Ποιες επιστημονικές πληροφορίες εξηγούν πώς η ύλη και η ροή ενέργειας μέσω της βιόσφαιρας;
ροή ενέργειας:
* Ο ήλιος:Η τελική πηγή: Ο ήλιος είναι η κύρια πηγή ενέργειας για τη βιόσφαιρα. Παρέχει φως και θερμότητα, τα οποία οδηγούν στη φωτοσύνθεση.
* φωτοσύνθεση: Τα φυτά και άλλοι φωτοσυνθετικοί οργανισμοί καταγράφουν την ηλιακή ενέργεια και την μετατρέπουν σε χημική ενέργεια με τη μορφή γλυκόζης, αποθηκεύοντας την στους ιστούς τους. Αυτή η διαδικασία απελευθερώνει επίσης οξυγόνο στην ατμόσφαιρα.
* Αλυσίδες τροφίμων και ιστούς τροφίμων: Η ενέργεια ρέει μέσω της βιόσφαιρας μέσω σχέσεων διατροφής. Οι παραγωγοί (φυτά) καταναλώνονται από πρωτογενείς καταναλωτές (φυτοφάγα), τα οποία στη συνέχεια καταναλώνονται από δευτερεύοντες καταναλωτές (σαρκοφάγα) κ.ο.κ.
* Απώλεια ενέργειας σε κάθε τροφικό επίπεδο: Με κάθε μεταφορά ενέργειας μέσω τροφικών επιπέδων, ένα σημαντικό τμήμα (περίπου 90%) χάνεται ως θερμότητα λόγω μεταβολικών διεργασιών. Αυτό περιορίζει τον αριθμό των τροφικών επιπέδων σε ένα οικοσύστημα.
* αποσυμπίγματα: Οι αποσυνθέτες (βακτηρίδια και μύκητες) διασπούν νεκρούς οργανισμούς και απόβλητα, επιστρέφοντας θρεπτικά συστατικά στο έδαφος και απελευθερώνοντας ενέργεια πίσω στο περιβάλλον.
Matter Cycling:
* κλειστό σύστημα: Η Γη είναι ουσιαστικά ένα κλειστό σύστημα όσον αφορά την ύλη. Η ποσότητα της ύλης στη γη είναι σταθερή, αλλά κύκληση μέσω διαφορετικών μορφών και θέσεων.
* Βιογεωχημικοί κύκλοι: Αυτά είναι τα μονοπάτια μέσω των οποίων η ύλη κυκλοφορεί μέσω της βιόσφαιρας. Οι βασικοί κύκλοι περιλαμβάνουν:
* Κύκλος άνθρακα: Η κίνηση του άνθρακα μεταξύ της ατμόσφαιρας, των ζωντανών οργανισμών, των ωκεανών και των βράχων. Η φωτοσύνθεση αφαιρεί τον άνθρακα από την ατμόσφαιρα, ενώ η αναπνοή και τα καύσιμα ορυκτά καύσιμα απελευθερώνουν πίσω.
* Κύκλος αζώτου: Η μετατροπή του αερίου αζώτου από την ατμόσφαιρα σε χρησιμοποιήσιμες μορφές για τους οργανισμούς, στη συνέχεια πίσω στην ατμόσφαιρα.
* Κύκλος φωσφόρου: Η κίνηση του φωσφόρου μεταξύ βράχων, εδάφους, νερού και ζωντανών οργανισμών.
* Κύκλος νερού: Η συνεχής κίνηση του νερού πάνω, πάνω και κάτω από την επιφάνεια της γης.
* Θρεπτικά συστατικά: Κάθε βιογεωχημικός κύκλος περιλαμβάνει κύκλο θρεπτικών ουσιών - την κίνηση των βασικών στοιχείων μέσω του περιβάλλοντος. Αυτά τα θρεπτικά συστατικά είναι ζωτικής σημασίας για την ανάπτυξη των φυτών και τελικά υποστηρίζουν όλη τη ζωή.
Βασικές έννοιες:
* Πρώτος νόμος της θερμοδυναμικής: Η ενέργεια δεν μπορεί να δημιουργηθεί ή να καταστραφεί, μετασχηματίστηκε μόνο από τη μία μορφή στην άλλη.
* Δεύτερος νόμος της θερμοδυναμικής: Κατά τη διάρκεια των μετασχηματισμών ενέργειας, κάποια ενέργεια χάνεται ως θερμότητα, οδηγώντας σε αύξηση της εντροπίας (διαταραχής) στο σύστημα.
* Υπηρεσίες οικοσυστήματος: Η βιόσφαιρα παρέχει βασικές υπηρεσίες στην ανθρωπότητα, συμπεριλαμβανομένου του καθαρού αέρα και του νερού, της παραγωγής τροφίμων και της ρύθμισης του κλίματος.
Αντίκτυπος των ανθρώπινων δραστηριοτήτων:
* Οι ανθρώπινες δραστηριότητες, όπως η αποδάσωση, η καύση ορυκτών καυσίμων και η ρύπανση, έχουν σημαντικές επιπτώσεις στην ύλη και τη ροή ενέργειας εντός της βιόσφαιρας.
* Αυτές οι επιπτώσεις μπορούν να διαταράξουν τους βιογεωχημικούς κύκλους, οδηγώντας σε αλλαγή του κλίματος, ρύπανση και απώλεια βιοποικιλότητας.
Η κατανόηση της ροής της ύλης και της ενέργειας μέσω της βιόσφαιρας είναι απαραίτητη για τη διαχείριση των φυσικών πόρων βιώσιμα και την προστασία του πλανήτη για τις μελλοντικές γενιές.
