Экологические последствия ядерной войны

                              ФГБОУ РХТУ имени Д.И Менделеева

 

                 Курсовая работа по дисциплине  «Экология» 

                         

 

  «Экологические последствия ядерной войны»

 

 

 

 

 

 

 

            Выполнила: студенка группы И-14  Ирдушкина А.П

             Проверила: КХН Иванцова Н.А 

 

 

 

                                         Москва 2012

                                             Введение

Данная работа посвящена актуальной проблеме изучения ухудшения экологической  ситуациии в результате ядерной войны. Собранная информация демонстрирует крайнюю уязвимость природных экосистем для предполагаемых прямых и косвенных воздействий ядерной войны. Работа убеждает, что человечество всей планеты должно объединить свои усилия  в стремлении любыми способами избежать ядерной войны и того, что за ней может последовать. В наше время ядерная война представляет собой наиболее серьезную угрозу для окружающей среды. Ныне на планете накоплены тысячи ядерных боезарядов, суммарная мощность которых в миллион раз превосходит мощность бомбы. Сегодня международный политический климат смягчился, однако, Великобритания, Франция и Китай, приветствуя планы США и России по сокращению ядерных арсеналов, сами не спешат включиться в процесс разоружения. И хотя арсеналы этих стран невелики, но хранящихся у них ядерных бомб вполне достаточно, чтобы превратить планету в безжизненную пустыню. Хиросима служит грозным напоминанием: ядерная война - это самоубийство. Экологические последствия ядерной войны могут оказаться не менее страшными, чем прямое действие оружия. Даже если часть человечества спрячется глубоко под землей.Угроза ядерного конфликта до сих пор актуальна. В данном реферате, я постараюсь подробнее рассмотреть механизм глобальных климатических эффектов, как результат ядерного взрыва. И вновь, обратить внимание на эту проблему.

 

 

                               Климатические эффекты

В середине 70-х годов человечество стало, наконец, понимать, что возможные  последствия обмена ядерными ударами  могут превзойти любые ожидания. Несмотря на то, что в центре внимания продолжали оставаться хорошо изученные  прямые поражающие факторы наземных и воздушных ядерных взрывов, т.е. ударная волна, тепловое излучение  и радиоактивные осадки, ученые стали  учитывать возможность  климатических эффектов.Ядерные взрывы приведут к тепловому излучению и радиоактивным осадкам. Весьма серьезными могут быть и косвенные последствия:уничтожение коммуникаций, систем распределения энергии и общественных институтов. И пока сохраняется опасность такой трагедии для человечества, всякое стремление уменьшать или игнорировать катастрофическое воздействие ядерной войны на биосферу сослужит самое плохое последствие. Только в последние десятилетия мировое сообщество начало осознавать, что ядерная война станет самоубийством всего человечества. Радиация не единственное и, может быть, не главное из последствий крупномасштабной ядерной войны. В 80-е годы были предприняты исследования, посвящённые и климатическим эффектам.Существует три возможных глобальных эффекта мирового ядерного конфликта. Первый из них – это когда температура на всем земном шаре резко упадет на десятки градусов, а освещенность будет меньше, чем безлунной ночью. Жизнь на Земле окажется отрезанной от своего главного энергетического источника – солнца. Количество солнечного тепла, поступающего на земную поверхность, сократится в несколько десятков раз. В результате наступит "ядерная зима", т. е. произойдет общее понижение температуры, особенно сильное - над континентами. Величина падения температур не слишком зависит от мощности используемого ядерного оружия, но эта мощность очень сильно влияет на длительность "ядерной ночи". Результаты, полученные учеными разных стран, отличались в деталях, но качественный эффект "ядерной ночи" и "ядерной зимы" очень четко обозначился во всех расчетах. Процесс очищения атмосферы будет идти многие месяцы, и даже годы. Но атмосфера не вернется в первоначальное состояние - ее характеристики станут совершенно иными.

Второе последствие (косвенное последствие) - радиоактивное загрязнение планеты в результате разрушения атомных электростанций, хранилищ радиоактивных отходов.

И, наконец, третий фактор - глобальный голод. Годы ядерной войны приведут к резкому падению сельскохозяйственных культур. Сама природа воздействия крупномасштабной ядерной войны на окружающую среду такова, что, как бы и когда бы она ни началась, конечный результат одинаков - глобальная биосферная катастрофа!!!

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Морские экосистемы покрывают основную часть поверхности  Земного шара, будучи в высшей степени  разнообразными и протяженными. Их можно сгруппировать в следующие  классы: открытые океанические, включая  поверхностные и глубинные пелагические; глубинные океанические и бентосные  экосистемы континентального шельфа; прибрежные морские; литоральные, в  том числе коралловые рифы; илистые  прибрежные отмели и песчаные пляжи  и ,наконец, экосистемы эстуариев. Уязвимость для климатических воздействий  рассматривается по отдельности  для морских экосистем Северного  полушария, тропиков и Южного океана. В каждом конкретном случае ожидаются  различные уровни возможных обусловленных  ядерной войной нарушений, чувствительности и способности этих экосистем  к восстановлению, а также различное  значение для человека изменений  в этих экосистемах после ядерной  войны.Прежде всего следует отметить, что морские экосистемы мы знаем  гораздо хуже, чем наземные, причем не только располагаем меньшим количеством  данных, но и намного слабее понимаем основные протекающие в них процессы. На физических условиях в водной среде  должны сложным образом отразиться изменения, произошедшие в результате ядерной войны в атмосфере. Отчасти  это объясняется тем, что сдвиги в физическом состоянии крупных  водоемов будут опосредованы и произойдут значительно позже атмосферных  возмущений. Существование многих типов  морских экосистем ограничено освещенностью, так что ее снижение может отразиться на первичной продукции здесь  сильнее, чем в наземных сообществах. Некоторые морские экосистемы лимитируются также наличием биогенных веществ, так что изменения в их циклах будут иметь довольно существенное значение. Трофическая структура  морских экосистем в типичном случае основана на одноклеточных растениях  с быстрым обновлением особей и круговоротом входящих в их состав элементов, причем одни и те же элементы часто многократно рециклизируются  в пределах одного сообщества продуцентов. Все перечисленные обстоятельства необходимо учитывать при последующих  рассуждениях.

      УЯЗВИМОСТЬ ЭКОСИСТЕМ ОТКРЫТОГО ОКЕАНА ДЛЯ ВОЗМОЖНЫХ      КЛИМАТИЧЕСКИХ ВОЗМУЩЕНИЙ

В данной главе рассматриваются последствия ядерной войны для пелагических и бентосных экосистем. Первые состоят из планктона и более крупных плавающих животных. Океанический фитопланктон дает около 90% всей первичной продукции океана. Лимитирующими факторами для него являются свет и биогены; для того чтобы фотосинтез протекал достаточно интенсивно, оба этих фактора должны одновременно присутствовать в одном и том же месте и в соответствующем количестве . Глубинная пелагическая экосистема полностью гетеротрофна и зависит от притока пищи извне, большей частью в виде оседающего планктона и частиц из приповерхностных пелагических экосистем. Глубинные пелагические сообщества включают различные популяции животных, в том числе колониальных простейших, хищных ракообразных и более крупных позвоночных. Бентосные сообщества также гетеротрофны и покрывают континентальный шельф и дно океанов на большой глубине. Они состоят из бактерий и животных, обитающих на поверхности или в толще донного ила, а в шельфовой зоне также из обширных водорослевых комплексов, дающих пищу многочисленным растительноядным организмам и связанным с ними хищниками. Первое важное обстоятельство, касающееся возможного воздействия ядерной войны на экосистемы открытого океана, - высокая степень их “забуференности” в отношении перепадов температуры. Хотя и представляется возможным охлаждение морской поверхности на 1-2 С в ходе продолжительных климатических нарушений, вызванных ядерной войной, однако более значительной тепловой реакции открытого океана не предполагается. Лабораторные эксперименты показывают, что фитопланктон будет продолжать расти и при таком понижении температуры. Лишь в тех местах, где особенности поведения животных тонко адаптированы к температурам окружающей среды, могут произойти определенные изменения. Таким образом, нельзя предполагать никакого непосредственного влияния температурных сдвигов ни на бентосные, ни на пелагические сообщества открытого океана. Однако возможны косвенные воздействия, опосредованные изменениями океанических течений, а также глубины и стабильности термоклина.Что же касается освещенности, то она может существенно повлиять на первичную продукцию пелагических экосистем. Фитопланктон встречается до глубин, где инсоляция составляет 1-10 % от уровня на поверхности моря. Если она будет снижена на 95% и более в течение нескольких недель, рост большинства видов водорослей приостанавливается, поскольку количество получаемой ими лучистой энергии не достигнет компенсационной точки (т.е. уровня, при котором фотосинтетическая фиксация диоксида углерода как раз достаточна для компенсации его потерь растительным организмом при дыхании. При сокращении освещенности морской поверхности на 95 % световая компенсационная точка, в норме соответствующая нижней границе эуфотической зоны, переместилась бы почти вплотную к границе вода/воздух .Если в пелагиалях Северного полушария биомасса фитопланктона сильно истощится вследствие острого падения инсоляции, возможно сокращение численности питающегося им зоопланктона, а также молоди рыб, потребляющих зоопланктон. Зато питающиеся фито- и зоопланктоном беззубые киты, по-видимому, не пострадают от массового вымирания, если популяции планктона восстановятся в пределах нескольких месяцев. Если планктонный корм будет утрачен на достаточно длительное время, может начаться гибель рыб. В экосистемах открытого океана у зоопланктона скорее будет наблюдаться тенденция к полному вымиранию от голода - в основном из-за более низкой плотности популяций фитопланктона.Возможное хроническое снижение освещенности на 5-20 % и температуры воздуха на 1 С вряд ли окажет на пелагические экосистемы существенное влияние.С другой стороны, косвенные эффекты, обусловленные сдвигами в общей циркуляции океанических вод, могут существенно нарушить пространственное распределение зон апвеллинга и следовательно, высокой продуктивности. Нарушения океанических течений могут продолжаться довольно долго, влияя на промысел в течение лет или даже десятилетий.Для бентосных экосистем, значительно удаленных от материков, последствия климатических возмущений будут минимальны. Влияние здесь будет ограничено опосредованными эффектами, связанными с изменением продуктивности пелагических экосистем.

УЯЗВИМОСТЬ ПРИБРЕЖНЫХ ОКЕАНИЧЕСКИХ ЭКОСИСТЕМ ДЛЯ ВОЗМОЖНЫХ КЛИМАТИЧЕСКИХ  ВОЗМУЩЕНИЙ

Пелагические и  бентосные сообщества более близких  к материкам областей отличаются от экосистем открытого океана взаимодействием  с близлежащей сушей. На пелагические организмы здесь в большей  степени влияет поступление питательных  веществ, осадочного и другого материала  из наземных систем, поэтому они  характеризуются в целом более  высокой продуктивностью.С точки  зрения возможных последствий ядерной  войны на прибрежные пелагические экосистемы также действуют снижение освещенности и другие факторы, аналогичные уже  отмеченным для открытого океана. Кроме того, вблизи побережий эти  экосистемы могут испытывать более  значительные изменения температуры  из-за мелководья и влияния стока  пресноводных бассейнов. На прибрежные сообщества сильнее действуют штормы и вследствие этого усиленное  осадконакопление и перемешивание. Поступающие осадки могут усугублять проблему инсоляции.В условиях нормальной зимы прибрежная продукция представляется достаточно и накапливается быстрее  всего при низкой освещенности. Если бы фитопланктон смог адаптироваться к необычному времени наступления  “кажущейся” зимы, первичная продукция  не претерпела бы значительных изменений. Таким образом, возможно, что прибрежные экосистемы устойчивее к стрессам, связанным с климатическими изменениями, чем пелагические биоценозы открытого  океана.Экосистемы у берегов тропиков гораздо чувствительнее к понижению  как освещенности, так и температуры. Тепловой диапазон существования водных сообществ здесь в целом вдвое  уже, чем в умеренных областях. Так, например, коралловые рифы представляют собой экосистемы, распространение  которых ограничено наиболее теплыми  частями океана, где вода не охлаждается  ниже 20 С, а глубины в основном не превышают 50 м. Коралловые рифы страдают уже при температурах около 15 С. Вдобавок к этому кораллы очень чувствительны  к повышенным уровням ультрафиолетового  излучения В. Вполне возможно, что  воздействие индуцированных ядерной  войной климатических возмущений на коралловые рифы будет относиться к  числу наиболее распространенных и  серьезных для морских экосистем. Аналогичным образом, от похолодания  должны пострадать мелководные сообщества тропических морских трав. Собственно береговые участки - такие как  пляжи, илистые отмели и соленые  болота - испытывают гораздо более  глубоко идущие воздействия, чем  прочие океанические экосистемы. Это  касается в особенности спада  температур. Последствия температурных  спадов будут зависеть от сезона, местоположения, солености и высоты приливов. Произойдет гибель организмов, обитающих на поверхности  дна. Популяции рыб в прибрежных водах, не сталкивающиеся в норме  с низкими температурами, сильно сократятся в результате даже кратковременных  похолоданий. Еще одно важное обстоятельство заключается в том, что икра и  личинки многих промысловых видов  рыб живут вблизи поверхности  воды и, таким образом, испытают особенно сильное отрицательное воздействие  температуры, ультрафиолетового излучения  В, токсичных веществ и прочих факторов.

 

 

ВОЗМОЖНЫЕ ПОСЛЕДСТВИЯ ДЛЯ  ПРЕСНОВОДНЫХ ЭКОСИСТЕМ

УЯЗВИМОСТЬ ЭКОСИСТЕМ МАТЕРИКОВЫХ  ВОДОЕМОВ ДЛЯ ВОЗМОЖНЫХ КЛИМАТИЧЕСКИХ  ВОЗМУЩЕНИЙ

Пресноводные водоемы  делятся на стоячие (т.е. пруды и  озера) и проточные (т.е. реки и ручьи). На рисунке 2.1.1 представлены основные изменения, которые могут случиться  в гидрологическом режиме суши в  ответ на возможные атмосферные  возмущения после ядерной войны. В целом снижение температуры  и уровня атмосферных осадков  приведет к быстрому сокращению количества жидкой воды, запасенной в реках  и озерах. Изменения грунтовых  вод будут намного медленнее  и гораздо менее выражены.Основная часть пресной воды на поверхности  суши сосредоточена в озерах; в  руслах рек в каждый отдельный  момент времени ее относительно мало (таблица 2.1.1). Поэтому в данном разделе  будут рассматриваться главным  образом озера.

Таблица 2.1.1. Некоторые данные по водному балансу Северного полушария

Составляющие водного  баланса	Европа	Азия	Северная Америка
Средний запас воды в реках, км 3	80	565	250
ПОСТУПЛЕНИЯ за счет поверхностного стока за счет грунтовых  вод	2090 1120	10660 3750	5290 2160
Расход, км 3 / год	3210	14410	7450
Средний запас воды в озерах, км 3	2027	27782	25623
Средний запас воды в водохранилищах, км 3	422	1350	950

Особенности озер определяются их размерами, притоком питательных  веществ, донным субстратом, подстилающими  породами, атмосферными осадками и  множеством других параметров. Ключевым моментом в реакциях пресноводных экосистем  на климатические возмущения является предполагаемое снижение температуры, а на втором месте стоит сокращение инсоляции. Сглаживание температурных  колебаний особенно сильно выражено в крупных пресных водоемах. Однако их экосистемы в отличие от экосистем  открытого океана должны пострадать от изменений температуры, возможных  после ядерной войны.Установление на длительный период отрицательных  температур может вызвать образование  на поверхности водоемов толстого слоя льда. Слой льда на мелководном озере может охватить значительную долю его объема.

Таблица 2.1.2. Распределение пресных озер и водохранилищ по объему и площади

Площадь, км	Европа	Азия	Северная Америка
Свыше 10000	1 17700 908	4 92670 23200	8 327280 24322
1000-10000	26 74989 995	21 67070 3128	22 73185 1258
100-1000	23 9618 479	36 16760 520	17 7252 214