Разделы презентаций
- Разное
- Английский язык
- Астрономия
- Алгебра
- Биология
- География
- Геометрия
- Детские презентации
- Информатика
- История
- Литература
- Математика
- Медицина
- Менеджмент
- Музыка
- МХК
- Немецкий язык
- ОБЖ
- Обществознание
- Окружающий мир
- Педагогика
- Русский язык
- Технология
- Физика
- Философия
- Химия
- Шаблоны, картинки для презентаций
- Экология
- Экономика
- Юриспруденция
Физическая экология
Содержание
- 1. Физическая экология
- 2. Атмосфера: обоснование эволюции
- 3. Весна на МарсеСнимок сделан 16 января 2014
- 4. Кислород (О2) в атмосфереАтмосфера: масса свободного О2
- 5. Появление кислорода в атмосфереГеохимические и инсоляционные условия
- 6. Признаки жизнедеятельности прокариотовСовременные строматолиты (Shark Bay, Австралия)Строматолиты из Архея (Австралия)
- 7. Накоплений кислорода в атмосфереПоявление свободного кислорода в
- 8. Кислород в атмосфере: что думают ученые?
- 9. Углерод (СО2) в атмосфереАтмосфера: масса углерода в
- 10. Углерод (С) в биомассеhttps://github.com/milo-lab/biomass_distribution
- 11. Круговорот углерода и кислорода (модель Костицына)Костицын В.
- 12. Модель Костицына12345x - масса свободного атмосферного кислородаy
- 13. Модель КостицынаСхема обмена выглядит так:4 - 5
- 14. Модель КостицынаЗапишем два последних уравнения в форме:гдеЭто – классическая система уравнений Вольтерра–Лотки «хищник – жертва»
- 15. Модель «хищник – жертва»Записанная система имеет периодическое решение:где
- 16. Умножим первое уравнение на μ/u, а второе
- 17. Модель «хищник – жертва»Разделим переменные и получим графическое решение:G(υ)uF(u)υ
- 18. Модель Костицынагде
- 19. Если выполняются условия: 41 - 14 >
- 20. Убывание углерода в атмосфере?Сходным образом из предположений
- 21. Взаимодействие биологических видовВольтерра обобщил уравнение хищник -
- 22. Накопление кислорода в атмосфере
- 23. Дополнительная литератураГоряченко В.Д. Элементы теории колебаний. М.:
- 24. Скачать презентанцию
Атмосфера: обоснование эволюции
Слайды и текст этой презентации
Слайд 3Весна на Марсе
Снимок сделан 16 января 2014 г. камерой HiRISE
(High-Resolution Imaging Science Experiment), установленной на борту Марсианского
MRO.
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 –1Время 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).
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.
Слайд 6Признаки жизнедеятельности прокариотов
Современные 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
Слайд 9Углерод (СО2) в атмосфере
Атмосфера: масса углерода в составе СО2 –
720 Гт
Мировой океан: масса растворенного в составе СО2 углерода
– 105 ГтСтационарный 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
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.
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 растенияхu - 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
Слайд 13Модель Костицына
Схема обмена выглядит так:
4 - 5 разложение растений
4 -
2 дыхание и разложение
растений
4 - 3
поедание растенийживотными
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
Слайд 14Модель Костицына
Запишем два последних уравнения в форме:
где
Это – классическая система
уравнений Вольтерра–Лотки «хищник – жертва»
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
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
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.
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.
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
