Разделы презентаций


Физическая экология презентация, доклад

Содержание

Атмосфера: обоснование эволюции

Слайды и текст этой презентации

Слайд 1Физическая экология
Занятие 3
Эволюция атмосферы Земли

Физическая экологияЗанятие 3Эволюция атмосферы Земли

Слайд 2Атмосфера: обоснование эволюции

Атмосфера: обоснование эволюции

Слайд 3Весна на Марсе
Снимок сделан 16 января 2014 г. камерой HiRISE

(High-Resolution Imaging Science Experiment), установленной на борту Марсианского
Исследовательского Орбитального зонда

MRO.
Весна на МарсеСнимок сделан 16 января 2014 г. камерой HiRISE (High-Resolution Imaging Science Experiment), установленной на борту

Слайд 4Кислород (О2) в атмосфере
Атмосфера: масса свободного О2 -- 106 Гт


Земная кора: масса связанного О2 -- более 1010 Гт
Стационарный

поток О2 через атмосферу равен 3·1017 г·год –1
Время обмена О2 в атмосфере – три тысячи лет (!)

Оцените годовое потребления О2 Человечеством – ?

Существует динамическое равновесие процессов окисления и восстановления на поверхности Земли. Поступление кислорода - в основном от усвоения СО2 растениями (фотосинтеза) и разложения органики. Поглощение О2 - окисление при дыхании животных и растений, рассеяние в земной коре, окисление углерода при горении (антропогенный фактор).
Кислород (О2) в атмосфереАтмосфера: масса свободного О2 -- 106 Гт Земная кора: масса связанного О2 -- более

Слайд 5Появление кислорода в атмосфере
Геохимические и инсоляционные условия в древнем океане

способствовали формированию матов – слойчатых сообществ прокариотов, безъядерных микроорганизмов. Доказательством

являются строматолиты — ископаемое карбонатные остатки цианобактериальных матов, образованных на дне мелководного водоёма.
Прокариоты уже могли осуществлять фотосинтез, сначала бескислородный, аноксигенный, например, на основе сероводорода. Позднее, уже в первой половине архея, цианобактерии освоили более энергетически выгодный кислородный фотосинтез, который и стал источником процесса, получившего наименование кислородной катастрофы.
Появление кислорода в атмосфереГеохимические и инсоляционные условия в древнем океане способствовали формированию матов – слойчатых сообществ прокариотов,

Слайд 6Признаки жизнедеятельности прокариотов
Современные строматолиты (Shark Bay, Австралия)
Строматолиты из Архея (Австралия)

Признаки жизнедеятельности прокариотовСовременные строматолиты (Shark Bay, Австралия)Строматолиты из Архея (Австралия)

Слайд 7Накоплений кислорода в атмосфере
Появление свободного кислорода в атмосфере стимулировало эволюцию

жизни. Первые эукариоты (клетки с обособленным ядром) относятся к геологическим

отложениям с возрастом 1,8·109 лет. Эукариотическому фитопланктону для жизнедеятельности требует относительное содержание кислорода в воздухе 10-3–10-2 от современного значения. Известно критическое содержание кислорода порядка 10-2 от современного, так называемая точка Пастера, при котором анаэробное брожение сменяется энергетически более выгодным кислородным окислением.
Анаэробное расщепление глюкозы:
C6H12O6 → 2C3H6O3 + 47 ед. энергии
Аэробное расщепление глюкозы:
C6H12O6 + 6O2 → 6CO2 + 6H2O + 686 ед. энергии
Накоплений кислорода в атмосфереПоявление свободного кислорода в атмосфере стимулировало эволюцию жизни. Первые эукариоты (клетки с обособленным ядром)

Слайд 8Кислород в атмосфере: что думают ученые?

Кислород в атмосфере: что думают ученые?

Слайд 9Углерод (СО2) в атмосфере
Атмосфера: масса углерода в составе СО2 –

720 Гт
Мировой океан: масса растворенного в составе СО2 углерода

– 105 Гт
Стационарный поток углерода через атмосферу – 60 Гт·год–1
Время обмена углерода в составе СО2 в атмосфере – 12 лет

Земная кора: содержание углерода – более 75·106 Гт
Горючих минералов органического происхождения < 104 Гт Доступные запасы органического топлива – 4·103 Гт

Массой углерода в живой биомассе – 550 Гт
Углерод (СО2) в атмосфереАтмосфера: масса углерода в составе СО2 – 720 Гт Мировой океан: масса растворенного в

Слайд 10Углерод (С) в биомассе
https://github.com/milo-lab/biomass_distribution

Углерод (С) в биомассеhttps://github.com/milo-lab/biomass_distribution

Слайд 11Круговорот углерода и кислорода (модель Костицына)
Костицын В. А. Эволюция атмосферы,

биосферы и климата: М., Наука, 1984
Владимир Александрович Костицын (псевдонимы Семёнов, Семён Петрович 1883

— 1963) — боевик РСДРП, математик, астрофизик, эколог-теоретик, политический деятель периода Временного правительства.
Круговорот углерода и кислорода (модель Костицына)Костицын В. А. Эволюция атмосферы, биосферы и климата: М., Наука, 1984Владимир Александрович

Слайд 12Модель Костицына
1
2
3
4
5
x - масса свободного атмосферного кислорода
y - суммарная масса

СО2 в атмосфере и океане
v - общая масса кислорода и

углерода в растениях
u - общая масса кислорода и углерода в животных
s - общая масса кислорода и углерода в останках растений и животных в коре

s

y

x

v

u

Модель Костицына12345x - масса свободного атмосферного кислородаy - суммарная масса СО2 в атмосфере и океанеv - общая

Слайд 13Модель Костицына
Схема обмена выглядит так:
4 - 5 разложение растений
4 -

2 дыхание и разложение
растений
4 - 3

поедание растений
животными
4 - 1 питание растений
3 - 2 дыхание и разложение
животных
3 - 5 разложение животных
2 - 4 питание растений
1 - 4 дыхание растений
1 - 3 дыхание животных
Модель КостицынаСхема обмена выглядит так:4 - 5 разложение растений4 - 2 дыхание и разложение

Слайд 14Модель Костицына
Запишем два последних уравнения в форме:
где
Это – классическая система

уравнений Вольтерра–Лотки «хищник – жертва»

Модель КостицынаЗапишем два последних уравнения в форме:гдеЭто – классическая система уравнений Вольтерра–Лотки «хищник – жертва»

Слайд 15Модель «хищник – жертва»

Записанная система имеет периодическое решение:
где

Модель «хищник – жертва»Записанная система имеет периодическое решение:где

Слайд 16Умножим первое уравнение на μ/u, а второе на λ/υ и

сложим:
Модель «хищник – жертва»

Теперь умножим оба уравнения на β

и сложим:

Приравниваем правые части, разделяем переменные, интегрируем и получаем приведенное ранее решение

Умножим первое уравнение на μ/u, а второе на λ/υ и сложим: Модель «хищник – жертва»Теперь умножим оба

Слайд 17Модель «хищник – жертва»

Разделим переменные и получим графическое решение:
G(υ)
u
F(u)
υ

Модель «хищник – жертва»Разделим переменные и получим графическое решение:G(υ)uF(u)υ

Слайд 18Модель Костицына
где

Модель Костицынагде

Слайд 19Если выполняются условия:
41 - 14 > 0, растения выделяют

кислорода больше, чем усваивают,
45 > 24 - 42, растения

больше теряют в гумус, чем приобретают, обмениваясь СО2 с атмосферой,

то приращение массы кислорода за период положительно, т.е. концентрация кислорода в атмосфере циклически возрастает.

Производство кислорода

Если выполняются условия: 41 - 14 > 0, растения выделяют кислорода больше, чем усваивают, 45 > 24

Слайд 20Убывание углерода в атмосфере?
Сходным образом из предположений о том, что


42 - 24 < 0, растения больше усваивают углекислого газа,

чем выделяют,
35 > 13, животные больше теряют в гумус, чем приобретают, усваивая О2,
получается вывод об уменьшении общей массы СО2 за цикл.

Убывание углерода в атмосфере?Сходным образом из предположений о том, что 42 - 24 < 0, растения больше

Слайд 21Взаимодействие биологических видов
Вольтерра обобщил уравнение хищник - жертва на случай

n биологических видов, взаимодействующих между собой:
Коэффициенты r определяют численность организмов

в отсутствие других видов, они могут быть положительными и отрицательными. Воздействие одного вида на другой может быть положительным (знак коэффициента в сумме +), отрицательным (знак -) или нейтральным (множитель 0). В итоге получается четыре вида взаимодействия: конкуренция (- -), симбиоз (+ +), а также взаимодействия (+ -), (-+): как в рассмотренном в лекции случае или, к примеру, аллелопатия, т.е. взаимовлияние растений путем выделения фитонцидов «антибиотиков в окружающую среду и комменсализм, от commensalis – сотрапезники + 0,- 0.
Взаимодействие биологических видовВольтерра обобщил уравнение хищник - жертва на случай n биологических видов, взаимодействующих между собой:Коэффициенты r

Слайд 22Накопление кислорода в атмосфере

Накопление кислорода в атмосфере

Слайд 23Дополнительная литература
Горяченко В.Д. Элементы теории колебаний. М.: Высшая школа, 2001.
Мюррей

Д. Математическая биология. Т.1. Введение. М.-Ижевск. 2009.
Костицын В. А. Эволюция

атмосферы, биосферы и климата: М., Наука, 1984


Дополнительная литератураГоряченко В.Д. Элементы теории колебаний. М.: Высшая школа, 2001.Мюррей Д. Математическая биология. Т.1. Введение. М.-Ижевск. 2009.Костицын

Обратная связь

Если не удалось найти и скачать доклад-презентацию, Вы можете заказать его на нашем сайте. Мы постараемся найти нужный Вам материал и отправим по электронной почте. Не стесняйтесь обращаться к нам, если у вас возникли вопросы или пожелания:

Email: Нажмите что бы посмотреть 

Что такое TheSlide.ru?

Это сайт презентации, докладов, проектов в PowerPoint. Здесь удобно  хранить и делиться своими презентациями с другими пользователями.


Для правообладателей

Яндекс.Метрика