Блата като самоорганизираща се система в природата - за успеха на съвременната наука (научни

Moor като самоорганизиращи се системи в природата

Yevseyev KA Краева Y. Salnikov VN

В блатата, както и в системите за неравновесни, не е имало появата на пространствено подредени структури. Това е сложна система, състояща се от няколко подсистеми - вода, скали, растителност, газ, който образува специфичната геометрия на самоорганизиране кристалография пространство. Има така наречените време нареди структури.

Природните закони водят до появата на оригиналния специфичен ред и хаос, след това получената усложнение и развитието на подредени структури [2]. Има ли общ подход за описване на динамиката на колективни феномени в многокомпонентни системи, които имат собственост на самоорганизация? Възможно ли е да се следват съвършенство и усложнение възниква структура? С цел да се разработи подход, който ще има възможността за прилагане на различни явления в различни научни дисциплини, терминът синергията е било предложено. Срокът, предложен от Г. Хакен (1980). Тя идва от гръцката дума "взаимодействие" - помощ и сътрудничество (σun - заедно enernos - в качеството на работа) [11]. Съгласно предложената синергията Хакен разбира клон на науката, която се занимава с изучаването на самоорганизация ефекти във физически системи, както и свързаните с тях явления в по-широк клас от системи.

настъпването на синергия нареди сложни системи поради раждането на колективни поведения под влияние на колебания, тяхната конкуренция и избор на вида на поведение, което е в състояние да оцелеят в конкурентна среда. Самият Хакен казва, това ни води, в известен смисъл, един вид генерализирано дарвинизма, което не се отнася само органично, но и в неорганичен свят.

Физиката на феномена на самоорганизация могат да бъдат проследени като се започне от атомно ниво и до галактиките. Развиващите се обекти да предприемат изненадващи форми, които са много различни един от друг. Например, циклони, бури, торнадо, torna- до [6, 7, 9]. Всяка структура съществува в пространството и времето е само поради разсейване (разсейване) енергия - единствената разлика е наличието на характерни пъти [8]. За да се поддържа по-сложна структура се нуждае от повече енергия, което е необходимо, за да разпръсне, в противен случай ще има катастрофа. Например, нашата цивилизация, която е увеличаване на сложността на неговата структура, изисква растежа на производството и потреблението на енергия от интензивното експоненциално.

Но нека се обърнем към дисипативни структури в естествена среда на makrourov- не - например, да блатата. Блата наречени области на земната повърхност, характеризиращи overmoistening горните слоеве на почвата и скала. Блатото характеризиращ блатна растителност и образуването на торф. Блато - това екосистемите уникални за тяхната вода режим и вида на колоезденето на материята и енергията. Основната характеристика, която отличава екосистемите на влажните зони от всички останали - излишната натрупването на органични вещества на нейното разширяване и като резултат - натрупването на торф. Растенията, вода и представляват неразделна единство торфени блата в райони с влажен климат [1]. Най-подходящите условия за формирането и развитието на торфените блата в зоната на тайгата, особено много от тях в областта на максимално въздействие на ледниците - в равнините на северозапад и североизток от европейската част на България и в сибирската равнина на запад. Ето защо, не само на настоящите климатични условия, но и историческото минало определя степента и интензивността на преовлажняване тресавище. Под торф разбере мъртъв растението остава кафяво, кафяво или черно. Степента на разлагане на растителни остатъци е различен. Те си мислеха, че блатата са равновесни системи, но също така се оказва, тези системи могат да бъдат отнесени към далеч от равновесие. Функциониращите екосистеми горните блата, придружени от силен отлагане на торф. В резултат на това в съответствие области първичен торф, но вместо формира нов, блатна облекчение: formabolotnoy изпъкнала повърхност, в центъра може да бъде 10 метра над нивото на граничната повърхност (Фигура 1.).

Въпреки това, тази форма се характеризира с малки блата. С увеличаване на размера и промяна на блато терен. На повърхността му, редовна периодична структура на депресии и коти (снимка. 1). Този така наречен билото-кух или гребен-ozerkovy комплекс.

Фиг. 1. Един примерен профил блато: 1 - торфен мъх; 2 - низина торф; 3 - вода; 4 - скала; F - повърхността на блатото; ч - водно огледало повърхност [8]

Предполага се, че блатото терени неравномерно развитие се дължи на натрупване на торф в различни части на блатото. Местната скоростта на този процес зависи преди всичко от частта на хидрология, блато нивото на водата и поток. Условия за възникване и съществуване капаци-кух комплекси (тип първоначалното разпределение, количеството ефективно утаяване, скорост на филтрация, диаметър блата) се изследва чрез симулация машина (фиг. 2) [8].

Фиг. 2. Промяна на профил блата време симулация експеримент, D = 00 m (YM Svirezhev 1987)

Фиг. 3. Конструкция за верига на колани вторичен Хигроскопичен - напоени прекъсвания на кръг и овални седла масиви: (а). б - схема превръщане в езерото. 1 - opolzshie под стени кухини торф блокове; 2 - вода; 3 - плаваща килим торфен мъх; 4 - потъналия, слабо разложен торфен мъх; 5 - торф суспензия, образувана от торф накисване; 6 - пропуски в дъното на вдлъбнатините на торф (газове и водни добиви); 7 - езерен глина, торф основния купол; 8 - низина торф (острица); 9 - кон торф (торфен pushitsievye) [10]

Обяснено с помощта на математически модел симулация експеримент от процеса на самоорганизация, което води до появата на "разсейване" на структурата блата едва ли е възможно без допълнителна доставка на енергия от дълбоките части на Земята. В блато възникне Bernard клетки в центъра на които има прозорци, където водата тече нагоре и захранва торф пада отново, но в бавен режим (фиг. 4). Ние вярваме, че това са едни и същи "Talovskie купата", само шестоъгълни клетки, образувани от торф pseudomorphically заменя във вода [5]. Те не се превърне обрасло и silted, те не растат блатна растителност, и те действат като оригиналния "реалност" на влажните зони, отколкото средното образование. Например, виждам една блатиста повърхност Pyasina басейна на р дава ярка картина на кристалните решетки (снимка 2).

Фиг. 4. Нарежете профил на А-А "Форест". В района на блатата, разположени "прозорци" на вода сред торфените блата. Наблюдаваните промени в магнитното комплекс (а) и електрическото поле (B) на блатото и "Windows". Област на Вилнюс, Литва. Съставител VN Salnikov. Геофизични изследвания е VP Skavinskim и LY Erwin Heerich (Томск) [5]

Снимка 2. Wetlands област в басейна. Pyasina. Такова оригиналния релеф се образува при дъскорезници замръзване напукване и растеж на лед в тези вени [13]

Повърхността на блатото, състояща се от постоянни шестоъгълни клетки Bernard декорирана растителност и впоследствие рамка торф, пълнене подходящи постоянно нарастващите водоносни хоризонти вода. Особено са показани графично на замразяване блато където прозорци са оформени по периферията на ядрото на лед, отиват в дълбочина за да образуват допълнителни клетъчни стени. Windows нормално или не замразени или лед върху тях е най-тънкият. Такива клетки се появяват и размразяване на замразени скали, където свързващия материал е шестоъгълна решетка лед, но те са 80% запълнена с камъни (пясъчници, глини, почва).

Той отбележи, че краищата на водата нараства газови мехурчета торф -. Метан, азотни оксиди и други Sphagnum мъх умира и черни петна се появяват poleridnogo торф. Наблюдавани малки изригвания - емисиите на торф жлъчка през тесния вертикален канал. Има описания на течността Spouting торф и дори запалване газове от купола на подземни торф. Това явление е популярно се нарича "горящ храст". Установено е, че по време на зимата водна струя от дъното хралупи относително топъл (до + 6 ° С). Те са в състояние стопи ледената покривка. На кръгли висшите масиви оформени радиално ориентиран специфичен модел на пукнатини и овални - паузи (пукнатини) са перпендикулярни една на друга. Според VA Frisch, основните модел "торф тектониката" е, че газовете затворени в дълбочината на торф масив, причиняват не само възникването на отделните вдлъбнатини и езера, но развитието на коренно различна геометрия в колани езда на масиви от различни конфигурации.

Фото 3. Цифрите и размразяването на заледен срив на пясъчния бряг на реката. Лена Якутск по-долу. Първоначално порода е бил монолитен, голям брой свързани цимент лед. Но от доста външна сила (в случая на вълните от преминаващите кораби) до ледовете се топят и порода води до снижаване на цели блокове. (PF Shvetsov BI Vtyurin, 1986) [13]

Доскоро се смяташе, че съвременните блата нямат никаква полза, така че те винаги трябва да се отцеди в най-кратък и колкото е възможно повече. Трансформацията на природата, все повече ускорява, вече доведе до радикална промяна в много пейзажи. Мелиорациите е причинил съществени промени в природните екосистеми в много региони на средната зона и на северозапад от Европейската част на България. Например, 2-3 m слой на торфени блата задейства с минерална почвата 10-20 години след сушене. В Беларус, в разорани полета, се появяват прах бури - във въздуха издигне черни облаци над суши торф. Също стане плитко малки реки и потоци - източници на големи реки; намалява нивата на подземните води в околните райони до пресушаването на влажни зони; свие гори, свиване на генетичния фонд на блатни растения, а броят на прелетни птици.

Водни блата - е огромна дълго мъртъв капитал, които представляват значителен потенциал бъдещ фонд, когато толкова по-силна ще бъде необходимостта от прясна вода (снимка 4).

В момента само в блатата на Карелия водоснабдяване е на около 70 км 3. Той е същият, както при всички малки езера. Депозитът торф - това е архив на историята през последните 10 хиляди години .. Според GA Yellin [1], в която се намира на паметта на производителите на горите и блата, дървета, треви, мъхове. Поради постепенно и непрекъснато намиране торф от това е възможно да се извлече ценна информация: състава на растителността на горите и влажните зони, и последователността на техните промени по време на отстъпление ледник в настоящето. Често срещан елемент от пейзажа на Западен Сибир и региона Томск в частност са различни блата. Това благоприятства развитието на плосък своя характер на територията и околната среда [3]. Най-широко наблюдавани блатата на север на региона Томск, и особено в зоната на тайгата, на плоските interfluve мишката (Фиг. 5).

Често срещан елемент от пейзажа на Западен Сибир и региона Томск в частност са различни блата. Това благоприятства развитието на плосък своя характер на територията и околната среда [3]. Най-широко наблюдава блата север Tomsk област и особено в зоната на тайгата върху плоски interfluvial пространства (вж. Фиг. 5).

Така например, оценка на текущото състояние на влажните зони на южната тайга подзона (басейн. Чайове, Томска област), при спазване на данни за подземен отток, и да се създаде карта на доминиращ вид на газене biogeocenosis може да се използва за решаване на вода и екологичните проблеми и приемането на управленски решения в областта на управлението на водите, планиране, развитие на населените места и промишлени предприятия в региона. [12] Savitchev в работата си отбелязва преовлажняване в момента е на територията на Западно-сибирска равнина, т.е. наводняване на района Томск, а вероятно и престъпване на Северния ледовит океан и предлага да поднови отклоняване на проекта на северните реки в Централна Азия. В Карелия, на фона на блата започна преди 12 хил. Години, когато ледник последния (Валдай) период започна да се оттегли, оставяйки огромно количество вода, която се събира в депресии. Постепенно водата отиде в езерата, моретата, океаните. Но не всички, някои от тях се съхранява в плиткия следледниковите vodoomah.Poteplenie, че е възникнало преди 9500 години, и изобилие от вода бяха "спусък механизъм", който даде тласък на формирането на блата. Следваща блата се разпространяват със скорост от 400 хектара / година, а за 9500 година, заети площ от 3,63 милиона хектара. Т.е. около 30% от територията на страната.

В блатата места могат да се натрупват желязна руда (сидерит, лимонит). Например, Bakchar желязна руда депозит в региона Томск.

Практическото значение е използването на блата торф гориво, торове, както и за технически продукти - восък, biostimulants, creolin феноли. Тя се използва като отопление материал (izoplity) за храна говеда. В Томск, има НОИ торф. област покрити Tomsk езера и блата 50%. Той се намира най-голямата в света блато Vasyugan (снимка. 5).

Когато са изложени на температура, налягане, и разтвори, растителни остатъци, дървета, трева и се превръща във въглероден (снимка. 6).

Фото 5. Област Bakcharsky. Блато в селото. Сухата района. Фото. VN Salnikov

Фото 6. Горловка мина за въглища. Искитим област. Новосибирск регион. Фото. VM Litovchenko

Така че, в блатата, както и в системите за неравновесни, ние също свидетели на появата на пространствено подредени структури. Това е сложна система, състояща се от няколко подсистеми - вода, скали, растителност, газ, който образува специфичната геометрия на самоорганизиране кристалография пространство. Има така наречените време нареди структури.

Снимки 7. Мари (блато). Геоложки проучвания партия. Съседни притоци на горното течение на реката Zeya, Амур региона. Фото VN Salnikov, 1965

BB Kadomtsev А. Рязанов Какво е синергичен ка? // природата. - 1983 - № 8. - стр 2-11.

Навеси VA Vortex на системата Земя. - Томск, 1976 г. - 166c. VINITI, №3137-76 зам.

Svirezhev YM Нелинейна вълна разсейване структура и екологична катастрофа. - М. Nedra, 1987. - 368 стр.

G. Haken Synergetics. - М., 1980 - 404 стр.

Ние Ви донесе списания, издавани от издателство "Академията за естествени науки"

(High импакт фактор RISC, списания теми, обхващащи всички области на науката)