PLANET ZEMLJA KAO EKOLOŠKI SUSTAV

Prof.dr.sc. Stjepan KrčmarOdjel za biologiju, Sveučilište J.J. Strossmayera u Osijeku

Planet Zemlja kao ekološki sustav

• Zemlja je udaljena od Sunca 149,6 milijuna km i vrti se brzinom od 29,79

km/s

• Zemlja je površine 509.088.842 km2

• prosječna površinska temperatura iznosi 150 C, a srednji atmosferski

tlak 1013 hPa

• oko 100 km široki plinski omotač sastavljen je od: N2, O2, Ar, H2O,

CO2 i drugih plinova

• voda, oceani i mora pokrivaju 71%, a kopno 29% Zemljine površine

• u građi Zemlje po masi sudjeluje: Fe 34,6%, O2 29,5%, Si 15,2%,

Mg 12,7%, Ni 2,4%, S 1,9%, Ti 0,05% i ostali elementi s 3,65%

• pojam ekosfera se uvodi 1958. od LaMont Cole, u eseju naslova“The

Ecosphere” objavljenom u časopisu Scientific American te povezuje

dva osnovna termina sfera i ekološki sustav

• atmosfera, litosfera, pedosfera, hidrosfera i biosfera su njeni sastavni

dijelovi

• ekosfera je predmet istraživanja globalne ili planetarne ekologije

Slika 60.

• Veliki prasak se dogodio prije oko 15 milijardi godina te nastaju prvi

atomi H i He

• nastanak Sunca bilježi se prije 5 milijardi godina

• nastanak planeta Zemlja prije 4,6 milijardi godina

• u središtu Zemlje skupilo se pod velikim tlakom željezo omotano plaštem

tekućih željeznih minerala, slijedi ovoj žitkih silikata, na kojoj leži

litosfera

• unutarnja građa Zemlje dijeli se na :

unutarnju i vanjsku jezgru,

donji i gornji ovoj i

ukrućeni površinski omotač - litosferu

Slika 61.

• unutarnja jezgra zaprema prostor u dubini od 6370 km i 5150 km, a

sastoji se od Fe i Ni

• vanjska jezgra zaprema prostor između 5150 km i 2890 km, a sastoji se

od rastaljenog Fe i primjesa ostalih elemenata

• donji žitki ovoj između 2890 km i 650 km tvore Si, Mg, O2, Fe, Ca, Al

• gornj žitki ovoj sastoji se od olivina (MgFe)2SiO4 i piroksena

(Mg,Fe)SiO3 , koji često prodire na Zemljinu površinu vulkanskom

djelatnošću

• slijedi ukrućena i ohlađena litosfera, čija debljina ispod oceana

iznosi 10 km do 0 km, a na kopnu 50 km do 0 km

• oceani su kolijevka života nastali prije 3,8 milijardi godina

• plinoviti omotač su gradili:

H2O, CO2, CO, N2, H, CH4, NH3, H2S

• akumulacija kisika u atmosferi počinje prije 2,5 milijarde godina

pojavom i rasprostiranjem modrozelenih algi

Slika 62.

• nastanak života počinje u moru prije 3,8

milijardi godina

• Stanley Miller USA, 1953. u eksperimentu je

pomiješao plinove praatmosfere i dobio je

aminokiseline (Sl. 63)

• utvrđeno je i umnažanje organskih spojeva

uslijed pirita i sumporovodika (Wächtenhäuser

G. i Huber C., 1997) pod uvjetima sličnim onim

gdje iz pukotina tla prodiru vulkanski plinovi

• G. Cairns – je utvrdio da se na površini

sekundarnog minerala gline nagomilavaju

aminokiseline , koje povišenjem temperature

tvore peptide

Slika 63. Eksperiment S. Miller-a

vakum

elektrode

plinovi

kondenser

kipuća voda sifon

iskra

• nastanak nukleinskih kiselina (DNA i RNA) nije utvrđen s obzirom da

nema molekulskih fosila

• prva živa bića bile su prokariotske prabakterije (stanice bez prave jezgre,

bez plastida, mitohondrija i bičeva)

• u stijenama starim 3,8 milijardi godina, pronađene su njihove okamine

(stromatoliti) u Australiji, Grenlandu i drugim lokalitetima

• prije oko 1,5 milijardi godina pojavili su se eukarioti (autotrofni ili

heterotrofni organizmi s obavijenom staničnom jezgrom i drugim

staničnim strukturama)

• prve životinje pojavile se se prije 600 milijuna godina

• prve kopnene biljke pojavile su se prije 400 milijuna godina

Slika 64.

Tablica 2. Geološka razdoblja i značajnija zbivanja u biosferi

Vrijeme - milijuni godina Geološka razdoblja i zbivanja u biosferi

5000 - 1500 Arheozoik

4600 osnovno oblikovanje planeta Zemlja

4300 diferencijacija unutarnje građe i izbacivanje

plinova

4000 snažni udari planetoida

3800 stvaranje litosfere i nastanak oceana

3500 - 2000 razvoj prokariota i rasprostiranje bakterija i

modrozelenih algi, porast O2 u atmosferi

1500 razvoj eukariota

1500 - 545 Proterozoik

1500 - 600 nastanak višestaničnih organizama

580 - 545 dokazano postojanje životinja

545 - 250 Paleozoik

545 - 505 kambrij: nagli razvoj organizama

505 - 438 ordovicij: pojava riba, koralja, gljiva

438-410 silur: alge, paprati, stonoge

410-355 devon: amoniti nove skupine riba, (šumski

ekološki sustavi)

355-290 karbon:pojava vodozemaca i gmazova

290-250 Perm: pojava golosjemenjača

250-65 Mezozoik

250-205 trijas: razvoj šumskih ekoloških sustava od

golosjemenjača i paprati

205-135 jura: prevlast dinosaura, prve ptice i sisavci

135-65 kreda: pojava i rasprostiranje

kritosjemenjača, izumiranje dinosaura

65-0.01 Kenozoik

65 - 1.8 Tercijar

65-55 paleocen: pojava glodavaca, čaplja, roda,

prvi primati

55-38 eocen: pojava konja, kunića, širenje

travnjaka

38-26 oligocen: pojava glavočika, širenje

biljojeda, pojava majmuna

26-6 miocen: širenje biljojeda, majmuna,

travnjaka

6.-1,8 pliocen: bogatstvo zeljastog bilja,

pojava hominida

1,8 - 0 Kvartar

1,8 - 0.01 pleistocen: česta promjena klime s

ledenim dobima, doba čovjeka,

izumiranje većih sisavaca, nastanak

mnogih pusti nja

0.01 - 0 holocen: rasprostiranje čovjeka i

njegov utjecaj na ekosferu

Literatura:

• Glavač V. 1999.Uvod u globalnu ekologiju. Duzpo i hrvatske šume.

Zagreb. 211pp.

http://images.google.hr/ (20.9.2012.).