Что нужно повторить для успешного изучения темы? § 9 – учебник для 9 класса; § 58 – учебник для 8 класса.
Характеристика глобального антропогенного воздействия. Влияние человека на окружающую природу носит в основном негативный характер. Но пока человек не начал применять промышленные технологии, оно почти не ощущалось, так как компенсировалось за счет способности природных экосистем к самовосстановлению. После наступления эпохи научно-технического прогресса (НТП) роль антропогенных факторов в изменении условий на планете стала главенствующей.
Рост численности населения влечет за собой интенсификацию масштабов использования природных ресурсов – как возобновляемых, так и невозобновляемых. Так, если в эпоху неолита для удвоения числа живущих на Земле людей потребовалось целых 2500 лет, то в 1900 г. – уже 100, а в 1960 г. – всего 35 лет. В результате перестали существовать 2/3 африканских тропических лесов, значительно сократилась площадь лесов на территории Северной Америки. Не лучше картина в Европе и странах Средиземноморья. Здесь исчезает растительный покров, предохраняющий почвы от эрозии. Неслучайно так участились сильные наводнения даже в густонаселенных районах Европы, где раньше таких явлений не наблюдалось. Восстановление сведенных лесов в большинстве стран идет во много раз медленнее, чем их вырубка.
При этом специалисты считают бесперспективными посадки хвойных лесов на месте вырубленных лиственных видов. Ведь хвойные породы делают почвы кислыми и бесплодными, к тому же они более подвержены пожарам, да и фауна их во много раз беднее.
По подсчетам экологов, лесные пожары ежегодно уничтожают 2 млн т органических веществ. Нужно понимать, что при этом в атмосферу выбрасываются продукты горения: сажа, копоть и углекислый газ. Эти потери леса усугубляются использованием древесины для производства бумаги, в том числе газетной. В тропических лесах использование монокультур (сахарный тростник, кофейное дерево, банан и др.) истощает почвы, которые потом на много лет выходят из хозяйственного оборота. На острове Мадагаскар, например, в результате такого варварского использования 9/10 территории стали непригодными для сельского хозяйства.
Серьезным просчетом человечества явилось массовое осушение болот, проводимое в ХХ в. в умеренной зоне Северного полушария. Роль болот как регулятора грунтовых вод выяснили сравнительно недавно. Оказалось, что они, подобно губке, поглощают воду после сильных дождей, предотвращая тем самым наводнения, а летом в жару постепенно возвращают влагу в окружающее пространство. К тому же продуктивность болот как экосистем достаточно высока, а осушение их очень дорогостояще и экономически не оправдано.
Еще одним сомнительным с точки зрения экологии мероприятием, регулярно проводимым в США, является так называемое омоложение леса с помощью искусственно вызываемых пожаров. Даже если пожар контролируемый и не выходит за рамки намеченного участка, польза от таких мероприятий вряд ли превосходит приносимый вред.
Причины глобального потепления. Быстрыми темпами загрязняется окружающая среда – воздух, вода, земля. В воздух выбрасывается огромное количество углекислоты, накопление которой в атмосфере приводит к парниковому эффекту. Почему же проблема повышения углекислого газа в атмосфере встала остро именно теперь? Основные его выбросы формируют предприятия черной металлургии, все процессы сгорания топлива, процессы гниения (с ростом численности населения значительно увеличилось количество отходов животноводства), лесные пожары и вулканические извержения.
Геологи предполагают, что в прошлых эрах вулканическая активность была выше нынешней, но катастрофического глобального потепления климата не происходило. Дело в том, что самым активным биологическим «поглотителем» углекислого газа из атмосферы являются зеленые растения и цианобактерии, использующие углерод в процессе фотосинтеза для создания органики. Часть синтезированных органических веществ снова превращается в СО2 и воду в ходе дыхания самих растений и съевших растения животных. Но значительная часть углерода остается в телах растений даже после их смерти в виде целлюлозы, пока они не сгниют или не сгорят. А если вспомнить, сколько угля образовалось из растительности каменноугольных лесов палеозоя, становится понятно, почему высокая вулканическая активность не привела к глобальному потеплению климата. Следует вспомнить еще и тот факт, что человечество ведет постоянную вырубку лесов и вызывает гибель водорослей, загрязняя поверхность Мирового океана.
Самым активным небиологическим «поглотителем» углекислого газа является именно Мировой океан. Соприкасаясь с атмосферой, на бескрайней поверхности океана происходит растворение углекислого газа в воде. Далее СО2 превращается в карбонаты кальция. Они извлекаются из морской воды и накапливаются такими морскими обитателями, как кораллы, раковинные организмы (простейшие и моллюски). Весь этот известняк уже не «выпускает» из себя углерод, в отличие от сгорающего угля и нефтепродуктов. Вспомним, что в наши дни поверхность океана сильно загрязнена. По статистике, плавающие на поверхности пластиковые бутылки, пакеты и другие материалы по совокупной площади уже превосходят континент Австралию. Если учесть еще и нефтяные пятна, формирующиеся на поверхности в результате разливов нефтепродуктов, становится понятно, что и океан не справляется с утилизацией СО2.
Выброс всевозможных газов, в особенности фреонов, привел к частичному разрушению озонового слоя, который отражает значительное количество излучения Солнца. Кроме чисто климатических процессов, озоновый экран защищает все живое на Земле от губительного ультрафиолетового излучения. Наблюдения со спутников и МКС показали, что над Арктикой и Антарктикой появились озоновые дыры. В результате большее количество солнечного излучения стало проникать в атмосферу и нагревать поверхность Земли.
Последствия глобального потепления могут быть катастрофическими. За последние десятки лет температура Земли повысилась почти на 1°С, что может привести к ускоренному таянию ледников, повышению уровня Мирового океана и затоплению огромных территорий суши. В том, что потепление наступает, сомнений нет уже ни у кого. Наша планета постоянно находится в перманентном состоянии глобальных климатических изменений. Эти процессы происходят не мгновенно, но они имеют тенденцию усиливаться и ускоряться, как телега, катящаяся с горы, постепенно набирает скорость и становится неуправляемой. Если потепление будет продолжаться, то, вероятно, произойдет таяние ледников, подъем уровня Мирового океана, изменение океанических течений. Учитывая, что нагрев поверхности Земли зависит от ее отражающей способности, с исчезновением ледников Земля начнет нагреваться еще быстрее. Ведь лед обладает большей отражающей способностью, чем вода. В то же время вода обладает большей отражающей способностью, чем суша. Дальнейшее накопление твердых частиц в атмосфере, как и СО2, будет приводить к парниковому эффекту только до определенного предела. Если атмосфера загрязнится настолько, что будет не только не выпускать отраженные солнечные лучи, но даже и не впускать их, тогда наступит ситуация «ледяная Земля». При наступлении полного глобального ледникового периода сохранение жизни даже в океане будет еще под большим вопросом, чем при потеплении.
Некоторые ученые-экологи уверены, что наша планета и ранее переживала глобальные климатические изменения. Так, по мнению одного из основателей глобальной экологии М. И. Будыко, выбросами СО2 в атмосферу человечество предотвратило очередной ледниковый период. Но, по мнению этого же исследователя, изменения от «планеты-океана» и до «ледяной Земли» могут произойти всего лишь из-за разницы получаемого солнечного излучения в 1–5%. Иными словами, если мы получим на 1–5% больше солнечной радиации, ледники растают и континенты уйдут под воду. Если же всего на 1–5% меньше, то вся поверхность Земли, включая океаническую, – замерзнет. Поэтому задача человечества предпринимать максимум усилий по стабилизации климата.
Есть мнение, что последствия глобального потепления не будут столь катастрофичны. Ведь это должно привести к ослаблению засушливости, повышению урожайности сельскохозяйственных культур, спасению от голода.
Температура на Земле сегодня не является абсолютно максимальной. В геологической истории планеты она бывала и на 10–15°С выше. Об этом свидетельствуют исследования геологов и палеонтологов. Есть косвенные доказательства, что 2000 лет назад на Британских островах выращивали виноград. Тысячу лет назад зерновые в Скандинавии возделывали на 300 м выше современной границы. В Великом Новгороде на теплых грядках выращивали дыни. В Алматы сто лет назад энтузиасты выращивали чайные деревья в открытом грунте. Но мнение, что «глобальное потепление улучшит климат», не разделяет подавляющее большинство ученых-экологов.
Уже сейчас особенно остро начинают чувствоваться климатические изменения в условиях тундровой зоны вечной мерзлоты. Дело в том, что при таянии меняется структура почв, образуются зыбучие грунты, напоминающие по свойствам болото. Все проложенные дороги, линии электропередач, капитальные постройки, шахты, нефте- и газопроводы в тундре могут разрушиться. Они не рассчитаны на такие изменения. В результате будет меняться и уровень грунтовых вод, исчезнет сложившаяся за десятки и сотни тысяч лет флора и фауна. Предугадать результаты техногенных аварий после разрушения всей возведенной человеком инфраструктуры в этих местах вообще сложно. Так что таким северным государствам, как Канада, Россия, Финляндия и др., радоваться потеплению климата точно не приходится.
Пути решения проблемы глобального потепления можно разделить на глобальные и локальные меры. Вне всякого сомнения, что глобальные меры, которые способны предпринять все цивилизованные страны мира, могли бы дать незамедлительный эффект. Но пока между странами обсуждаются в основном вопросы экономического, военного и политического взаимодействия, но далеко не экологические вопросы. Однако нельзя сказать, что вопросам экологии совсем не уделяется внимание.
Действенным общемировым экологическим мероприятием является принятие Киотского протокола (город Киото – древняя столица Японии), подписанного большинством стран мира. Этот протокол международного соглашения по климату вступил в действие с 2005 г. Подписавшие его страны добровольно ограничивают выбросы углекислого газа в атмосферу, что позволяет уменьшить опасность потепления атмосферы Земли. Ведь именно углекислый газ создает парниковый эффект. Но как вы, наверное, знаете, США недавно вышли из международного соглашения по климату. Представляя собой одну из крупнейших экономик мира, Соединенные Штаты Америки являются еще и одним из государств – «лидеров» по выбросам СО2 в атмосферу.
Каждый гражданин может внести свой посильный вклад в предотвращение глобального потепления. В первую очередь не следует без особой нужды уничтожать любые зеленые растения. Помните, что каждый листочек, каждая живая зеленая растительная клетка – это «поглотитель» углекислого газа, кроме всего прочего, выделяющий кислород. Поверхность листьев к тому же собирает оседающую на них пыль и другие твердые частицы. Стремитесь ухаживать за растениями, приумножать их везде, где это возможно: от жилищ и классных комнат до дворов и приусадебных участков. Не сжигайте что-либо без необходимости или просто для развлечения.
Глобальное антропогенное воздействие, глобальное потепление, глобальная экология, Киотский протокол.
Знание и понимание
1. Объясните, почему состояние планеты стало ухудшаться после технического прогресса и почему этому не может воспрепятствовать способность природы к самовосстановлению.
2. Определите связь между вырубкой лесов и наводнениями в густонаселенных районах континентальной части Сибири.
Применение
1. Сравните, как вырубка лесов, рост численности населения и загрязнения океана влияют на атмосферу Земли.
2. Назовите причины, по которым посадка хвойных растений на место вырубленных лиственных приводит к ухудшению экологической ситуации относительно той, что была до вмешательства человека.
Анализ
1. Изобразите в виде схемы процессы, которые могут привести к глобальным климатическим изменениям.
2. Выскажите свое мнение о причинах и последствиях вырубки тропических лесов.
Синтез
1. Порассуждайте, почему при высокой вулканической активности в доисторические времена не произошло образование озоновых дыр и глобального потепления.
2. Попытайтесь оценить, сколько живых существ уничтожается из-за пожаров в год.
Оценка
1. Напишите реферат о применении американской технологии омолаживания леса и ее влиянии на образование парникового эффекта.
2. Оцените экономические и экологические последствия научно-технического прогресса (вырубка лесов, техногенное загрязнение, использование пресной воды и т. д.). Объясните, почему экономическая прибыль может быть выгодна для отдельных людей и смертельно опасна для человечества в целом.