Вода, её роль в возникновении и развитии жизни на земле

Реферат

на тему: «Вода, её роль в возникновении и развитии жизни на земле» 
 
 
 
 

     В истории нашей планеты вода имеет  исключительно важное значение. Пожалуй, никакое другое вещество не может сравниться с водой по своему влиянию на ход тех величайших изменений, которые претерпела Земля за многие сотни миллионов лет своего существования.

     Вода  — одно из немногих веществ, которое  может в земных условиях находиться во всех трёх физических состояниях: твёрдом, жидком и газообразном.

     Обязательным  условием возникновения жизни является наличие воды. Парадоксально, что, хотя вода - чуть ли не самая распространенная молекула во Вселенной, поразительно мало планет имеют гидросферу: в нашей  Солнечной системе только Земля  имеет гидросферу, к примеру, на Марсе имеется лишь незначительное количество воды.

     Скопления молекул воды и гидроксидных радикалов обнаружены за пределами Солнечной системы. В созвездиях Кассиопеи и Ориона найдены облака, состоящие из молекул воды. Размеры облаков колоссальны - их протяженность в 40 раз превышает расстояние от Солнца до Земли. Нередки случаи падения на Землю остатков кометных ядер - "посланцев" далеких миров. Чаще всего они представляют собой гигантские глыбы льда, смерзшегося с метаном, аммиаком и минеральными частицами. Вес достигших Земли ледяных глыб может достигать сотен килограммов.

     Вода  является необходимым условием существования  всех живых организмов на Земле. Значение воды в процессах жизнедеятельности  определяется тем, что она является основной средой в клетке, где осуществляются процессы метаболизма, служит важнейшим  исходным, промежуточным или конечным продуктом биохимических реакций. 
Миллиарды лет назад в холодном газопылевом облаке, со временем сгустившемся, уплотнившемся и ставшем Землей, уже содержалась вода. Скорее всего, она была в виде ледяной пыли. Это подтверждают исследования Вселенной. Установлено, что исходные элементы для     образования воды - водород и кислород - в нашей Галактике принадлежат к шести самым распространенным веществам космоса.

     Жизнь на нашей планете “замешана” на воде. Когда лучше всего чувствует  себя человек? Конечно, когда купается в теплой воде - озерной, речной или  морской. В него словно вливаются  свежие силы! 
Недаром ученые считают, что колыбелью жизни на Земле были мелководные лагуны, даже если сама жизнь зародилась не на Земле, а была занесена на нее из межпланетного пространства в виде спор одноклеточных организмов. Известно, что кровь человека и животных по своему составу очень близка океанической воде. 
Значение воды для жизни исключительно. Это обусловлено ее специфическими термическими особенностями: огромной теплоемкостью, слабой теплопроводностью, расширением при замерзании, хорошими свойствами как растворителя и др. Эти особенности обусловливают круговорот воды в природе, который играет исключительную роль в геологической истории Земли.

     Не  менее важна роль воды и для  жизни растительного и животного  мира Земли. Вода может существовать без всякого участия жизни, но жизнь без воды невозможна. Уже один этот факт дал право нашим предкам утверждать, что вода появилась на Земле раньше, чем зародилась жизнь. Благодаря повседневному обращению с водой мы так привыкли к ней и к её разнообразным проявлениям в природе, что часто не замечаем целого ряда её отличительных свойств. А ведь именно этим свойствам мы обязаны тем, что наши озёра и реки не промерзают зимой до дна, что сильные весенние паводки сравнительно редки, что, замерзая, вода может производить большие разрушения и т. д. Многие привычные явления природы связаны именно с особенностями воды.

     Велика  роль воды и в технике. Невозможно представить такую отрасль промышленности, где бы в том или другом виде не применялась вода. Вода служит источником энергии. Вода переносит тепло. Вода используется как прекрасный растворитель для многих веществ. Вода является той  средой, в которой протекает огромное количество различных химических процессов.

     Совсем  недавно, менее двадцати лет назад, была открыта новая вода. Она состоит также из водорода и кислорода, но водород в ней не такой, как в обыкновенной воде — атомы его в два раза тяжелее. Поэтому новая вода и была названа тяжёлой. Свойства её отличны от свойств воды обыкновенной, и изучение её представляет огромный интерес и для химии, и для биологии, и для физики. Тяжёлая вода участвует в решении проблемы использования атомной энергии.

     Мы  не можем прожить без воды и  нескольких дней. Между тем долгие столетия люди не только не знали, что  она собой представляет, но не знали  даже, сколько ее на Земле. И уже  совсем было неясно, как появилась  она на планете.

     Чарлз Дарвин и его современники полагали, что жизнь могла возникнуть в водоеме. Этой точки зрения многие ученые придерживаются и в настоящее время. В замкнутом и сравнительно небольшом водоеме органические вещества, приносимые впадающими в него водами, могли накапливаться в необходимых количествах. Затем эти соединения еще больше концентрировались на внутренних поверхностях слоистых минералов, которые могли быть катализаторами реакций. Например, две молекулы фосфатальдегида, встретившиеся на поверхности минерала, реагировали между собой с образованием фосфорилированной углеводной молекулы – возможного предшественника рибонуклеиновой кислоты. Особая роль воды для наземных организмов (особенно растений) заключается в необходимости постоянного пополнения ее из-за потерь при испарении. Поэтому вся эволюция наземных организмов шла в направлении приспособления к активному добыванию и экономному использованию влаги. Наконец, для многих видов растений, животных, грибов и микроорганизмов вода является непосредственной средой их обитания.

     Многолетними  исследованиями геологических процессов, происходящих на нашей планете, академик АН Украины Н.П. Семененко установил, что именно вода и составляющие ее элементы играли определяющую роль во всей геологической истории Земли. Исследуя содержание кислорода в составе земной коры, ученый сделал вывод, что в образовании протоземли участвовали громадные количества воды. Помимо этого, ее элементы входили в состав основных компонентов исходного облака: водород - в состав гидридов металлов, кислород - в состав оксидов.

     По  данным Всемирной Организации Здравоохранения  более 80% всех заболеваний в мире передается через воду. Ежегодно в  мире от загрязнения воды заболевают около 500 млн. человек. Количество заболеваний  растет, продолжительность человеческой жизни во многих странах сокращается. 
В РОССИИ СЕГОДНЯ БОЛЕЕ 50% ВОДОПРОВОДНЫХ СЕТЕЙ 
ПРЕВЫСИЛИ СРОК ЭКСПЛУАТАЦИИ И НАХОДЯТСЯ В УГРОЖАЮЩЕМ СОСТОЯНИИ. Около 70% промышленных предприятий вовсе не имеют очистных сооружений, предпочитая сбрасывать отходы в реки и озера. Вода содержит более 13 тысяч токсичных элементов. Не существует природных механизмов обезвреживания такого количества экзотоксинов, поэтому употребление грязной воды вызывает множество заболеваний. 
Ученые Вашингтонского Университета обнаружили, что большинство обитающих в реке Колумбия самок лосося были первоначально самцами. К смене пола привели женские половые гормоны эстрадиол и его аналоги, концентрация которых в реке в несколько раз превышала максимально допустимую норму. В грунтовых водах Германии обнаружено высокое содержание лекарства для понижения содержания холестерина в крови. Этот же медикамент обнаружен в альпийских реках и озерах Швейцарии на ряду со средствами для борьбы с ожирением, противовоспалительными медикаментами, такими как ибупрофен и диклофенак, стероидными гормонами, противозачаточными средствами и антибиотиками. Проглоченная нами таблетка анальгина, пройдя канализацию вновь возвращается к нам, но уже под видом чашки утреннего кофе, потому что, как выяснилось, при выведении из организма большинство лекарственных препаратов не теряют своей биологической активности очень длительное время, сохраняя структуру и лечебные свойства в сточных водах, которые сбрасываются в систему водоочистных сооружений.

     Сколько же воды на земле?

     В настоящее время подсчет количества воды на Земле выполнен со всей точностью, доступной современной науке. Эту  работу ученые проделали в рамках программы Международного гидрологического десятилетия 1964-1974 гг. Результаты этой работы опубликованы в многотомном  труде "Мировые водные ресурсы  и водный баланс земного шара".

     Установлено, что гидросфера - океаны, моря, реки, озера, болота, атмосферная влага - измеряется внушительной величиной - 1,385*10 9 км 3 воды, или 1,4*10 19 т. Три четверти поверхности  планеты покрыто водой.

     Космонавты  неоднократно отмечали, что из космоса  Земля выглядит голубой планетой с относительно небольшими вкраплениями суши. Голубая планета? Пожалуй, не планета, а только ее тонкая оболочка. Если распределить всю воду равномерно по поверхности  земного шара, средний радиус которого 6370 км, получится пленка толщиной менее 3 км. Не много воды в общем объеме планеты. К тому же, основную часть нашего водного потенциала составляет вода, которой не напьешься, не используешь ни в промышленности, ни в сельском хозяйстве, ни в быту. 97,75% или 1,338*10 9 км 3, - это соленые воды океанов и морей. Остальные 2,25% - пресные воды, однако, половина их - 24*10 6 км 3 - "законсервирована" в виде ледяных гигантских шапок Антарктиды, Арктики, Гренландии, высоких гор в различных районах Земли. Примерно столько же воды - 23,4*10 6 км 3 - скрыто от людских глаз в толще земной коры. Это подземные воды.

     Объем доступной пресной воды исчисляется  уже не миллионами, а тысячами кубических километров. Больше всего пресной  воды на земной поверхности накоплено  в озерах -176,4*10 3 км 3. Если на мгновение  задержать течение всех рек земного  шара, то оказалось бы, что в их руслах одновременно находится 2120 км3 воды.

     Истоки  множества рек, больших и малых, находятся в болотах, которые  содержат 10300 км3 пресной воды. 13000 т  воды содержится в ближайших к земной поверхности слоях атмосферы. На высоте до 1 км концентрация водяного пара в воздухе в среднем составляет 2%.

     Вот, пожалуй, и вся вода, на которую  может реально рассчитывать человечество теперь и в ближайшем будущем.

     В настоящее время мы не можем считать  воду до конца изученным веществом. Познание воды, как и всякого другого вещества, как и материи, бесконечно. Завтрашний день расскажет нам ещё много нового о воде.