Vrstvená struktura zemských obalů a složení atmosféry; světelný režim jako faktor prostředí země-vzduch; adaptace organismů na různé světelné režimy; teplotní režim v prostředí země-vzduch, teplotní adaptace; znečištění ovzduší
Prostředí země-vzduch je z hlediska ekologických podmínek života nejsložitější. Život na souši vyžadoval takové morfologické a biochemické úpravy, které byly možné pouze s dostatečně vysokou úrovní organizace rostlin i živočichů. Na Obr. Obrázek 2 ukazuje schéma zemských obalů. Prostředí země-vzduch zahrnuje vnější část litosféra a spodní část atmosféra. Atmosféra má zase poměrně jasně definovanou vrstvenou strukturu. Spodní vrstvy atmosféry jsou znázorněny na obr. 2. Protože převážná část živých bytostí žije v troposféře, je to právě tato vrstva atmosféry, která je zahrnuta do konceptu prostředí země-vzduch. Troposféra je nejspodnější část atmosféry. Jeho výška v různých oblastech je od 7 do 18 km, obsahuje převážnou část vodní páry, která při kondenzaci tvoří mraky. V troposféře dochází k silnému pohybu vzduchu a teplota klesá v průměru o 0,6 °C se vzestupem na každých 100 m.
Obr. 2. Geosféry Země
Atmosféru Země tvoří mechanická směs plynů, které se navzájem chemicky neovlivňují. Probíhají v něm všechny meteorologické procesy, jejichž totalita je tzv klima. Za horní hranici atmosféry se běžně považuje 2000 km, její výška je „/3 část poloměru Země. V atmosféře neustále probíhají různé fyzikální procesy: mění se teplota a vlhkost, kondenzuje vodní pára, objevují se mlhy a mraky, sluneční paprsky ohřívají atmosféru, ionizují ji atd.
Většina vzduchu je soustředěna ve vrstvě 70 km. Suchý vzduch obsahuje (v %): dusík – 78,08; kyslík – 20,95; argon – 0,93; oxid uhličitý – 0,03. Existuje velmi málo jiných plynů. Jsou to vodík, neon, helium, krypton, radon, xenon – většina inertních plynů.
Atmosférický vzduch je jedním z hlavních životně důležitých prvků životního prostředí. Spolehlivě chrání planetu před škodlivým kosmickým zářením. Pod vlivem atmosféry na Zemi probíhají nejdůležitější geologické procesy, které v konečném důsledku utvářejí krajinu.
Atmosférický vzduch patří do kategorie nevyčerpatelných zdrojů, ale intenzivní průmyslový rozvoj, růst měst a expanze kosmického výzkumu zvyšují negativní antropogenní dopad na atmosféru. Proto je otázka ochrany atmosférického vzduchu stále aktuálnější.
Kromě vzduchu určitého složení jsou živé organismy obývající prostředí země-vzduch ovlivněny tlakem a vlhkostí vzduchu a také slunečním zářením a teplotou.
Světelný režim, neboli sluneční záření. K provádění životních procesů potřebují všechny živé organismy energii přicházející zvenčí. Jeho hlavním zdrojem je sluneční záření.
Vliv různých částí spektra slunečního záření na živé organismy je různý. Je známo, že ve spektru slunečních paprsků jsou ultrafialový, viditelné и infračervená oblast, které se zase skládají ze světelných vln různé délky (obr. 3).
Obr. 3. Biologické účinky různých částí slunečního spektra
- 1 — denaturace bílkovin; 2 — intenzita fotosyntézy pšenice;
- 3 — spektrální citlivost lidského oka. Oblast ultrafialového záření, která neproniká atmosférou, je zastíněna.
Z ultrafialových paprsků (UVR) dopadají na zemský povrch pouze dlouhovlnné paprsky (290-300 nm) a krátkovlnné paprsky (méně než 290 nm), destruktivní pro vše živé, jsou téměř úplně absorbovány ve výšce cca. 20-25 km ozonovou clonou – tenká vrstva atmosféry obsahující molekuly 03 (viz obr. 2).
Dlouhovlnné ultrafialové paprsky (300-400 nm), které mají vysokou fotonovou energii, mají vysokou chemickou a mutagenní aktivitu. Velké dávky jsou škodlivé pro organismy.
V rozsahu 250-300 nm mají UV paprsky silný baktericidní účinek a způsobují u zvířat tvorbu vitaminu D proti křivici, to znamená, že v malých dávkách je UV záření pro člověka a zvířata nezbytné. UV paprsky v délce 300-400 nm způsobují u člověka opálení, což je ochranná reakce pokožky.
Infračervené paprsky (IRL) s vlnovou délkou větší než 750 nm působí tepelně, nejsou lidským okem vnímány a zajišťují tepelný režim planety. Tyto paprsky jsou důležité zejména pro studenokrevné živočichy (hmyz, plazi), kteří je využívají ke zvýšení tělesné teploty (motýli, ještěři, hadi) nebo k lovu (klíšťata, pavouci, hadi).
V současné době bylo vyrobeno mnoho zařízení, která využívají jednu nebo druhou část spektra: ultrafialové ozařovače, domácí spotřebiče s infračerveným zářením pro rychlé vaření atd.
Viditelné paprsky o vlnové délce 400-750 nm mají velký význam pro všechny živé organismy.
