Основы оболочки земли их свойства и состав

  МИНОБРНАУКИ РОССИИ

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

«Ухтинский государственный технический университет»

ФГБОУ ВПО «УГТУ»

Воркутинский филиал УГТУ

Кафедра разработки и эксплуатации

месторождений полезных ископаемых

Контрольная работа №___1_

Дисциплина: Основы бурения нефтяных и газовых скважин __________________________________________

Тема: Основы оболочки земли их свойства и состав. ________________________________________________

Группа __НГД(14)_____ Курс _1__

Ванем Артем Александрович

____________________________________________________________

(Ф.И.О. студента)

Оценка: _____________

Проверил:____________

                                (подпись)                            

 _____________________

        (Ф.И.О. преподавателя)

Дата проверки_________

Основные оболочки Земли и их свойства.

Основные геосферы Земли: литосфера, гидросфера, атмосфера являются исходными источниками вещества для формирования живого вещества и биосферы в целом. Существование газообразной, водной и твердой оболочек Земли и характеристика физических условий среды определили тип и характер обмена элементами между литосферой, атмосферой и гидросферой как неживыми средами с одной стороны и биосферой с другой. Легкие и инертные вещества, находящиеся в газовой фазе (в атмосфере) обмениваются с живым веществом наиболее интенсивно. Находящиеся в гидросфере, растворенные или в ионной форме вещества также интенсивно обмениваются с биосферой. Практически все элементы таблицы Менделеева существуют в растворенном состоянии, и именно в таком состоянии могут обмениваться с живыми организмами. Литосфера, - самая инертная из геосфер, является, по существу, депо минеральных веществ, которые могут взаимодействовать с живыми организмами, переходя в растворенную форму. Растения усваивают только растворенные в воде вещества. Живое вещество находится в непрерывном химическом обмене со средой, его окружающей, который создается и поддерживается на нашей планете энергией Солнца.

В основных геосферах подвижность вещества возрастает в ряду литосфера, гидросфера и атмосфера, его перемещение осуществляется согласно физико-химическим законам. В биосфере же вещество перемещается согласно биологическим принципам, а в случае с человеком движущим началом для переноса вещества может служить социальная необходимость, и, в конечном счете, свобода воли.

Атмосфера.

Атмосфера - газовая оболочка Земли, которая вращается вместе с планетой как единое целое. Масса атмосферы составляет около 5,15х1015 т. Атмосфера обеспечивает возможность жизни на Земле, оказывает большое влияние на разные стороны жизни биосферы и человечества. Атмосфера является наиболее подвижной оболочкой Земли. Атмосфера - самое древнее образование среди геосфер. По господствующей в настоящее время теории конденсации планет из газо-пылевого облака Канта-Лапласа первоначальное состояние всех планет – смесь газов и частиц, которые затем объединяются под влиянием гравитационных сил.

Состав атмосферы.

В настоящее время земная атмосфера состоит преимущественно из азота и кислорода, она содержит также аргон, углекислый газ, неон и другие постоянные и переменные компоненты. Наиболее важная переменная составная часть атмосферы - водяной пар. Концентрация его колеблется в широких пределах  от 3 % у земной поверхности в тропиках до 2% в Антарктиде. Основная масса водяного пара сосредоточена в тропосфере, поскольку его концентрация быстро убывает с высотой.

Состав атмосферы относительно постоянен только в приземном слое воздуха толщиной 8-10  км. Состав атмосферного воздуха у поверхности Земли представлен в таблице.

Таблица 1.

Состав сухого атмосферного воздуха у поверхности Земли

Из основных компонентов атмосферы наиболее важными являются кислород и углекислый газ. Кислород необходим для дыхания (биологического окисления различных веществ), а углекислый газ – для фотосинтеза. Для большинства животных содержание кислорода в воздухе может быть уменьшено практически на четверть без существенного снижения жизнедеятельности. У млекопитающих содержание кислорода в легких является постоянной величиной и составляет 16%, хотя может быть увеличено до 20%.

Известно, что интенсивность фотосинтеза возрастает с увеличением концентрации СО2 в атмосфере до 1.5%. Поэтому наблюдаемое  в настоящее время увеличение концентрации СО2 в атмосфере  в течение значительного периода не будет оказывать негативного влияния на живые организмы. В настоящее время в результате человеческой деятельности количество углекислого газа в атмосфере непрерывно нарастает (за последние 50 лет она выросла с 0,028% до  0,032%). С этим явлением связывают так называемый «парниковый эффект» - повышение теплосодержания и температуры атмосферы из-за поглощения инфракрасного излучения молекулами СО2.

Строение атмосферы.

Состав атмосферы тесно связан с ее строением. Атмосфера имеет четко выраженное слоистое строение, что определяется особенностями вертикального распределения температуры. Разные слои атмосферы сильно отличаются друг от друга. У поверхности Земли под действием силы тяжести возрастают плотность и давление. Температура тоже меняется с высотой, сначала падает, а затем повышается в наружных слоях атмосферы. Выше 600 км преобладающим компонентом становится гелий, а еще выше, в 2-20 тыс. км, простирается водородная корона Земли. На этих высотах Земля окружена оболочкой из заряженных частиц, температура которых достигает нескольких десятков тысяч градусов. Здесь располагаются внутренний и внешний радиационные пояса Земли, которые представляют опасность для космонавтов.

Ниже появляются четыре основных слоя. Экзосфера - разреженное пространство выше 400 км с непостоянным соотношением кислорода, гелия и водорода. Ионосфера - область заряженных частиц (ионов и электронов) - мощный слой, включающий в себя мезосферу и термосферу и подразделяющийся на четыре более мелких слоя. Концентрация ионов в ионосфере оказывает заметное влияние на радиоволны: низкочастотные радиоволны проходят через ионосферу, а высокочастотные отражаются. Стратосфера содержит небольшое, но жизненно необходимое количество озона, которое препятствует проникновению смертоносной ультрафиолетовой радиации к поверхности Земли. Основная часть атмосферы сконцентрирована у поверхности Земли, где сосредоточена большая масса воздуха с относительно постоянным составом. Это тропосфера, слой, где формируется погода. Вместе с вышележащими слоями тропосфера защищает Землю от заряженных частиц и радиации. К ее внешней границе температура снижается.

Благодаря небольшому количеству озона на высоте около 50 километров все живое на нашей планете защищено от смертельного ультрафиолетового излучения. В первичной атмосфере, где содержание кислорода составляло 1/1000 его теперешнего уровня, озон продуцировался на малых высотах и в малом количестве. Это не могло обеспечить защиту водных форм жизни на Земле. В этот период наиболее благоприятные условия для синтеза живых молекул и развития простейших форм жизни были в водной среде на глубине примерно 10-15 метров. Однако сейчас человека подстерегает неожиданная и серьезная опасность. Речь идет о медико-биологических последствиях повышенного ультрафиолетового (УФ) излучения в связи с появлением над планетой озоновых «дыр».

Загрязнения атмосферы весьма разнообразны. Это аэрозоли различного состава, газообразные продукты, микроорганизмы.

Гидросфера.

Гидросфера - это совокупность всех водных объектов Земного шара. Она участвует в формировании облика Земли наряду с другими геологическими процессами – поднятиями и опусканиями Земной коры. Именно в ней возникла жизнь. В живых организмах вода составляет значительную часть массы их тела. Способность воды растворять вещества и  является тем свойством, которое обеспечило ее роль в появлении и развитии жизни. Роль гидросферы в формировании поверхности планеты трудно переоценить. Процессы водной эрозии и переноса вещества вследствие перемещения воды под действием силы тяжести являются одним из основных процессов формирования ландшафтов. Реки – основные пути выноса вещества и материалов в моря и океаны. С другой стороны, растворенные в воде вещества изменяют состав самой гидросферы, а также переносят вещество в пределах литосферных плит. Благодаря круговороту воды в природе происходит разделение веществ в литосфере на легкие, растворимые,  легко транспортируемые вещества и нерастворимые тяжелые элементы. В связи с этим, формирование биогеохимических провинций и микроэлементный состав почв связан с перераспределением воды по поверхностям водоразделов.

Гидросфера является геологической силой, трансформирующей геологическое и химическое состояние литосферных плит, обеспечивающая  перемещение и разделение веществ в пределах земной коры.

Кроме транспорта вещества гидросфера участвует в переносе энергии. Благодаря большой теплоемкости переход воды из одного агрегатного состояния в другое требует поглощения или выделения значительных количеств энергии.  Обычный круговорот воды, - испарение с поверхности, конденсация в атмосфере, осадки – является ни чем иным как переносом энергии, которая поглощается при испарении и выделяется при конденсации. Существуют два круговорота воды – большой и малый.  Испарение воды с поверхности океана, конденсация водяного пара в атмосфере и выпадение осадков – это малый круговорот. При вовлечении в этот процесс почвы и растительного покрова круговорот становится большим, поскольку в нем участвуют много промежуточных звеньев (инфильтрация в почву, формирование подземного стока, поступление в растения с последующей транспирацией и др.). Количественные показатели интенсивности круговорота воды, приводимые Е.М.Гусевым, составляют 577000 куб.км. воды, ежегодно испаряющейся с поверхности океана (505000куб. км./год) и суши (75 км./год). В виде осадков выпадает ежегодно над океанами – 458000 куб. км/год и над сушей 119000 куб. км/год. Это количество воды, участвующей в круговороте составляет около 0,03 % от ориентировочных общих запасов воды на Земле. По мнению большинства специалистов, количество воды на планете продолжает увеличиваться. Вода поступает из верхней мантии в виде паров, образуется в верхних слоях атмосферы под действием “Солнечного ветра” и других факторов. Считается, что баланс гидросферы положителен и за последние 500 миллионов лет произошло ее увеличение в 10 раз. В живых организмах по данным А.И.Чеботарева содержится 1120 куб. км. Воды или 0.0001 % от мировых ее запасов. Это в 2 раза меньше, чем в руслах большинства рек и в 10 раз меньше, чем в атмосфере.

Вода на Земле содержится преимущественно в Мировом океане (1338х106 куб. км., или 96,5 %). Значительное количество воды сосредоточено в подземных горизонтах – 23,4х106 куб.км., или 1.7%. Значительная часть гидросферы сосредоточена в ледниках и снежниках – 24х106 куб.км. или 1.73%. Это стратегический запас пресной воды – 69% всех пресных вод, из них большая часть (около 62% ) сосредоточено в озерах, реках и других водоемах – 189,1х103 или 0.014%. Важным резервом воды являются почвенные воды. Они составляют 16,5х103 куб. км., или 0.001%. Учитывая тот факт, что вода является универсальным растворителем, подвижные воды, находящиеся в реках, озерах и других водоемах в первую очередь подвержены загрязнению и не могут рассматриваться как долговременные защищенные от внешних воздействий водные ресурсы. С другой стороны, почвенные и подземные воды являются защищенными сравнительно труднодоступными и частично изолированными от антропогенных воздействий. В связи с этим, эти воды можно рассматривать, как стратегический резерв вод для нужд народного хозяйства.

С точки зрения долговременной перспективы необходимо совершенствование учета и классификации водных ресурсов  (водный кадастр), который позволит реально заниматься планированием и распределением водных ресурсов и обеспечением водной безопасности страны. В обводненной России такой подход к проблеме в настоящее время воспринимается с трудом, но с учетом глобального потепления и продолжающегося загрязнения биосферы дефицит водных ресурсов, особенно для бытовых нужд, будет возрастать, а вода, возможно, станет таким же предметом экспорта, как основные энергоносители.

Возникновение гидросферы

Гидросфера прошла длинный путь эволюции. Она неоднократно менялись по массе, соотношениям жидкого и твердого состояний, расположению в пространстве, вовлечению в круговорот и т. д.

Происхождение вод тесно связано с происхождением Земли. Существующие гипотезы возникновения гидросферы можно условно разделить на две группы. Согласно одним, в исходном материале газопылевого облака, сформировавшего нашу планету, уже существовали отдельные молекулы воды, присутствовала вода в виде частичек льда или в форме крупных его скоплений. По другим гипотезам, вода образовалась из первичного кислорода и водорода после конденсации газопылевого облака в протопланету - Землю. При повышении температуры планеты и миграции кислорода и водорода из центральных частей планеты к поверхности образовались молекулы воды, выделившиеся в атмосферу при извержении вулканов и пролившиеся на ее поверхность горячим дождем.

Универсальным показателем, интегрально отражающим особенности процессов, происходящих в водных объектах разного типа, является продолжительность водообмена. Для Мирового океана она составляет 2500 лет, подземных вод различных горизонтов от 1400 до 10000 лет, ледников  около 10000 лет, озер - 17 лет, почвенных вод - 1 год, болот - 5 лет, водохранилищ - 0,5 года, рек - 16 суток, атмосферных вод - 8 суток. Эти цифры достаточно наглядно отражают функциональную организацию объектов гидросферы, а также их потенциальную уязвимость.

Гидросфера, как и другие основные сферы Земли - атмосфера и литосфера, испытывает все возрастающее антропогенное и техногенное воздействие. Оно проявляется двумя основными путями: поступлением в водные объекты загрязнений и изменением условий формирования поверхностных и подземных вод. Последствия этих воздействий наиболее остро ощущаются в крупных городах, где проживает уже половина человечества.

Гидросфера и живые организмы

Гидросфера - компонент неживой материи, но с ней связана жизнь на Земле.

Как и в косной (неживой) среде, в гидросфере организма происходит обмен воды с внешним окружением - своего рода внешний круговорот.

Рассмотрим роль воды в организме человека. Эмбрион на 97 % состоит из воды. В младенческом возрасте ее количество сокращается до 86 %. У взрослого человека оно не превышает 60 %. Основная часть воды - 70 % - сосредоточена в клетках, а 30 % - это внеклеточная вода. Особенно много воды в крови - до 90 %. В настоящее время значительное внимание уделяется свойствам воды. Так, установлено, что благодаря водородным связям молекулы воду связываются в восьмигранники – октаэдры. Это так называемая «структурированная вода». Она легко вступает в соединения с биологическими макромолекулами, поглощается живыми организмами. При воздействии на воду каким-либо видом энергии, например микроволновым излучением, значительная часть октаэдров распадается, и в воде повышается количество свободных молекул. Эта вода обладает бактерицидными свойствами. Структура воды сохраняется довольно длительное время (до месяца). Это следует учитывать при использовании воду в качестве растворителя при приготовлении различных лекарственных форм.

Литосфера.

Литосфера – каменная оболочка земли – земная коры, развитие всего живого. Твердая земная кора, на которой мы обитаем, по отношению ко всей планете не толще яичной скорлупы. Она составляет 1,5 % ее объема и 0,8 % массы. Это сопоставление говорит о распределении элементов с преобладанием легких (в земной коре) и тяжелых – в мантии и ядре Земли.

Самая верхняя часть земной коры достаточно исследована, в то время как представления о внутреннем строении Земли основаны на изучении сейсмических данных.

Толщина земной коры не одинакова:  от 70-75 км под высокими горами до 6-8 км под морским дном. Вместе с самой верхней частью мантии она образует жесткую литосферу, перекрывающую пластичный слой - астеносферу, по которой плиты литосферы могут дрейфовать в боковом направлении.

Земная кора делится на материковую и океаническую. Океаническая кора подстилает материковую, а под океанами несет на себе тонкий покров осадков и лав. Плотность материковой коры - 2,7 г/см3, она легче океанической, плотность которой - 2,9 г/см3.

Под земной корой находится мантия – слой полураплавленных пород с высокими температурой и давлением. В мантии происходит непрерывное движение вещества. Потоки вещества в мантии приводят к перемещению литосферных плит – участков земной коры. Это так называемая ”новая глобальная тектоника” или ”тектоника плит” (Альфред Вегенер, 1880 – 1930 г). Идея дрейфа материков была вызвана удивительным сходством их очертаний. Например, побережья Западной Африки и побережья Южной Америки. Реконструкция положения материков в ранние геологические периоды привели к убеждению о существовании праматерика – Пангеи, которая потом разделилась на Гондвану и Лавразию, а затем через ряд стадий пришла к современному состоянию. Реконструкция осуществлялась с учетом очертаний побережий, границ оледенений, распространения ископаемых животных и растений. Литосферные плиты под действием конвективных потоков вещества в мантии находятся в постоянном движении. При этом, движение каждой из плит осуществляется независимо от других, и если происходит их столкновение, то в месте контакта возникают горные цепи, или, напротив, глубоководные желоба, если одна из плит наползает на другую.  Движение литосферных плит – одна из причин землетрясений.

Активные в тектоническом отношении участки – разломы являются геопатогенными зонами, которые  оказывают отрицательное воздействие на здоровье человека, которое по своему негативному результату может превосходить антропогенное влияние (А.А.Келлер и В.И.Кувакин). Существует статистически значимые связи между заболеваниями злокачественными новообразованиями, рассеянным склерозом, ишемической болезнью сердца, а также возникновением дорожно-транспортных происшествий с геопатогенными зонами. В.А.Рудник (1998) приводит данные о состоянии здоровья сотен тысяч жителей Санкт-Петербурга, Уфы, городов Ленинградской области и Карелии. Было установлено, что каждые 2 из 3 больных онкологическими заболеваниями проживают или ранее долго жили в геопатогенных районах непосредственно над разломами земной коры. Уровень заболеваемости ишемической болезни сердца был в 2 раза выше, а гипертонической болезнью в 1.5 раза выше, чем в других районах. Смертность в геопатогенных зонах в 2-2.5 раза выше средней. Обращаемость взрослых в поликлиники в геопатогенных зонах в 2 - 3 раза больше, чем в среднем по региону, заболеваемость детей в 2-2.2 раза выше средних показателей. Заболеваемость лейкозом в 3.5 раз выше средних значений, болезни Дауна – в 4 раза. В.А.Рудник утверждает, что статистика дорожно-транспортных происшествий в Калининском районе Санкт-Петербурга и на автотрассе Санкт-Петербург – Мурманск  свидетельствует об их увеличении на 30-100% по сравнению с другими районами (без геоаномалий). Вместе с тем, истинные причины и механизмы, связывающие аномалии литосферы и указанные изменения в биосфере в настоящее время не известны.

Неоднородность строения земной коры и биогеохимические особенности литосферы могут проявляться  и в других медико-экологических особенностях. Так, при  изучении состояния здоровья сельского населения было установлено, что в районах Курской магнитной аномалии отмечается повышенная заболеваемость болезнями сердечно-сосудистой системы. С неоднородностью литосферы и геологическими активными зонами земной коры связаны  изменения геофизических полей, в частности, магнитного поля, которые также небезразличны для здоровья человека.

Сферы Земли взаимодействуют друг с другом. Они обмениваются веществом и энергией составляя некое целое – нашу Землю.

Биосфера.

Биосфера - это оболочка Земли, состав, структура и энергетика которой определяются совокупной деятельностью живых организмов. В нее входят не только растительный покров и животные, населяющие нашу планету, но и все реки, озера, моря, океаны, весь почвенный слой и самый верхний слой земной коры - зона выветривания, а также значительная часть атмосферы. Верхняя граница биосферы находится на высоте 15-20 км от поверхности земли, в стратосфере. Верхний предел жизни ограничивается ультрафиолетовыми лучами и космическими излучениями. Нижняя граница жизни проходит по литосфере на глубине 2-3 км (здесь в нефтеносных слоях были обнаружены бактерии) и по дну океана в гидросфере. Жизнь в основном сосредоточена в верхней части литосферы - в почве и на ее поверхности - ив верхней части гидросферы. Таким образом, средняя толщина биосферы составляет 12-17 км, а максимальная не превышает 33-36 км.

Термин «биосфера» ввел австрийский ученый Э. Зюсс в 1875 г., понимавший ее как тонкую пленку жизни на земной поверхности, в значительной мере определяющую «лик Земли». Заслуга создания целостного учения о биосфере принадлежит В. И. Вернадскому. Основы этого учения он изложил в своей книге «Биосфера», опубликованной в 1926 г Он доказал, что совокупность живых организмов, когда-либо обитавших и обитающих на Земле, играет огромную роль в ее геологической эволюции, а также во всех физических и химических процессах, протекающих на земной поверхности и в толще вод.

На первый взгляд, роль «живого вещества» сильно завышена. Ведь доля совокупности всех живых организмов даже в общей массе Земли, но в пределах ее современной биосферы составляет лишь 0,25 %. Кроме того, все живое вещество Земли сосредоточено в очень узкой части пространства, прилегающего к земной поверхности. Однако взгляды о ведущей роли живого вещества в образовании современного химического состава атмосферы, гидросферы и части литосферы получили разностороннее подтверждение.

В. И. Вернадский рассматривал биосферу как область жизни, включающую наряду с организмами и среду их обитания. Он выделил в биосфере семь разных, но геологически взаимосвязанных типов веществ: 1) живое вещество, 2) биогенное вещество (горючие ископаемые, известняки и т. п., создаваемые и перерабатываемые живыми организмами), 3) косное вещество, образованное в результате процессов, в которых живые организмы не участвуют (например, горные породы, возникающие при извержении вулканов), 4) биокосное вещество, создаваемое одновременно живыми организмами и процессами неорганической природы (например, почва), 5) радиоактивное вещество, 6) рассеянные атомы, 7) вещество космического происхождения (метеориты, космическая пыль).

Центральным звеном в концепции В. И. Вернадского является представление о живом веществе. «Живые организмы, писал Вернадский, являются функцией биосферы и теснейшим образом материально и энергетически с ней связаны, являются огромной геологической силой, ее определяющей. Для того, чтобы в этом убедиться, мы должны выразить живые организмы как нечто целое и единое. Так выраженные организмы представляют живое вещество, то есть совокупность всех живых организмов, в данный момент существующих, численно выраженное в элементарном химическом составе, в весе, в энергии. Оно связано с окружающей средой биогенным током атомов: своим дыханием, питанием и размножением».

Живые организмы обладают очень высокой геохимической активностью. Они способны усваивать солнечную энергию в процессе фотосинтеза и использовать ее для образования сложных соединений из простых веществ, имеющихся на Земле. Деятельность живых организмов дает начало многочисленным цепочкам физико-химических превращений веществ - распаду, трансформации и синтезу. В результате этих превращений формируются «биокосные природные тела», объемы которых вполне позволяют сопоставить биосферу с другими земными оболочками. В течение миллиардов лет живое вещество на Земле использовало и трасформировало в ходе образования биокосных тел колоссальное количество солнечной энергии. Довольно значительная доля этой энергии заключена в недрах Земли в виде полезных ископаемых органического происхождения (уголь, нефть). Однако еще большее количество на протяжении геологической истории планеты было использовано для формирования различных горных пород биокосного происхождения - от осадочных известняков до значительной части железных руд, а также для накопления огромных масс солей, растворенных в воде океанов, и, наконец, кислорода, входящего в состав земной атмосферы.

Решающее значение в образовании биосферы и современного состава атмосферы имело появление на Земле растений. Это единственная группа организмов, способная синтезировать органическое вещество  первооснову существования и развития живого мира - из минеральных веществ, используя углекислый газ, воду и солнечную энергию.

Известен и другой способ создания органического вещества - с использованием не солнечной, а химической энергии (хемосинтез), однако он не существенен для общего уровня биомассы (дает небольшое количество органических веществ), хотя играет важную роль в кругообороте азота и ряде других биосферных процессов.

Фотосинтезирующие растения могут быть многоклеточными (растительность суши, часть водорослей) и одноклеточными (большая часть водорослей). Поскольку суша занимает около 29,2 % общей земной поверхности, а более 70 % планеты покрыто водой, в гидросфере сосредоточена основная масса фотосинтезирующих растений. Это одноклеточные микроскопические зеленые водоросли, которые являются главными фотосинтетиками и поставщиками кислорода в атмосферу.

Элементарный состав живого вещества отличается от состава других оболочек Земли прежде всего высоким содержанием углерода (18 %). По содержанию других элементов живые организмы также не повторяют состава среды: они избирательно поглощают из нее химические элементы, соответствующие их эволюционно сложившемуся обмену веществ. Концентрация отдельных элементов в той или иной группе организмов может быть очень значительной. Железобактерии способны аккумулировать из среды обитания железо; фораминеферы, моллюски и кишечнополостные - кальций; хвощи, диатомовые водоросли и радиолярии - кремний; губки - йод; асцидии - ванадий и т. д. Содержание углерода в растениях в 200 раз, а азота в 30 раз превышает их уровень в земной коре. Оказалось, что в живых организмах преобладают легкие химические элементы: Н, С, N и т. д., а из тяжелых часто встречается Р.

В экосистемах количество энергии, идущей от солнечного света через зеленые растения к животным, определяет общую численность организмов и их биомассу. При передаче энергии от одного трофического (пищевого) уровня к другому происходит ее рассеивание, поэтому в каждом последующем звене питания количество биомассы уменьшается, ее становится на 90-99 % меньше, чем в предыдущем. Например, биомасса растений (первый трофический уровень) небольшого луга составляет 10 т, тогда биомасса травоядных животных, живущих на той же площади, будет не более 100 кг, а плотоядных видов - не более 10 кг. Очевидно, что существование большого числа трофических уровней невозможно из-за быстрого приближения биомассы к нулю.

Наличие пищевых цепей и взаимоотношения живых организмов с неорганической природой обусловливают определенную стабильность биосферы. Однако изменения условий среды обитания, основных составных частей экосистемы и непродуманные действия людей могут нарушить сложившееся равновесие.