Czynniki wpływające na biosferę

Zjawiska wpływające na klimat i warunki życia w biosferze to:
• efekt cieplarniany
• kwaśne deszcze
• dziura ozonowa
Efekt cieplarniany (szklarniowy) polega na podwyższaniu się temperatury atmosfery. Ocieplanie klimatu Ziemi wynika ze wzrostu stężenia w powietrzu tzw. gazów szklarniowych – tlenku węgla(IV), tlenków azotu, metanu i innych węglowodorów oraz ich pochodnych, a także pary wodnej. Powstała w ten sposób powłoka przepuszcza docierające do powierzchni Ziemi promieniowanie słoneczne, ale zatrzymuje wysłane przez Ziemię promieniowanie cieplne, czyli działa podobnie jak szyby szklarni.
Efekt cieplarniany nasila się od połowy XIX wieku, kiedy zaczął rozwijać się przemysł. Na efekt szklarniowy wpływają i inne czynniki, np. tempo wzrostu stężeń innych gazów cieplarnianych czy ich czas przebywania w powietrzu.
Podniesienie się temperatury na Ziemi o kilka stopni może spowodować daleko idące zmiany klimatyczne. Wzrost temperatury zakłóci równowagą klimatyczną i spowoduje zmiany pogody na całym świecie. Jedne miejsca staną się bardziej suche, inne natomiast będą bardziej wilgotne. I choć na większości obszarów klimat stanie się cieplejszy, będą też miejsca, gdzie się ochłodzi. Oczekuje się, że w związku z efektem cieplarnianym wzrośnie temperatura w praktycznie wszystkich regionach świata. Najwięcej na wysokich szerokościach geograficznych półkuli północnej, w północnej i środkowej Afryce i w północnej części Ameryki Południowej. W Europie spodziewany jest znaczny wzrost temperatury we wschodniej części kontynentu, umiarkowany w pozostałej części, niewielki na wybrzeżu atlantyckim. Natomiast temperatura spadnie na obszarach Atlantyku i północnego Pacyfiku.
Umiarkowanie wzrosną także opady w większości regionów; najwięcej nad obszarami oceanicznymi położonymi wzdłuż równika. Przewiduje się niewielki spadek opadów niższych szerokościach geograficznych. Najwyższy spadek oczekiwany jest w północnej części Ameryki Południowej, południowej Afryce, Indiach i w północnej Australii. Zmiany te będą miały wpływ na uprawę roślin na całym świecie. Roślinom, zwierzętom, a nawet ludziom może być trudno przystosować się do nowych, zmienionych warunków. I tak na przykład klimat Wielkiej Brytanii może się upodobnić do śródziemnomorskiego, panującego dziś w takich krajach, jak Grecja czy Hiszpania. Państwa będą musiały dostosować uprawy do zmian klimatu. Lody polarne Arktyki i Antarktydy mogą zacząć topnieć. Jasna powierzchnia pokrywy lodowej odbija światło słoneczne. Ale jeśli pokrywy lodowe stopnieją, odkryty w ten sposób ląd zacznie pochłaniać więcej ciepła. Jeśli stopnieją lody polarne, pingwinom i fokom zagrozi wyginięcie. Woda z topniejących lodowców Antarktydy i Grenlandii spłynie do morza. Niektóre scenariusze przewidują wzrost poziomu morza nawet o 1,5 metra w ciągu następnego wieku. Bardziej umiarkowane prognozy mówią o 20 cm do roku 2030 i 60 cm w całym przyszłym wieku. Terenu niżej położone, taki jak Bangladeszt czy Holandia, zaleje słona woda. W istotny sposób ucierpiałyby również najżyźniejsze i najgęściej zaludnione obszary położone w deltach wielkich rzek, takie jak delta Nilu czy Gangesu i Brahmaputry. Zbiory i ziemia zostaną zniszczone. Zatopione zostaną także inne miejsca, leżące w pobliżu morza, jak na przykład część Florydy. Miejsca, gdzie dzisiaj są pola uprawne, będą niedługo suche, jałowe, pokryte warstwą pyłu pustkowia. Kiedy wzrośnie temperatura, trzeba będzie wprowadzić zmiany w rolnictwie. Wyższe temperatury, powodzie i susze mogą doprowadzić do niedoboru żywności w niektórych częściach świata. Kiedy zmienia się klimat oraz warunki pogodowe zmieniają także środowiska, w których żyją rośliny i zwierzęta. Rośliny i zwierzęta potrzebowały milionów lat, by przystosować się do warunków panujących w jakimś miejscu. Jeśli warunki te ulegną zmianie, wiele gatunków, jak na przykład może nie przetrwać tej zmiany. Kiedy podniesie się poziom mórz, zagrożenie obejmie wiele gatunków roślin i zwierząt. Jeśli znikną słone błota i rozlewiska u ujścia rzek, wiele ptaków brodzących straci miejsce do życia. Niektórym z nich grozi zagłada. Zmiany klimatyczne odbiją się na cyklu życiowym i rozprzestrzenieniu licznych gatunków roślin i zwierząt. Inne mogą opanować nowe środowiska. Doprowadzić to może do zwiększania się zasięgu wielu chorób tropikalnych. Według World Watch Institute można oczekiwać, że globalne ocieplenie przyczyni się do miliona dodatkowych śmiertelnych przypadków malarii rocznie jeszcze przed rokiem 2050. Wzrost temperatury i topnienie lodu wpłynie także na prądy oceaniczne. Bogate w pokarm i żywe istoty morza mogą zamienić się w jałową, wymarłą wodną pustynię.
Destabilizacja klimatu może przynieść zwiększoną częstotliwość występowania klęsk żywiołowych, takich jak powodzie, katastrofalne susze, huragany. Choć niektórzy twierdzą, że nadejście cieplejszego klimatu byłoby korzystne, bowiem pozwoliłoby na wykorzystanie rolnicze olbrzymich subpolarnych obszarów Syberii i Kanady, to generalnie dominuje pogląd, że ocieplenie globalne może przynieść zdecydowanie więcej strat niż korzyści. Większość z nich wiąże się z naruszeniem stabilności warunków, do których przystosowała się i w których funkcjonuje ludzka cywilizacja Ponadto koszty społeczne związane z nowymi migracjami, koniecznością wchłonięcia mas ludzkich porzucających obszary dotknięte niekorzystnymi skutkami ocieplenia są niewyobrażalne.

Kwaśne deszcze przyczyniają się do zakwaszania gleb. Z tego powodu zmniejsza się ilość dżdżownic i bakterii w glebie, a w związku z tym rozkład martwych części organicznych odbywa się, w coraz większej mierze, przy udziale grzybów. Powoduje to wolniejsze tempo rozkładu, a co za tym idzie wolniejsze uwalnianie substancji odżywczych. Gleba traci powoli swą funkcję sanitarną i rolę ważnego ośrodka życia. Zakwaszenie gleby powoduje również utratę jej właściwości sorpcyjnych - naturalnego filtru pochłaniającego m.in. związki toksyczne, metale ciężkie. Z kolei ślimaki lądowe mogą mieć problemy w budowaniu skorupki, gdy gleba stanie się uboga w wapń. Niektóre ćmy, występujące w lasach iglastych, jak np. brudnica mniszka, wykazują objawy karłowacenia - co również ma związek z zakwaszeniem. Zmiana składu roślinności, spowodowana zanieczyszczeniami gleby, wywiera wpływ na życie zwierząt, uzależnione od danego zbiorowiska roślinnego. W środowisku kwaśnym wymywaniu ulegają trudno rozpuszczalne substancje mineralne, z rozpadem minerałów włącznie. Tak z nierozpuszczalnych związków aluminium powstają jony, toksyczne dla korzeni drzew, ryb w jeziorach i innych organizmów żywych. Uwolnione zostają substancje toksyczne, przenikając do organizmów zwierząt i ludzi.
Kolejnym skutkiem kwaśnych deszczy jest zakwaszanie wody. Samo w sobie nie jest jedynym powodem, dla którego chorują i giną rośliny oraz zwierzęta. W kwaśnym środowisku zwiększa się koncentracja niezwykle trujących dla wielu organizmów jonów aluminiowych. Wymieranie ryb w kwaśnych jeziorach jest łącznym skutkiem obniżonej wartości pH i zatrucia przez aluminium. Obydwa te czynniki są rezultatem zakwaszenia. W zakwaszonym jeziorze zwiększa się również zawartość innych metali, takich jak kadm, cynk i ołów. Są one wówczas w większym stopniu pochłaniane przez zwierzęta i rośliny. Zarówno aluminium jak i inne metale dostają się do jezior z otaczających je zakwaszonych pól i lasów. Jak stwierdzono w badaniach szwedzkich, jaja muchołówek i piecuszków mają dużo cieńszą skorupkę. Dzieje się tak, dlatego, że wskutek odżywiania się owadami znad zakwaszonych jezior i cieków wodnych do organizmu ptaków dostało się zbyt dużo aluminium, które zastąpiło wapń w skorupkach. Poza tym ptaki, żywiące się rybami, mają coraz większe trudności w zdobyciu pożywienia. U wielu gatunków zwierząt ( jak łosie, sarny czy zające), odżywiających się roślinnością z terenów zakwaszonych, stwierdzono zwiększoną zawartość kadmu w nerkach i wątrobie. Nie wszystkie zmiany biologiczne w jeziorach kwaśnych zależą od zmian składu chemicznego wody. Zanikanie ryb powoduje, że pewne gatunki owadów, które zwykle są łatwą zdobyczą ryb, mogą teraz się rozprzestrzeniać. Do tej grupy owadów należą m.in. pewne wodne chrząszcze, larwy jętek i pluskwiaki. Fauna jeziora w coraz większym stopniu zostaje zdominowana przez owady. Owady nie czują się lepiej w kwaśnej wodzie, ale są w dogodniejszej sytuacji z powodu braku ryb. Zakwaszone jeziora nie są martwe, lecz warunki biologiczne są w nich poważnie zmienione.
Także do niszczenia budowli i konstrukcji metalowych przyczyniają się kwaśne opady. Jednak nie tylko zagrożone są organizmy żywe. Zanieczyszczenia oddziaływują też szkodliwie na materiały budowlane, tworzywa sztuczne, witraże i metale. Szczególnie narażone są dawne budowle z piaskowca i wapienia, który rozkłada się i rozpada. Przykładem takim są średniowieczne zabytki Krakowa, katedra Lincolna w Anglii, świątynie na Akropolu w Atenach. W ostatnich latach coraz częstsze jest występowanie zjawiska korozji, którą wzmaga zakwaszenie środowiska. Nawet hartowane materiały nie mogą sprostać kwaśnym opadom, wymagają częstszego malowania, a zanieczyszczenia oddziaływują niekorzystnie na pigmenty w farbach. Tory w rejonach uprzemysłowionych oraz stal ( nawet ocynkowana) szybko rdzewieją, wymagając częstszych remontów. Niszczeniu ulegają też obrazy, litografie i starodruki w galeriach sztuki i bibliotekach. Zanieczyszczenia zwiększają także kwasowość wody pitnej. Powoduje to wzrost zawartości ołowiu, miedzi, cynku, glinu, a nawet kadmu w wodzie dostarczanej do naszych mieszkań. Zakwaszone wody niszczą instalacje wodociągowe, wypłukując z niej różne substancje toksyczne. Szczególnie smutnym przykładem zniszczeń, spowodowanych przez kwaśne deszcze, są lasy w Górach Izerskich. Długoletnie oddziaływanie zanieczyszczeń powietrza, niesionych z Niemiec, Czech i ze Śląska, m.in. systematyczne przekroczenia dopuszczalnych stężeń SO2, NO, fluoru, opadu pyłów spowodowały całkowite zniszczenie tamtejszych obszarów leśnych. Proces ten będzie się rozszerzał na dalsze partie górskie Sudetów Zachodnich, Środkowych i Wschodnich. Jest to też przykład na to, że kwaśny deszcz jest tu produktem międzynarodowym.

Dziura ozonowa przyczynia się do zwiększania szkodliwych promieni UV docierających do Ziemi. Powoduje to zamieranie szczególnie wrażliwych organizmów roślinnych i zwierzęcych tworzących plankton. Zmniejszy się, więc występowanie ryb żywiących się planktonem oraz ryb drapieżnych. Promieniowanie ultrafioletowe wpływa również niekorzystnie na rośliny. Wśród roślin, które wykazują reakcję na promienie, ponad dwie trzecie gatunków jest na nie wrażliwe. Należy przy tym zaznaczyć, że są to głównie gatunki roślin uprawnych przemysłowych. Zwiększenie się natężenia promieniowania ultrafioletowego na Ziemi odbije się z pewnością w gospodarce człowieka. Zmniejszenie liczebności populacji ryb na skutek zaniku planktonu doprowadzi do znacznie mniejszych połowów na określonym terenie. Ucierpi, więc rybactwo i rybołówstwo. W wyniku niszczenia przez promienie chlorofilu roślin uprawnych (np. zbóż) zmniejszą się plony, a więc ucierpi rolnictwo. Promieniowanie ultrafioletowe może jednak negatywnie wpływać bezpośrednio na ludzi. Poprzez wytwarzanie pigmentów w skórze, człowiek tylko w niewielkim stopniu jest zdolny do obrony. Nadmierne promieniowanie UV może osłabiać u ludzi system immunologiczny i tym samym zmniejszać odporność na infekcje i choroby. Wśród chorób tych najgroźniejsze są z pewnością choroby nowotworowe, a szczególnie nowotwory skóry. Najzłośliwszą formą raka skóry jest czerniak, który, rozwija się często z przebarwień (powstałych także po opalaniu),znamion i "pieprzyków". Odległe skutki opalania w pokoleniu dzieci-kwiatów obserwujemy już dzisiaj. Wystarczy spojrzeć np. na aktualne zdjęcia opalonej niegdyś na mahoń Brigitte Bardot. Badania naukowe wskazują na to, że skóra narażana na działanie słońca starzeje się bardzo szybko. Ponadto promieniowanie ultrafioletowe powoduje podrażnienie spojówek, a przez to występowanie licznych chorób oczu, głównie zaćmy. Na całym świecie,jak podaje światowa Organizacja Zdrowia, żyje, co najmniej 40 mln ludzi, którzy z powodu zaćmy utracili wzrok lub mają ograniczone widzenie, a liczba ta stale wzrasta, zwłaszcza w strefach szczególnie pogarszającego się stanu warstwy ozonowej. Promienie UV powodują także przyspieszenie procesów starzenia się skóry. Według danych Programu Ochrony środowiska ONZ usunięcie 10% ozonu spowoduje zwiększenie zachorowań na raka skóry o 26%.Według statystyk amerykańskich w samych tylko Stanach Zjednoczonych umiera, co roku na raka skóry 12000 osób, a największy procent zgonów obserwuje się w najsłoneczniejszych stanach: Kalifornii i Florydzie. Istnieje też hipoteza, według której wymieranie pod koniec Permu spowodowała emisja gazów wulkanicznych. Weszły one w reakcję z ozonem powodując powstanie dziury ozonowej, co było jedną z przyczyn zagłady wielu gatunków.