глубина, на которой температура воды начинает снижаться) ¹¹.
Что влияет на растворимость кислорода?
Концентрация растворенного кислорода уменьшается при повышении температурыДва водоема, оба на 100% насыщенные воздухом, не обязательно имеют одинаковую концентрацию растворенного кислорода.Фактическое количество растворенного кислорода (в мг / л) будет варьироваться в зависимости от температуры, давления и солености ¹.
Во-первых, растворимость кислорода уменьшается с повышением температуры ¹. Это означает, что более теплая поверхностная вода требует меньше растворенного кислорода для достижения 100% насыщения воздухом, чем более глубокая и холодная вода. Например, на уровне моря (1 атм или 760 мм рт. Ст.) И 4 ° C (39 ° F) 100% насыщенная воздухом вода будет содержать 10,92 мг / л растворенного кислорода. ³ Но если бы температуру подняли до комнатной, 21 ° C (70 ° F), их было бы только 8.68 мг / л DO при 100% -ном насыщении воздухом ³.
Второй растворенный кислород экспоненциально уменьшается с увеличением уровня соли ¹. Вот почему при одинаковом давлении и температуре соленая вода содержит примерно на 20% меньше растворенного кислорода, чем пресная вода ³.
Концентрация растворенного кислорода уменьшается с увеличением высоты (снижением давления)В-третьих, растворенный кислород будет увеличиваться с увеличением давления ¹. Это верно как для атмосферного, так и для гидростатического давления. Вода на более низких высотах может содержать больше растворенного кислорода, чем вода на больших высотах.Это соотношение также объясняет возможность «перенасыщения» воды ниже термоклина — при более высоком гидростатическом давлении вода может удерживать больше растворенного кислорода, не выходя из него ¹. Газонасыщенность снижается на 10% на метр увеличения глубины за счет гидростатического давления ². Это означает, что если концентрация растворенного кислорода составляет 100% воздухонасыщения у поверхности, это будет только 70% насыщения воздухом на глубине трех метров от поверхности.
Таким образом, более холодные и глубокие пресные воды способны удерживать более высокие концентрации растворенного кислорода, но из-за микробного разложения, отсутствия контакта с атмосферой для диффузии и отсутствия фотосинтеза фактические уровни DO часто намного ниже 100% насыщения ¹⁰ .Теплая неглубокая соленая вода достигает 100% насыщения воздухом при более низкой концентрации, но часто может достигать уровней более 100% из-за фотосинтеза и аэрации. Мелководье также остается ближе к 100% насыщению из-за контакта с атмосферой и постоянной диффузии ¹⁰.
Если происходит значительный фотосинтез или быстрое изменение температуры, вода может достичь уровней DO выше 100% насыщения воздухом. На этих уровнях растворенный кислород будет рассеиваться в окружающей воде и воздухе, пока не достигнет уровня 100% ³.
Как вода может быть насыщенной более чем на 100%?
Закон Генри, определяющий концентрацию растворенного кислорода при 20 ° C и 100% -ном насыщении воздуха (1 кг воды = 1 л воды)100% -ное насыщение воздухом является точкой равновесия для газов в воде. Это потому, что молекулы газа диффундируют между атмосферой и поверхностью воды. Согласно закону Генри, содержание растворенного кислорода в воде пропорционально проценту кислорода (парциальному давлению) в воздухе над ним 13 .Поскольку содержание кислорода в атмосфере составляет около 20,3%, парциальное давление кислорода на уровне моря (1 атм) составляет 0,203 атм. Таким образом, количество растворенного кислорода при 100% насыщении на уровне моря при 20 ° C составляет 9,03 мг / л.
Уравнение показывает, что вода будет оставаться при 100% -ном насыщении воздухом при равновесии. Однако есть несколько факторов, которые могут повлиять на это. Водное дыхание и разложение понижают концентрацию DO, тогда как быстрая аэрация и фотосинтез могут способствовать перенасыщению. В процессе фотосинтеза кислород образуется как отходы.Это увеличивает концентрацию растворенного кислорода в воде, потенциально повышая ее насыщение выше 100%. Кроме того, уравновешивание воды — медленный процесс (за исключением ситуаций с сильным перемешиванием или аэрированием). Это означает, что уровень растворенного кислорода может легко превышать 100% насыщения воздуха в течение дня в фотосинтетически активных водоемах ¹⁴.
Растворенный кислород часто достигает более 100% насыщения воздуха из-за активности фотосинтеза в течение дня. Перенасыщение воды может быть вызвано быстрой аэрацией из плотины.Перенасыщение, вызванное быстрой аэрацией, часто наблюдается у плотин гидроэлектростанций и больших водопадов ². В отличие от небольших порогов и волн, вода, протекающая через плотину или водопад, задерживает и уносит с собой воздух, который затем погружается в воду. На большей глубине и, следовательно, при более высоком гидростатическом давлении этот увлеченный воздух вытесняется в раствор, потенциально повышая уровень насыщения до более 100% ².
Быстрые изменения температуры могут также привести к показаниям DO выше 100%. С повышением температуры воды растворимость кислорода уменьшается.В прохладную летнюю ночь температура в озере может быть 60 ° F. При 100% -ном насыщении воздуха уровень растворенного кислорода в озере составит 9,66 мг / л. Когда солнце встает и нагревает озеро до 70 ° F, 100% -ное насыщение воздухом должно соответствовать 8,68 мг / л DO ³. Но если нет ветра, который двигал бы равновесие, озеро все равно будет содержать исходные 9,66 мг / л DO, то есть насыщение воздухом 111%.
Типичные уровни растворенного кислорода
Концентрации растворенного кислорода могут колебаться ежедневно и сезонно.На концентрацию растворенного кислорода постоянно влияют диффузия и аэрация, фотосинтез, дыхание и разложение. В то время как вода достигает 100% -ного насыщения воздухом, уровень растворенного кислорода также будет колебаться в зависимости от температуры, солености и давления ³. Таким образом, уровни растворенного кислорода могут варьироваться от менее 1 мг / л до более 20 мг / л в зависимости от того, как взаимодействуют все эти факторы. В пресноводных системах, таких как озера, реки и ручьи, концентрация растворенного кислорода будет варьироваться в зависимости от сезона, местоположения и глубины воды.
Колебания пресной воды: Пример 1
В реке Помтон в Нью-Джерси средние концентрации растворенного кислорода колеблются от 12-13 мг / л зимой и падают до 6-9 мг / л летом ⁸. В этой же реке наблюдаются суточные колебания до 3 мг / л из-за продукции фотосинтеза ⁸.
Уровни растворенного кислорода часто стратифицируются зимой и летом, меняясь весной и осенью по мере выравнивания температуры в озере.Колебания пресной воды: пример 2
Исследования на озере Крукед в Индиане показывают, что концентрация растворенного кислорода меняется в зависимости от сезона и глубины от 12 мг / л (поверхность, зима) до 0 мг / л (глубина 32 м, конец лета), при полном озере. Обороты весной и осенью выравнивают уровни DO около 11 мг / л для всех глубин ¹.
В реках и ручьях концентрация растворенного кислорода зависит от температуры.Реки и ручьи имеют тенденцию оставаться около 100% -ного насыщения воздухом или немного выше него из-за относительно большой площади поверхности, аэрации от порогов и сброса грунтовых вод, что означает, что их концентрация растворенного кислорода будет зависеть от температуры воды ¹. В то время как грунтовые воды обычно имеют низкие уровни DO, потоки, питаемые грунтовыми водами, могут содержать больше кислорода из-за притока более холодной воды и вызываемого ею перемешивания ¹⁵.Стандартные методы исследования воды и сточных вод определяют растворенный кислород в ручьях как сумму побочных продуктов фотосинтеза, дыхания, повторной аэрации, накопления от притока подземных вод и поверхностного стока ¹³.
Морская вода содержит меньше кислорода, чем пресная вода, поэтому концентрации DO в океане, как правило, ниже, чем в пресной воде. В океане среднегодовые концентрации DO в поверхностных водах варьируются от 9 мг / л у полюсов до 4 мг / л у экватора с более низкими уровнями DO на больших глубинах.Вблизи экватора концентрация растворенного кислорода ниже, поскольку соленость выше.
Уровни растворенного кислорода на поверхности океана: (данные: Атлас Мирового океана 2009; фото: Plumbago; Wikipedia Commons) В некоторых штатах приняты законы о стандартах качества воды, требующие минимальных концентраций растворенного кислорода; в Мичигане эти минимальные значения составляют 7 мг / л для холодноводных промыслов и 5 мг / л для теплокровных рыб 17 ; в Колорадо для «водной флоры и фауны с холодной водой класса 1» требуется 6 мг / л, а для «водной флоры и фауны с теплой водой класса 1» требуется уровень DO не менее 5 мг / л 15 .Чтобы имитировать идеальные системы окружающей среды, пресноводным резервуарам в идеале требуется около 8 мг / л DO для оптимального роста, а требования к морским резервуарам составляют 6-7 мг / л DO в зависимости от уровня солености ¹⁸. Другими словами, растворенный кислород должен быть почти на 100% воздухонасыщенным.
Примеры требований для пресноводных организмов и растворенного кислорода
Минимальные потребности в растворенном кислороде пресноводных рыбХолодноводные рыбы, такие как форель и лосось, больше всего страдают от низкого уровня растворенного кислорода 19 .Средний уровень DO для взрослых лососевых составляет 6,5 мг / л, а минимальный — 4 мг / л ². Эти рыбы обычно стараются избегать мест, где растворенный кислород составляет менее 5 мг / л, и начнут умирать, если подвергнутся воздействию DO менее 3 мг / л в течение более пары дней ¹⁹. Для икры лосося и форели уровни растворенного кислорода ниже 11 мг / л задерживают их вылупление, а ниже 8 мг / л ухудшают их рост и снижают выживаемость. ¹⁹ Когда растворенный кислород падает ниже 6 мг / л (что считается нормальным для большинства других рыб), подавляющее большинство икры форели и лосося погибает.¹⁹
Синежабрец, большеротый окунь, белый окунь и желтый окунь считаются теплопроводными рыбами и зависят от уровня растворенного кислорода выше 5 мг / л 21 . Они будут избегать районов, где уровни DO ниже 3 мг / л, но обычно не начинают страдать от смертельного исхода из-за кислородного истощения, пока уровни не упадут ниже 2 мг / л 22 . Средний уровень DO должен оставаться около 5,5 мг / л для оптимального роста и выживания ¹².
Судак также предпочитает уровни выше 5 мг / л, хотя они могут выжить при уровнях DO 2 мг / л в течение короткого времени.«Маски нужен уровень более 3 мг / л как для взрослых особей, так и для яиц». Карпы более выносливы, и, хотя они могут наслаждаться уровнем растворенного кислорода выше 5 мг / л, они легко переносят уровни ниже 2 мг / л и могут выжить при уровнях ниже 1 мг / л²⁶.
К пресноводным рыбам, наиболее устойчивым к уровню DO, относятся толстоголовые гольяны и северная щука. Северная щука может выжить при концентрациях растворенного кислорода до 0,1 мг / л в течение нескольких дней и при 1,5 мг / л в течение бесконечного количества времени ²⁷. Толстоголовые гольяны могут выжить при концентрации 1 мг / л в течение длительного периода с минимальным влиянием на воспроизводство и рост.
Что касается донных микробов, то изменения ДО их не беспокоят. Если весь кислород на их уровне воды будет израсходован, бактерии начнут использовать нитраты для разложения органических веществ — процесс, известный как денитрификация. Если весь азот израсходован, они начнут восстанавливать сульфат ¹⁷. Если органическое вещество накапливается быстрее, чем разлагается, отложения на дне озера просто обогащаются органическим материалом. ²⁸.
Примеры требований для морских организмов и растворенного кислорода
Минимальные потребности в растворенном кислороде для морских рыбМорские рыбы и организмы имеют более высокую толерантность к низким концентрациям растворенного кислорода, поскольку морская вода имеет более низкую 100% насыщенность воздухом, чем пресная вода.Обычно уровень растворенного кислорода в морской воде примерно на 20% меньше, чем в пресной ³.
Это не означает, что морские рыбы могут жить без растворенного кислорода. Полосатому окуну, белому окуну и американскому шэду для роста и процветания требуется уровень DO более 5 мг / л ⁵. Красный хек также чрезвычайно чувствителен к уровням растворенного кислорода, покидая свою предпочитаемую среду обитания у морского дна, если его концентрация упадет ниже 4,2 мг / л²⁹.
Потребность в растворенном кислороде для рыб открытого и глубоководного океана отследить немного сложнее, но в этой области проводились некоторые исследования.Морской окунь плавает в районах с концентрацией DO не менее 3,5 мг / л, а марлины и парусники ныряют на глубины с концентрацией DO 1,5 мг / л ³⁰. Точно так же белые акулы также ограничены в глубине погружения из-за уровней растворенного кислорода (выше 1,5 мг / л), хотя многие другие акулы были обнаружены в районах с низким DO ³³. Выслеженная рыба-меч в течение дня предпочитает мелководье, купаясь в насыщенной кислородом воде (7,7 мг / л) после погружения на глубину с концентрацией около 2,5 мг / л ³⁴. Альбакорский тунец обитает на уровне океана, и ему требуется минимум 2 особи.5 мг / л ³⁵, в то время как для палтуса минимальный порог допустимости DO составляет 1 мг / л ³⁶.
Многие тропические морские рыбы, в том числе рыба-клоун, рыба-ангел и групер, требуют более высоких уровней DO, как, например, рыбы, окружающие коралловые рифы. Коралловые рифы находятся в эвфотической зоне (где свет проникает в воду — обычно не глубже 70 м). Более высокие концентрации растворенного кислорода обычно обнаруживаются вокруг коралловых рифов из-за фотосинтеза и аэрации от водоворотов и волн ³⁷. Эти уровни DO могут колебаться в пределах 4-15 мг / л, хотя обычно они остаются на уровне 5-8 мг / л, циклически меняясь между производством дневного фотосинтеза и ночным дыханием растений ³⁸.Что касается насыщения воздуха, это означает, что растворенный кислород у коралловых рифов может легко колебаться от 40 до 200% ³⁹.
Ракообразные, такие как крабы и омары, являются донными (живущими на дне) организмами, но все же требуют минимального уровня растворенного кислорода. В зависимости от вида минимальные требования DO могут составлять от 4 мг / л до 1 мг / л ¹³. Несмотря на то, что они обитают на дне, мидии, устрицы и моллюски также требуют минимум 1-2 мг / л растворенного кислорода 29 , поэтому они встречаются в более мелких прибрежных водах, которые получают кислород из атмосферы и источников фотосинтеза.
Последствия необычных уровней DO
Если концентрация растворенного кислорода упадет ниже определенного уровня, уровень смертности рыб возрастет. Чувствительные пресноводные рыбы, такие как лосось, не могут воспроизводить даже при уровнях ниже 6 мг / л. В океане прибрежная рыба начинает избегать районов, где содержание DO ниже 3,7 мг / л, а определенные виды полностью покидают район, когда уровень содержания ниже 3,5 мг / л²⁹. Ниже 2,0 мг / л беспозвоночные также покидают, а ниже 1 мг / л даже бентосные организмы демонстрируют снижение темпов роста и выживаемости ²⁹.
Убийство рыбы / Winterkill
Убийство рыбы происходит, когда большое количество рыбы умирает в районе воды. Это может быть видовая или водная смертность. Убийство рыбы может происходить по ряду причин, но зачастую одним из факторов является низкий уровень растворенного кислорода. Винтерфейс — это гибель рыбы, вызванная длительным сокращением растворенного кислорода из-за льда или снежного покрова на озере или пруду ²⁰.
Истощение растворенного кислорода — наиболее частая причина гибели рыбы.Когда водоем чрезмерно продуктивен, кислород в воде может израсходоваться быстрее, чем он может быть восполнен.Это происходит, когда водоем переполнен организмами или когда происходит массовое отмирание цветения водорослей.
Рыбный промысел чаще встречается в эвтрофных озерах: озерах с высокой концентрацией питательных веществ (особенно фосфора и азота) ⁴¹. Высокий уровень питательных веществ способствует цветению водорослей, что может изначально повысить уровень растворенного кислорода. Но большее количество водорослей означает большее дыхание растений, потребление DO, а когда водоросли умирают, разложение бактерий резко возрастает, израсходовав большую часть или весь доступный растворенный кислород.Это создает бескислородную или обедненную кислородом среду, в которой рыба и другие организмы не могут выжить. Такие уровни питательных веществ могут возникать естественным образом, но чаще всего они вызваны загрязнением в результате стока удобрений или плохо очищенных сточных вод ⁴¹.
Winterkills происходит, когда дыхание рыб, растений и других организмов больше, чем производство кислорода в результате фотосинтеза ¹. Они возникают, когда вода покрыта льдом и поэтому не может получать кислород путем диффузии из атмосферы. Если затем лед покрывается снегом, фотосинтез также не может происходить, и водоросли будут полностью зависеть от дыхания или погибнут.В этих ситуациях рыба, растения и разложения потребляют растворенный кислород, и его невозможно восполнить, что приводит к гибели рыбы зимой. Чем мельче вода и чем выше продуктивность (высокое содержание организмов) в воде, тем выше вероятность зимовки ²⁰.
Болезнь газовых пузырей
Нерка с болезнью газовых пузырейКак низкое содержание растворенного кислорода может вызвать проблемы, так и высокие концентрации. Перенасыщенная вода может вызвать болезнь газовых пузырей у рыб и беспозвоночных ¹².Значительный уровень смертности наблюдается, когда растворенный кислород остается на уровне выше 115% -120% насыщения воздуха в течение определенного периода времени. Общая гибель молоди лосося и форели происходит менее чем за три дня при насыщении растворенным кислородом 120% ². Беспозвоночные, хотя они также страдают от болезни газовых пузырей, обычно могут переносить более высокие уровни перенасыщения, чем рыбы ².
Продолжительные периоды перенасыщения могут возникать в сильно аэрированных водах, часто вблизи плотин гидроэлектростанций и водопадов, или из-за чрезмерной фотосинтетической активности.Цветение водорослей может вызвать насыщение воздуха более чем на 100% из-за большого количества кислорода как побочного продукта фотосинтеза. Это часто сочетается с более высокой температурой воды, что также влияет на насыщенность. ¹² При более высоких температурах вода становится на 100% насыщенной при более низких концентрациях, поэтому более высокие концентрации растворенного кислорода означают еще более высокие уровни насыщения воздуха.
Мертвая зона
Мертвая зона — это область воды, в которой практически отсутствует растворенный кислород. Они названы так потому, что водные организмы не могут там выжить.Мертвые зоны часто возникают вблизи густонаселенных районов, например, в устьях рек и прибрежных районах Мексиканского залива, Северного, Балтийского и Восточно-Китайского морей. Они также могут встречаться в крупных озерах и реках, но более известны в океаническом контексте.
Гипоксические и бескислородные зоны по всему миру (фото предоставлено НАСА)Эти зоны обычно являются результатом бума роста водорослей и фитопланктона, питаемых удобрениями. Когда водоросли и фитопланктон умирают, микробы на морском дне расходуют кислород, разлагая органическое вещество ³¹.Эти бескислородные условия обычно стратифицированы и встречаются только в нижних слоях воды. В то время как некоторые рыбы и другие организмы могут убегать, моллюски, молодь и яйца обычно умирают ³².
Естественные гипоксические условия (с низким содержанием кислорода) не считаются мертвыми зонами. Местная водная жизнь (включая бентические организмы) приспособилась к повторяющимся условиям с низким содержанием кислорода, поэтому неблагоприятные последствия мертвой зоны (массовая гибель рыбы, внезапное исчезновение водных организмов и проблемы роста / развития рыб и беспозвоночных) не проявляются. происходят ³¹.
Такие естественные зоны часто встречаются в глубоких озерных бассейнах и на более низких уровнях океана из-за стратификации водной толщи.
Расслоение растворенного кислорода и воды в столбе
Стратификация разделяет водоем на слои. Это наслоение может быть основано на температуре или растворенных веществах (а именно соли и кислороде), причем оба фактора часто играют роль. Стратификация воды обычно изучается в озерах, хотя она встречается и в океане.Это также может происходить в реках, если бассейны достаточно глубокие, и в устьях, где существует значительная разница между пресноводными и солеными источниками.
Стратификация озера
Стратификация озераСамый верхний слой озера, известный как эпилимнион, подвергается солнечному излучению и контакту с атмосферой, поддерживая его теплее. Глубина эпилимниона зависит от температурного обмена, обычно определяемого прозрачностью воды и глубиной перемешивания (обычно инициируемого ветром) ¹¹.В этом верхнем слое водоросли и фитопланктон участвуют в фотосинтезе. Между контактом с воздухом, возможностью аэрации и побочными продуктами фотосинтеза растворенный кислород в эпилимнионе остается почти 100% насыщением. Точные уровни DO варьируются в зависимости от температуры воды, количества происходящего фотосинтеза и количества растворенного кислорода, используемого для дыхания водными организмами.
Под эпилимнионом находится металимнион, переходный слой, толщина и температура которого колеблются.Граница между эпилимнионом и металимнионом называется термоклином — точкой, в которой температура воды начинает неуклонно снижаться. Здесь могут произойти два разных исхода. Если свет может проникать за пределы термоклина и фотосинтез происходит в этих слоях, металимнион может достичь максимума кислорода ¹¹. Это означает, что уровень растворенного кислорода в металимнионе будет выше, чем в эпилимнионе. Но в эвтрофных озерах или озерах, богатых питательными веществами, дыхание организмов может истощать уровни растворенного кислорода, создавая металимнетический кислородный минимум ⁴².
Следующий слой — гиполимнион. Если гиполимнион достаточно глубокий, чтобы никогда не смешиваться с верхними слоями, он известен как монимолимнион. Гиполимнион отделен от верхних слоев хемоклином или галоклином. Эти клины отмечают границу между кислородными и бескислородными градиентами воды и солености соответственно. ¹¹. Хотя лабораторные условия показывают, что при более низких температурах и более высоких давлениях вода может удерживать больше растворенного кислорода, это не всегда результат. В гиполимнионе бактерии и грибы используют растворенный кислород для разложения органического материала ⁶.Этот органический материал поступает из мертвых водорослей и других организмов, которые опускаются на дно. Растворенный кислород, используемый при разложении, не заменяется — нет контакта с атмосферой, аэрации или фотосинтеза для восстановления уровней DO в гиполимнионе ¹¹. Таким образом, процесс разложения «расходует» весь кислород в этом слое.
Если рассматриваемое озеро представляет собой голомиктическое «смешивающееся» озеро, все слои перемешиваются не реже одного раза в год (обычно весной и осенью), когда температура слоев озера выравнивается.Этот оборот перераспределяет растворенный кислород по всем слоям, и процесс начинается снова.
Стратификация океана
Стратификация в океанеСтратификация в океане бывает горизонтальной и вертикальной. Прибрежная или прибрежная зона в наибольшей степени подвержена влиянию устьев рек и других источников притока. Она обычно мелкая и приливная с колебаниями уровня растворенного кислорода. Сублитораль, также известная как неритическая или демерсальная зона, также считается прибрежной зоной.В этой зоне концентрации растворенного кислорода могут варьироваться, но они не колеблются так сильно, как в литоральной зоне.
Это зона, где растут многие коралловые рифы, а уровни DO остаются близкими к 100% -ному насыщению воздухом из-за водоворотов, прибойных волн и фотосинтеза 45 . В этой зоне также обитает большинство океанических бентосных организмов (обитающих на дне). Океанические донные рыбы не живут на самых больших глубинах океана. Они обитают на морском дне рядом с побережьями и океанскими шельфами, оставаясь при этом на верхних уровнях океана.
За пределами демерсальной зоны находятся батиальные, абиссальные и хадальные равнины, которые довольно схожи с точки зрения стабильно низкого содержания DO.
В открытом океане есть пять основных вертикальных пластов: эпипелагический, мезопелагический, батипелагический, абиссопелагический и хадальпелагический ⁴⁴. Точные определения и глубины субъективны, но следующая информация в целом согласована. Эпипелагия также известна как поверхностный слой или фотическая зона (куда проникает свет). Это слой с самым высоким уровнем растворенного кислорода из-за воздействия волн и фотосинтеза.Эпипелагиаль обычно достигает 200 м и окаймлен скоплением обрывов.
Эти клины могут перекрываться или существовать на разных глубинах. Как и в озере, термоклин разделяет слои океана по температуре. Галоклин делится по уровням солености, а пикноклин делит слои по плотности ¹⁶. Каждая из этих клин может влиять на количество растворенного кислорода, которое могут удерживать слои океана.
Мезопелагическая, что означает «сумеречная» зона, простирается от 200 до 1000 м. В зависимости от прозрачности воды, часть света может проникать сквозь нее, но этого недостаточно для фотосинтеза ⁴⁴.Внутри этих пластов может находиться зона кислородного минимума (ОМЗ). OMZ развивается, потому что организмы используют кислород для дыхания, но он слишком глубок, чтобы восполняться за счет побочных продуктов фотосинтеза или аэрации из-за волн. Эта зона обычно существует на глубине около 500 м. Мезопелагическая зона граничит с хемоклинами (клинами, основанными на химических уровнях, например, по кислороду и солености) с обеих сторон, отражая различные уровни растворенного кислорода и солености между слоями.
Ниже мезопелагиали находится афотическая зона (зоны).Эти слои имеют более низкие уровни растворенного кислорода, чем поверхностная вода, потому что фотосинтез не происходит, но могут иметь более высокие уровни, чем OMZ, потому что происходит меньшее дыхание.
Батипелагическая, «полуночная» зона существует на высоте 1000-4000 м, и многие существа все еще могут здесь жить. Нижний слой океана — абиссопелагический, существующий ниже 4000 м. Гадопелагический — это название зоны глубоких океанических желобов, которые открываются ниже абиссальной равнины, таких как Марианская впадина ⁴⁴.
Стратификация эстуария
Стратификация растворенного кислорода в эстуарии зависит от солености (выражается в PSU). Стратификации эстуария основаны на распределении солености. Поскольку соленая вода содержит меньше растворенного кислорода, чем пресная, это может повлиять на распределение водных организмов. Чем сильнее течение реки, тем выше концентрация кислорода. Эта стратификация может быть горизонтальной, когда уровни DO падают от материка к открытому океану, или вертикальной, когда свежая насыщенная кислородом речная вода плавает над морской водой с низким содержанием DO ⁴⁶.Когда стратификация четко определена, пикноклин отделяет более свежую воду от соленой, способствуя разделению концентрации растворенного кислорода в каждой пласте.
Единицы измерения растворенного кислорода и отчетность
Конверсии единиц растворенного кислорода при 21 ° Цельсия (70 ° F) и 1 атмосфере (760 мм рт. Ст.) Растворенный кислород обычно указывается в миллиграммах на литр (мг / л) или в процентах от воздуха насыщенность. Тем не менее, некоторые исследования сообщают о DO в частях на миллион (ppm) или в микромолях (мкмоль).1 мг / л равен 1 промилле. Взаимосвязь между мг / л и% насыщения воздухом обсуждалась выше и изменяется в зависимости от температуры, давления и солености воды. Один микромоль кислорода равен 0,022391 миллиграмму, и эта единица измерения обычно используется в океанических исследованиях ⁴⁷. Таким образом, 100 мкмоль / л O2 равно 2,2 мг / л O2.
Расчет DO на основе% насыщения воздуха
Для расчета концентрации растворенного кислорода на основе насыщения воздуха необходимо знать температуру и соленость образца.Барометрическое давление уже учтено, поскольку парциальное давление кислорода влияет на процентное насыщение воздухом 7 . Затем соленость и температура могут использоваться в законе Генри для расчета концентрации DO при 100% -ном насыщении воздухом 10 . Однако проще использовать диаграмму растворимости кислорода. Эти графики показывают концентрацию растворенного кислорода при 100% -ном насыщении воздуха при различных температурах и солености. Затем это значение можно умножить на измеренный процент насыщения воздуха, чтобы рассчитать концентрацию растворенного кислорода 7.
O2 мг / л = (Измеренный% DO) * (Значение DO из диаграммы при температуре и солености)
Пример:
Измеренный DO 70%
Соленость 35 ppt
15 ° C
.70 * 8.135 = 5,69 мг / л DO
Цитируйте эту работу
Fondriest Environmental, Inc. «Растворенный кислород». Основы экологических измерений. 19 ноября 2013 г. Web.
Дополнительная информация
PPT — Как размножаются организмы? PowerPoint Presentation, скачать бесплатно
Как организмы размножаются? • АСЕКСУАЛЬНОЕ РАЗМНОЖЕНИЕ • Деление • Фрагментация • Регенерация • Вегетативное размножение • Спорообразование ЧТО ТАКОЕ ВОСПРОИЗВЕДЕНИЕ? • ПОЛОВОЕ РАЗМНОЖЕНИЕ • Размножение цветущими растениями • Размножение человека
ДЕОКСИРИБОНУКЛЕОВАЯ КИСЛОТА (ДНК) • Также известна как «Blue Print» и «Master Copy» • Присутствует в хромосомах в ядре клетки • Содержит информация для наследования характеристик • Источник информации для создания белков • Происходит первая реакция, и ДНК дублируется • ДНК отделяются друг от друга и образуют 2 разные клетки • Созданные копии ДНК будут похожи, но могут не совпадать с исходной ДУПЛИКАЦИЕЙ ДНК И РЕПЛИКАЦИЯ
ВАЖНОСТЬ ИЗМЕНЕНИЙ Изменения важны для выживания видов, поскольку они позволяют некоторым особям противостоять изменениям в окружающей среде или нишах
ВАЖНОСТЬ КОПИРОВАНИЯ ДНК ПРИ ВОСПРОИЗВОДСТВЕ Копирование ДНК означает производство точная копия оригинала.Но процесс копирования ДНК будет каждый раз изменяться, что приводит к стабильности популяции и образованию новых видов.
ЧТО ТАКОЕ ВОСПРОИЗВОДСТВО? Размножение — это процесс, при котором организмы порождают новых особей того же вида. Воспроизведение подразделяется на 2 типа;
1.АСЕКСУАЛЬНОЕ РАЗМНОЖЕНИЕ • Это процесс формирования новой особи из любой специализированной или неспециализированной части одного родителя без оплодотворения.• Бесполое размножение делится на 6 групп, они есть; • Деление • Фрагментация • Регенерация • Почкование • Вегетативное размножение • Спорообразование
a) ДЕЛЕНИЕ Это тип бесполого размножения, при котором родительская клетка разделяется на две или более дочерних клетки. Деление может проходить в любом самолете. БИНАРНОЕ ДЕЛЕНИЕ В АМОЭБЕ МНОЖЕСТВЕННОЕ ДЕЛЕНИЕ В ПЛАЗМОДЕ
б) Фрагментация • Это тип бесполого размножения, при котором родительская клетка просто распадается на более мелкие части при созревании.Фрагментация у спирогиры
c) Регенерация Это тип бесполого размножения, при котором родительская клетка разрезается или распадается на несколько частей, и каждая часть превращается в новую особь. Регенерация у Planaria
d) Бутонирование Это тип размножения, при котором почка развивается как отросток из-за повторяющегося деления клеток в одном конкретном месте, и почка разовьется до новой особи, когда она полностью созрела и отделилась. из родительского тела.Окукование гидры
д) Вегетативное размножение Это тип бесполого размножения, при котором такие части растения, как корень, стебель и листья, развиваются в новые растения. Bryophyllum
ВЕГЕТАТИВНОЕ РАЗВИТИЕ (CHRYSANTHEMUM)
ВЕГЕТАТИВНОЕ РАЗВИТИЕ (PISTIA)
0003 VEGETATIVE VEGETATIVE4 PROPAGATION бесполое размножение, при котором споры в спорангии выходят наружу, когда созревают, и каждая спора разовьется в новых особей.Формирование спор у Rhizopus
2. СЕКСУАЛЬНОЕ РАЗМНОЖЕНИЕ • Это способ размножения, при котором молодые особи образуются в процессе образования гамет.
ЦВЕТОК Цветок — репродуктивная единица растения. Части цветка включают чашелистики, лепестки, тычинки и рыльце (пестик). Пестик — женская репродуктивная часть. Пестик состоит из рыльца, фасции и завязи. Тычинка — мужская репродуктивная часть. Тычинка состоит из нити, пыльника и пыльцы.
ПРЕИМУЩЕСТВА ВЕГЕТАТИВНОГО РАЗМНОЖЕНИЯ . раньше, чем выращенные из семян Сотни генетически похожих растений могут быть размножены от одного родительского растения. Растения, которые не дают жизнеспособных семян, могут быть размножены только этим методом. Это требует меньшего внимания, чем выращенные из семян
L .S.OF A ТИПИЧНЫЙ ЦВЕТОК
ОПЫЛЕНИЕ (ЭНТЕМОФИЛЬНОЕ)
ОПЫЛЕНИЕ • САМОПОПЫЛЕНИЕ Перенос пыльцевых зерен с пыльника на рыльце того же цветка • ПЕРЕСЕЧЕНИЕ ПЫЛЬЦЫ ПЫЛЬЦА клеймо другого цветка того же растения или другого растения того же вида
ПРОЦЕСС УДОБРЕНИЯ НА РАСТЕНИЯХ • Опыление растений сопровождается оплодотворением • Пыльцевые зерна, осевшие на рыльце, прорастают, образуя пыльцевую трубку • Одновременно ядро, присутствующее в пыльцевом зерне, делится на две мужские гаметы. • Пыльцевая трубка, несущая две мужские гаметы, проникает через стержень, достигает яичника и попадает в зародышевый мешок через микропиле.
ИЗМЕНЕНИЯ ПОСЛЕ УДОБРЕНИЯ • Один из предохранителей мужской гамет wi яйцо (яйцеклетка) с образованием диплоидной зиготы.этот процесс оплодотворения называется зингамией. • Другая мужская гамета сливается с двумя полярными ядрами, образуя триплоидный PEN (первичное ядро эндосперма). Это оплодотворение называется тройным слиянием. • Поскольку два оплодотворения происходят одновременно в эмбриональном мешке, этот процесс называется двойным оплодотворение. • После оплодотворения зигота превращается в эмбрион, а PEN — на эндосперм • Эндосперм обеспечивает питание развивающегося эмбриона • После оплодотворения чашелистики и лепестки опадают, а яичник превращается в плод, а семяпочки — в семена
МУЖСКАЯ РЕПРОДУКТИВНАЯ СИСТЕМА • Мужская репродуктивная система состоит из пары яичек.Яички находятся в мышечной сумке, называемой мошонкой, которая находится за пределами брюшной полости. От каждого яичка возникает трубчатая структура, которая называется семявыносящим протоком. Он соединяется с протоком, отходящим от мочевого пузыря, и образует общую трубку, называемую уретрой. Уретра заключена в мышечный орган, называемый пенисом. • Мошонка находится за пределами брюшной полости между двумя ногами, потому что для выработки спермы требуется более низкая температура (на 2–2,5 ° C ниже), чем нормальная температура тела • Функции яичек 1.производство спермы 2. секреция мужского гормона тестостерона
Мужская репродуктивная система
ЖЕНСКАЯ РЕПРОДУКТИВНАЯ СИСТЕМА Женская репродуктивная система состоит из пары яичников, расположенных в брюшной полости рядом с почками, каждый яичник содержит большое количество фолликулов, которые по мере созревания в период полового созревания превращаются в яйца. Рядом с задним концом каждой почки есть воронкообразная структура, называемая маточной трубой или яйцеводом.Маточная труба открывается в матку. Матка открывается во влагалище через шейку матки. Функции яичника 1. производство яйцеклетки или яйцеклетки 2. секреция женского гормона эстрогена
Женская репродуктивная система
ДОПОЛНИТЕЛЬНЫЕ ЖЕЛЕЗЫ СВЯЗАННЫЕ С СИСТЕМОЙ МУЖСКОЙ РЕПРОДУКТИНЫ . Семенной пузырь выделяет щелочную вязкую жидкую сперму, которая снабжает сперму питательными веществами.Пространственная железа выделяет молочную жидкость, которая заставляет сперматозоиды быстрее переноситься. Каперовская железа выделяет жидкость, которая действует как смазка
РОЛЬ ПЛАЦЕНТЫ Плацента — это особая ткань в форме диска, расположенная на внутренней стенке матки. Эмбрион получает питательные вещества и кислород из крови матери с помощью плаценты через пуповину, а также переносит отходы и углекислый газ от плода в кровь матери стенка матки медленно разрывается и выходит через влагалище в виде крови и слизи, известных как менструация. Это происходит каждый месяц и длится от 2 до 5 дней
РАЗЛИЧНЫЕ МЕТОДЫ КОНТРАЦЕПЦИИ 1.Натуральный метод 2. Барьерный метод 3. Химический метод 4. Хирургический метод Естественные методы — абстиненция и абстиненция Воздержание от коитуса с 10 по 17 день менструального цикла Выведение полового члена из влагалища перед эякуляцией Барьерный метод — в этом методе используются физические устройства, такие как в качестве презерватива используются диафрагмы, цервикальные оболочки и т. д., которые предотвращают попадание сперматозоидов в женские половые пути во время спаривания. ВМС, такие как петля и медный Т, надежно размещаются внутри матки, предотвращая оплодотворение и имплантацию.ионы меди подавляют подвижность и оплодотворяющую способность сперматозоидов
Химические методы — использование пероральных или вагинальных таблеток или химикатов , которые изменяют гормональный баланс организма таким образом, что они предотвращают овуляцию и оплодотворение — хирургические методы — в этом Метод: небольшая часть семявыносящего протока у мужчин и фаллопиевы трубы у женщин перевязана хирургическим путем.