https://awsforwp.com/wp-content/uploads/2021/08/The-ocean-is-about-to-flip-a-switch-that-could.jpg Voda a vodní prostředí Osnova přednášky •Země planeta vody •Původ vody na Zemi ? •Voda jako kolébka života •Voda – základní údaje - druhy a typy vod •Hydrologický cyklus •Fyzikálně-chemické vlastnosti vody •Základní ekologické faktory vodního prostředí •Topografické členění sladkých vod •Základní charakteristiky mořského prostředí • • • • • Co je voda ? •Za normální teploty a tlaku je to bezbarvá, čirá kapalina bez zápachu, v silnější vrstvě namodralá. • •V přírodě se vyskytuje ve třech skupenstvích: v pevném – led a sníh, v kapalném – voda a v plynném – vodní pára. • •Mimořádné chemické a fyzikální vlastnosti vody jsou důsledkem geometrie její molekuly. Země – planeta vody Vodní prostředí - heterogenita Čo je oceán: vlastnosti, typy, význam a oveľa viac | Sieťová meteorológia Třetinu Šumavy tvoří mokřady. V některých by se klidně mohl člověk utopit • mujRozhlas Nejkrásnější Švýcarsko, hory, jezera památky U ústí Amazonky našli vědci obrovitý korálový útes - Novinky Připojit Předtucha kletba mapa hloubky oceanu Demokracie Poradce město Řeky v Kanadě - Vše, co o nich nevíte. Mackenzie, Sv. Vavřince, Yukon,... Fototapeta Horské potoky - PIXERS.CZ Čeští vědci vyvíjejí informační systém pro předpověď stavu podzemní vody — ČT24 — Česká televize Proč je voda v moři slaná? Odpověď vás překvapí | Rexter.cz Velký korálový útes v Austrálii umírá: 50 procent už je po smrti… A co zbytek? - Prima Zoom Země byla vytvořena asi před 4,5 miliardami let, život začal existovat nedlouho poté. Vzhledem k obrovskému časovému horizontu neexistují přesvědčivé důkazy o přesných datech, je ale zřejmé, že život vznikl relativně brzy po jejím počátku. Naše sluneční soustava byla ještě mladá a Slunce se po svém vzniku před miliardami let stále ochlazovalo. Jedinečné okolnosti naší sluneční soustavy a naší planety daly vzniknout životu. To bylo způsobeno řadou charakteristik, které vykazuje naše ekosféra, oblast planety schopné udržet život. Venuše, jeden z našich planetárních sousedů, je blíže ke Slunci, přičemž planeta vykazuje vlastnosti, které by nebyly schopny podporovat život. Na druhou stranu, Mars je dále od Slunce a příliš chladný na to, aby přirozeně podporoval život. Země však po miliardy let obsahovala všechny materiály (prvky) a vhodné podmínky pro podporu života. Země - kolébka života How did Earth get its water? | EurekAlert! Evoluce planety a původ vody na Zemi H2 atmosféra Chemické reakce umožňující vznik vody H2O Příběh Země: Chemické složení meziplanetární hmoty odhaluje tajemství vzniku života. Klíčem k jeho poznání může být také spektroskopie meteorů! | Sluneční soustava | Články | Astronomický informační server astro.cz Země – kolébka života na Zemi Země je dnes pokryta vodou – obrovskými oceány, které se rozprostírají na mnohem větší ploše než zemská pevnina. Je pravděpodobné, že na počátku formování sluneční soustavy prudké poryvy slunečního větru zbavily vnitřní planety (tedy i Zemi) těkavých látek, včetně vody. Odkud pochází voda na Zemi? Pochopení odpovědí na tyto otázky je klíčem k pochopení formování planety. Jaký je původ vody na Zemi ? Origin of water on Earth - Wikipedia Scheme of the main processes that could contribute to the origin of... | Download Scientific Diagram Evoluce planety a původ vody na Zemi Stádium plynu Voda je absorbovaná granulích olivové barvy Stádium rozpínání plynu In situ vznik vody z H2 a FeO. Planeta ve fázi růstu plynného obra Post plynné stádium Komety z Kuiperova pásu a Oortova oblaku Asteroidy typu S Asteroidy typu C Planeta ve fázi plynného obra: dopady asteriodů typu C Původ vody na Zemi (Nezbytná podmínka vzniku života) •Voda pochází z komet a asteroidů •Vznik vody na Zemi chemickou cestou •Vodní pára ukrytá v dutinách Země • • • • • Jednou z hlavních teorií je přenos vody prostřednictvím komet a asteroidů. Z výzkumu a studia komet a asteroidů víme, že mnoho z nich obsahuje obrovské množství vody a je možné, že Země byla bombardována mnoha z nich. To by samozřejmě zvýšilo množství vody na planetě. Bylo by zapotřebí velmi vysokého počtu impaktů, aby se shromáždila veškerá voda, kterou dnes na Zemi máme, ale možná to komety a asteroidy nedokázaly samy. To je většinou voda tryskající z jádra komety 67P/Čurjumov-Gerasimenko 30. července 2015, když se kometa přibližovala ke Slunci. Voda pochází z komet a asteroidů The Origin of Life May Not Be as Coincidental as Scientists Once Thought | Inside Science A odkud pocházejí komety a asteroidy ? Odkud přilétají ? •Kometa Hale–Bopp viděno v roce 1997 •Čtyři největší asteroidy: •Ceres, Vesta, Pallas, Hygiea. •Pouze Ceres a Vesta byly navštíveny kosmickou sondou a mají tedy detailní obraz. undefined undefined Kometa Bernardinelli-Bernstein bude nejblíž v roce 2031 - Prima Zoom K Zemi se blíží asteroidy! Ať nejsme jako dinosauři, řekli si astronomové - Flowee Diagram rané fáze vývoje Sluneční soustavy - protoplanetární disk, ze kterého se zformovala Země a další tělesa Sluneční soustavy undefined Protoplanetární disk Pouze kovy a minerály Kondenzují – vznik planet 98% nebuly (mlhovina) tvoří Vodík a Hélium, které zde ale dekondenzují Oblast vně tzv. pásma sazí (soot) – existují zde PAHy, umožňující formování planet obsahujících kondenzované sloučeniny uhlíku Oblast vně tzv. pásma ledu (frost) – Nízké teploty umožňující kondenzaci planet obsahujících volné molekuly jako např. H2O; NH3; a CH4 Vodík (chemická značka H, latinsky hydrogenium) je nejlehčí a nejjednodušší plynný chemický prvek. Tvoří převážnou část hmoty ve vesmíru. Elementární vodík (H2) má široké praktické využití: zdroj energie, redukční činidlo v chemické syntéze nebo metalurgii a také jako náplň meteorologických a pouťových balónků a do 30. let 20. století i vzducholodí. Vodík (chemická značka H, latinsky hydrogenium) je nejlehčí a nejjednodušší plynný chemický prvek. Tvoří převážnou část hmoty ve vesmíru. Elementární vodík (H2) má široké praktické využití: zdroj energie, redukční činidlo v chemické syntéze nebo metalurgii a také jako náplň meteorologických a pouťových balónků a do 30. let 20. století i vzducholodí. Sluneční soustava (vlevo) v rámci mezihvězdného média, s různými oblastmi a jejich vzdálenostmi v logaritmické stupnici undefined Heliosféra Oortův oblak Kuiperův pás Země Slunce Pás asteroidů Alfa Centauri Vodík - hydrogemium •Vodík (chemická značka H, latinsky hydrogenium) je nejlehčí a nejjednodušší plynný chemický prvek. Tvoří převážnou část hmoty ve vesmíru. Elementární vodík (H2) má široké praktické využití: zdroj energie, redukční činidlo v chemické syntéze nebo metalurgii aj. Phase diagram of hydrogen on logarithmic scales. Lines show boundaries between phases, with the end of the liquid-gas line indicating the critical point. The triple point of hydrogen is just off-scale to the left. Fázový diagram vodíků Motor raketoplánu (spalování vodíku) Airship Hindenburg over New York Hindenburg , New York, 1937 undefined Antoine Lavoissier (objevitel vodíku) A black inverted funnel with blue glow emerging from its opening. Přirozené izotopy Vodíku Jednou z metod, která pomáhá objasnit původ vody na Zemi je chemická izotopová analýza. Voda je tvořena kyslíkem a "normálním" vodíkem (běžná H2O), ale část vznikla z těžšího izotopu vodíku zvaného deuterium. Lze si to představit jako něco jako "chemický otisk prstu". Ze studia izotopického poměru každého z nich ve vzorcích hornin ze Země a Měsíce se zdá, že pro obě tělesa musí existovat společný zdroj (Cowen 2013). Původ vody Vznik vody na Zemi chemickou cestou Skutečnost, že vodní pára je i současnosti ukryta uvnitř Země, by mohla být klíčovým faktorem pro pochopení toho, jak přirozená voda Země pravděpodobně přežila prudké poryvy slunečního větru přítomné dříve při formování sluneční soustavy. Pokud by voda byla obsažena hluboko v Zemi, je velmi pravděpodobné, že by byla chráněna před silami, které by odstřelily povrchovou vodu. Pak by mohla být později vyvržena sopečnými erupcemi, gejzíry atd., aby se tak dostal na zemský povrch. Je velmi pravděpodobné, že k tomu došlo spolu s dodávkami vody prostřednictvím komet a/nebo asteroidů, aby vytvořily oceány, tak je máme nyní. Původ vody Vodní pára ukrytá v hlubinách Země https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/f/f2/Creation_of_Adam.jpg Vznik života na Zemi ! • • • Teorie o vzniku života na Zemi undefined Tzv. černí kuřáci – specifické prostředí, kde podle některých badatelů mohly vzniknout první živé organismy. undefined Rozdíly ve struktuře RNA a DNA Srovnání šíře tzv. Obyvatelné zóny Sluneční soustavy (přítomnost vody na planetě) pro různé teploty hvězd, se vzorkem známých exoplanet - Země, Mars a Venuše https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/f/f0/Diagram_of_different_habitable_zone_regio ns_by_Chester_Harman.jpg/1920px-Diagram_of_different_habitable_zone_regions_by_Chester_Harman.jpg Experiment vzniku života https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/e/ed/Miller1999_no_frame.jpg Stanley L. Miller, na fotografii v roce 1999, se zapsal do historie svým experimentem, jenž prokázal, že aminokyseliny mohou vznikat v poměrně jednoduchých fyzikálních podmínkách z anorganických látek. undefined Současné kolonie stromatolitů v Austrálii. Stromatolit (z řeckého strōma – vrstva a lithos – kámen) je hlízovitá vápnitá biogenní usazenina bochníkovitého až polokulovitého tvaru. Biologický význam vody •Význam vody pro vznik a vývoj života •Výskyt vody, její druhy a zdroje •Hydrosféra •Vlastnosti vody •Základní ekologické faktory vodního prostředí •Typologie mořských a sladkovodních ekosystémů •Základní charakteristika mořského prostředí a brakických vod (viz. biomy) Význam vody pro vznik a vývoj života •Moře - kolébka života – ideální vlastnosti mořské vody: • •Stálé chemické a fyzikální vlastnosti •Velkou rozpouštěcí schopnost •Velké povrchové napětí •Velkou tepelnou kapacitu • •Vznik života v moři – mnoho nižších rostlin a všichni mořští bezobratlí mají ve svých buňkách stejnou osmotickou hodnotu jako mořská voda. •Mořská voda je pro ně ideální fyziologický roztok ! Voda – základní údaje •Moře a oceány – 70,8 % •Plocha oceánů – 361, 18 miliónů km2 •Plocha souše – 149,39 miliónů km2 • •Střední hloubka oceánů - 3 795 m •Maximální hloubka oceánů – cca 11km •Sladká voda - cca 2% zemského povrchu •Na 1cm2 zemského povrchu připadá 273 l vody: • Z toho: 269 l mořská voda • 4,5 l led • 0,3 l sladká voda • 0,003 l vodní pára Složení mořské vody undefined Rozdělení vody na Zemi Druhy a typy vody •Oceány a moře – 97,2 % •Slané vody souší – 0,0008 % •Ledovce a věčný sníh – 2,15 % •Jezera, rybníky, nádrže – 0,009 % •Vodní toky – 0,0001 % •Podzemní voda – 0,62 % •Kapilární voda v půdě – 0,005 % •Voda v atmosféře – 0,001 % Význam vody •Voda – stálá součást všech systémů – u vyšších živočichů a člověka tvoři největší podíl tělesné hmotnosti • •Nejvíce u zárodku: • ve stáří 1 měsíc – 95% hmotnosti • po narození – 75 – 80 % vody • v dospělosti – 60 % (70kg – 42kg vody) • •Voda v těle univerzální rozpouštědlo – umožňuje látkovou a energetickou výměnu • Rozdělení tekutin v lidském těle Žížala hnojní 100ml | SPORTFISHING.cz - rybářské potřeby Obsah vody v těle a vodní bilance živočichů •Vodní živočichové % suchozemští živočichové % • •Venušin pás 99 žížaly 84-88 •Sasanky a medúzy 80-90 měkkýši 50-90 •Slávka jedlá 84 hmyz (dospělý) 50-90 •Štika obecná 80 kachna 70 •Pstruh obecný 75 skot domácí 52-60 • viventibus esse: Európske morské egreše Co vás (ne)požahá ve Středozemním moři | Krása jachtingu Kráva dělá bů: Zázračné zvíře s několika žaludky | Ábíčko.cz Koloběh vody na Zemi https://t2.gstatic.com/licensed-image?q=tbn:ANd9GcR-KmYg2r-HooBJWOBN_WWOo0xOAOQC9VC5T84HU8JPqx1-6uM dmixDUzaQNP-_jm3a Vlastnosti vody a její oběh •Vlastnosti vody jsou významné pro oběh vody na Zemi. Voda se v podobě vodní páry odpařuje z hladin vodních toků, vodních nádrží, oceánů, z povrchových vrstev půdy, z rostlin i kůže živočichů. Vodní pára stoupá, ochlazuje se a zkapalňuje v drobné kapky, které vytvářejí oblaka a jako vodní nebo sněhové srážky padají zpět na Zemi. •Voda se na Zemi vyskytuje ve třech skupenstvích: vodní pára, kapalná voda a led. Hydrologický cyklus •Velký oběh •Malý oběh • •Voda v atmosféře – 12 700 km3 (25mm) •Průměrné množství srážek – 510 000 km3 •Doba jednoho koloběhu – 9 dní (40x za rok) Koloběh vody v přírodě Koloběh vody — Brněnské vodárny a kanalizace Schéma oběhu množství vody Průměrný roční úhrn srážek na Zemi Státy s nejmenšími zásobami obnovitelné sladké vody v m3 na obyvatele za rok undefined Legenda: červeně: pod 500 m3 na obyvatele za rok oranžově: 500–1700 m3 na obyvatele za rok. undefined Jak vypadá voda ? undefined Fyzikálně- chemické vlastnosti vody (Tři skupenství vody) Voda jako molekula •Struktura molekuly vody •Geometrie molekuly vody Struktura molekuly vody undefined •Vodíkové můstky •Voda jako rozpouštědlo undefined nedefinovaný Voda je dobrým rozpouštědlem pro některé polární materiály, protože molekuly vody jsou polární a schopné tvořit vodíkové vazby. Struktura molekuly vody závisí na teplotě undefined Tři skupenství vody ! Fázový diagram vody znázorňující závislost existence skupenství na tlaku a teplotě. undefined Skupenské teplo a změny skupenství vody Přenos tepelné energie Kapalná voda je špatně tepelně vodivá. Pomalu teplo přijímá a vydává. Jeho velké množství v sobě „skladuje“. Transport tepla zajištují voda a vítr. Základní ekologické faktory vodního prostředí • Podmínky • •Teplota •pH vody •Salinita •Hustota •Hydrostatický tlak •Pásmovitost (zonace) •Proudění vody •Slapové jevy •Znečištění • • • • • Zdroje • •Záření •Oxid uhličitý •Kyslík •Minerální živiny •Organismy (potrava, samice) •Prostor – hloubka topografie vodního prostředí • Teplota vody •Teplota je míra tepelného stavu látky •Subjektivně vnímána jako pocity mrazu, chladu, horka •Objektivně měřena změnami některých fyzikálních veličin (např. objemu) •Ekologická definice tepla – sluneční energie přeměněná v energii tepelnou •Jeden ze základních životních předpokladů životních procesů všech živočichů včetně člověka •Důležitý faktor prostředí organismů. Zdroje tepla •Sluneční energie (infračervené záření) •Geotermální teplo (sopečná činnost, termální prameny) •Teplo antropogenní původu •Teplo uvolněné rozkladem organické hmoty • Změny teploty •Sezónní a denní cyklus •Zeměpisná šířka •Nadmořská výška •Změny s hloubkou •Kontinentalita •Mikroklimatická proměnlivost Voda jako životní prostředí fyzikální a chemické vlastnosti obecně - PDF Free Download Teplotní (fyzikální) anomálie vody Teplotní anomálie vody Hopeho experiment: Anomálie vody — Sbírka pokusů Vztah teploty vody a O2 A CO2 Základy ekologie vodního prostředí - ppt stáhnout Při přechodu do pevného stavu vzrůstá objem o přibližně 10 % a led plave na vodě, protože má menší hustotu než kapalná voda. Stratifikace teploty vody během roku Roční cyklus teploty ve sladkých stojatých vodách – fyzikální anomálie vody •Letní stratifikace vody podle teploty •Podzimní totální cirkulace vody •Zimní inverzní stratifikace vody •Jarní totální cirkulace vody • Variace teploty vody s hloubkou moře • •S přibývající hloubkou dochází k poklesu teploty vody v mořích • •Termoklina je oblast prudkého poklesu teploty vody Srovnání profilu teploty vody v tropech, na pólech a v hloubkách Roční rozsah teplot vzduchu a teplota vody Koncentrace vodíkových iontů- pH vody •pH jak v suchozemském, tak i ve vodním prostředí má silný vliv na výskyt a početnost organismů • •Reakce vody (pH) je podmíněna koncentrací vodíkových iontů. pH je určováno rovnovážnými stavy mezi kyselinou uhličitou a hydrouhličitanem vápenatým. • •Dešťová voda: pH = 5,65 •Mořská voda: pH = 8,1 – 8,3 •Sladká voda: pH = 3 - 10 Stupnice pH V kyselém prostředí klesá druhová rozmanitost •Zvýšená kyselost působí třemi způsoby: • •Znemožnění osmoregulace, aktivity enzymů nebo výměny plynů •Zvýšení koncentrace toxických těžkých kovů •Omezení kvality potravních zdrojů • •Tolerance organismů vůči pH •Euryiontní: • viřník Brabchiomus urcelaris: pH= 4,5- 11,0 • ploštěnka Planaria maculata: pH = 4,9-9,2 •Stenoiontní: • nálevník Spirostomum ambiguum: pH = 7,4 - 7,6 • perloočka Bythotrephes longimanus: pH = 7,3 - 9,0 Planaria Flatworm, Under Microscope View.(soft Focus) Stock Photo, Picture and Royalty Free Image. Image 72976326. Spiny Water Flea | National Invasive Species Information Center pH vody – koncentrace vodíkových iontů pH vody – tolerance organismů Příklady organismů Rotifer Fauna of Germany and Neighbouring Countries: Brachionus calyciflorus var. anuraeiformis, Brachionidae, Monogononta, Rotifera, Syndermata Spirostomum ambiguum (Ciliophora) Branchionus ulceolaris Rotifera Tolerance ryb vůči pH (V našich podmínkách: 4,5 až 10,5) •Tolerance spíše kyselého prostředí •Lososovité ryby •Tolerance spíče zásaditého prostředí •Kaprovité ryby Lososovití – Wikipedie SIVEN AMERICKÝ | Aktuality | Líheň Liběchov Ryby našich vod - Místní rybářská skupina Odry kaprovitá ryba – Seznam.cz Salinita •Obsah solí (salinita) vody je ovlivňován a především jejich polohou a podkladem •Sladkovodní (brakické) biotopy •Osmotické problémy živočichů – kolísání: 0,05-0,4%; ze solí převládají uhličitany •Mořské biotopy •Izotonické prostředí •Převládají chloridy – 35‰ •Vnitrozemská moře = 2 – 8 ‰ Princip osmózy Rozdílnlá koncentrace solí ve vodě Mořská ryba Sladkovodní ryba Sladkovodní původ mořských ryb ! •Moře = kolébka života (osmotické poměry bezobratlých, Cyclostomata, Elasmobranchii, Holocephali, Osteichthyes • •Ostracodermi = první známí obratlovci ve sladkovodních usazeninách siluru a devonu (pancířnatí praobratlovci) •Mořské ryby: málo hypotonické moči, pijí mořskou vodu •Sladkovodní ryby: hodně hypotonické moči undefined Ostracodermi - štítnatci Co je to difuze ? undefined Rychlost šíření částic je ovlivněna velikostí částic, teplotou i vlastnostmi prostředí. Difuze je samovolný proces pronikání částic jedné látky do druhé se snahou o rovnoměrné prostoupení do celého objemu. Mechanismus - Difuze (Pasívní transport) undefined Změny salinity v hloubce Nízká, střední a vysoká zeměpisná šířka | Pomoc ... Nízké a vysoké zeměpisné šířky Vysoká zeměpisná šířka se nachází kolem magnetické zeměpisné šířky 60 ° a výše Střední zeměpisná šířka mezi magnetickou šířkou 50 ° a 60 ° Vše pod magnetickou šířkou 50 ° se považuje za kategorii s nízkou zeměpisnou šířkou Vliv salinity na rozšíření a výskyt •Ústí moře do řeky – plynulý gradient • •Ryby tažné = cyklicky euryhalinní (viz migrace) • •Ostatní ryby = euryhalinní nebo stenohalinní Co je brakická voda ? https://qph.cf2.quoracdn.net/main-qimg-9d62b5ae756b96cc2ea34030ce3e0d41-lq Ve většině případů má brakická voda obsah soli kolem 0,5 až 30 gramů na litr. Malé množství této vody může být spotřebováno, ale má to i záludnou stránku. Pokud tuto vodu pijeme, naše ledviny musí přebytečnou sůl odfiltrovat. K naředění této soli ledviny absorbují vodu z těla. Ústí řeky Amazonky U ústí Amazonky našli vědci obrovitý korálový útes - Novinky Vliv geologického času na distribuci podzemní vody ve vyprahlých zvodnělých vrstvách Is brackish water present in all aquifers? How does it affect groundwater? — Hatari Labs Salinita oceánů a moří Základy oceánografie | Klimatologie a hydrogeografie pro učitele | Pedagogická fakulta Masarykovy univerzity Hustota vody = 997 kg/m³ •Pro představu, hustota vody je přibližně 1000 kg/m3. Jeden metr krychlový vody (1000 litrů) tedy váží jednu tunu. Hustota Hopeho experiment: Anomálie vody — Sbírka pokusů Hustota vody závisí na její teplotě ! Změna hustoty vody •Změna hustoty vody https://edu.ceskatelevize.cz/storage/video/1200/3394-zmena-hustoty-vody.jpg Máme tři kádinky s vodou. Do jedné přidáme cukr, do druhé sodu a do třetí sůl. Dokážete určit, ve kterém roztoku nebude vajíčko plavat? Přidáním cukru nebo soli se zvětší hustota roztoku, a proto vajíčko plavat bude. V roztoku sody plavat nebude ! Hustota vody – opět anomálie •Hustota se dá samozřejmě měřit i u kapalin a plynů (tekutin). Obecně platí, že tekutiny s menší hustotou stoupají vzhůru, zatímco ty hustší klesají. U valné většiny tekutin platí, že čím má látka vyšší teplotu, tím má menší hustotu. •Například horký vzduch má menší hustotu než studený, stoupá tedy vzhůru. Na tomto principu fungují například horkovzdušné balóny. •Výjimkou z pravidla je voda: nejvyšší hustotu má voda o teplotě 4 °C (a ne o voda s teplotou 0 °C, jak bychom čekali). •Díky tomu se v zimě i v létě udržuje na dně vodních nádrží stálá teplota 4 °C, takže tam mohou přežívat vodní organismy. Léto Zima Hustota vody – závislost na teplotě Teplotní (fyzikální) anomálie vody a tvorba ledu Hydrostatický tlak •Růst hydrostatického tlaku s hloubkou vody Why Deep-Sea Creatures Get Weirdly Giant - JSTOR Daily 10 Deep-sea Creature Found in the Mariana Trench - HubPages •Výzkum oceánských hlubin How Deep Is the Ocean? | HowStuffWorks • The Unusual Life of the Glowing Deep Sea Fisherman – The Evolution of Planet Earth Viskozita •Viskozita je veličina charakterizující vnitřní tření kapaliny a závisí především na přitažlivých silách mezi částicemi. •Kapaliny s větší přitažlivou silou mají větší viskozitu, větší viskozita znamená větší brzdění pohybu kapaliny nebo těles v kapalině. https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/b/b7/Viscosity.gif Simulace dvou látek s rozdílnou viskozitou. Horní kapalina má nižší viskozitu, dolní kapalina má vyšší viskozitu Viskozita (tekutosť), supratekutý stav :) Viskozita Hrotnatka obecná (Daphnia Pulex) Zima Léto Povrch kapaliny | Eduportál Techmania Povrchové napětí undefined Gerrids bearing water mites Volný povrch kapaliny (řádově mm) má podobné vlastnosti jako tenká pružná blána. O pružnosti volného povrchu kapaliny svědčí i vytváření kapek na konci neúplně zavřeného vodovodního kohoutku. Kapka se jeví jako pružný balónek, ve kterém je voda. Na každou molekulu kapaliny působí přitažlivými silami sousední molekuly. Povrchové napětí vody •Voda má vysoké povrchové napětí. To je ovlivňováno teplotou a znečištěním. •Hladina vytváří povrch, který je pro některé organismy bariérou. Existují organismy pohybující se přímo v povrchové blance. Obvykle jsou mikroskopických rozměrů, například: krásnoočka, bičíkovci. •Některé organismy využívají povrchové napěti k pohybu po hladině, například: bruslařky, vodoměrky •vodoměrky, nebo se zavěšují na hladinu z její spodní strany, například: perloočka, larvy komárů. • Povrchové napětí vody – příklady: Proč se bruslařka neutopí a jak se vlastně pohybuje? Dokonalé video vysvětlí vše - Prima Zoom alternativní popis obrázku chybí Algal Inventory – Vinebrooke Lab alternativní popis obrázku chybí Vražedný komár: 14 nejzajímavějších faktů o komárech Proudění •Proudění vzduchu •Proudění vody –Proudění ve sladkých vodách –Proudění v oceánech a mořích • •Proudění (cirkulace) patří obecně k významným a místy se i periodicky opakujícím ekologickým faktorům • •Má velký vliv na aktivitu a rozšiřování živočichů • (např. water-born diseases) Proudění ve sladkých vodách Znázornění říčního kontinua Schéma říčního toku Princip migrace meandru. Schéma znázorňující transport různě velkých částic v říčním toku. Podkova a Máj na Vltavě: podívejte se na nejkrásnější vltavské meandry | Cestovinky Cirkulace vody v oceánech a mořích Ocean current/cs - Simulace.info Mořské proudy Mořské proudy - dráha pohybu bot z nehody v roce 1990 a místa jejich nalezení. Zkáza lodi Doña Paz: Při nejhorší lodní katastrofě zemřelo třikrát více lidí než na Titanicu | Globe24.cz Oblasti zdvihu mořské vody Sezónní variace produkce planktonu undefined undefined Rozsivky a řasy Zooplankton Slapové jevy – Mořské dmutí Leuresthes tenuis ve tření na pobřeží Kalifornie Distribuce typů přílivů - semidiurnálního, smíšeného semidiurnálního a diurnálního Přílivová zóna moře Pásmovitost (zonace) – břehy a pobřeží •Biotopy nejsou stejné v celém svém rozsahu = mění se •1. zonálně •2. mozaikovitě •Podél gradientu podmínek vznikají uspořádání pásové neboli zonační – zonace •Zonace horizontální (břehy řek a moří) •Zonace kruhové (břehy jezer a rybníků, ostrovů nebo močálů) •Mozaika = mozaikovité společenstvo, Rozdíly životních podmínek v malých úsecích biotopu. Typická malá plošná rozloha a vzájemná závislost jednotlivých částí mozaiky (rašeliniště s bulty a šlenky, pískové duny s holými vegetací prostými plochami, parkový les) •Bulty – vyvýšeniny vytvořené polštáři rašeliníků, trsy ostřic nebo suchopýrů •Šlenky – sníženiny mezi polštáři nebo trsy vyplněné vodou File:USGS image cropped.jpg - Wikimedia Commons Ekologické zonace břehu a typy vegetace Pin page Mozaikovité společenstvo Ekologické zonace •Zonace •Mokřady Správa KRNAP představuje veřejnosti návrh nové zonace - Naše voda Den mokřadů: Mapa ukáže, kde české mokřady najdete - Ekolist.cz Mapa mokřadů v ČR Poznejte naše mokřady. Umožní vám to nová aplikace - Naše voda Ekologické zonace Zonace versus Expozice •Expozice – vyjadřuje jak dlouho jednotlivé druhy vydrží v určitém prostředí – např. zonace mořského břehu •Zonace není pouze výsledek expozice ! •Expozice může znamenat více věcí, tj. kombinací např. vysychání, extrémní teploty, změny salinity, nadměrné osvětlení •Expozice může podmínit biologickou interakci, aniž by sama byla limitující •Expozice vysvětluje pouze horní hranici výskytu. Zonace je však dána i horní hranicí výskytu (např. mořské biotopy) • Látky rozpuštěné ve vodě Oligotrofní versus eutrofní jezera Znečištění vody • • • Bude v závěru přednášky ! Základní ekologické faktory vodního prostředí • Podmínky • •Teplota •pH vody •Salinita •Hustota •Hydrostatický tlak •Pásmovitost (zonace) •Proudění vody •Slapové jevy •Znečištění (viz aplikovaná ekologie) • • • • • Zdroje • •Záření ve vodě •Oxid uhličitý •Kyslík •Minerální živiny •Organismy (potrava, samice) •Prostor – hloubka - typologie vodního prostředí • Záření - světlo jako zdroj •Biologické rytmy – pravidelné oscilace navozené různými faktory (délka dne, teplota vlhkost) •Fotoperioda - změny v délce světelné části dne příčinou sezónní periodicity života organismů • •Fotoperioda má mimořádný význam na reprodukci živočichů, synchronizuje dobu pohlavní aktivity s ročními sezónami Slunce jako zdroj slunečního záření ! Fyzikální principy - Energetika zblízka - Svět energie.cz Stavba Slunce •Slunce •Jednotlivé vrstvy Slunece undefined Credit: Getty Images/NASA Slunce je hvězda ! •Slunce je hvězda ve středu Sluneční soustavy. Od Země je vzdálena 1 au (asi 150 milionů km), jde tedy o hvězdu nejbližší Zemi. •Obíhá okolo středu Mléčné dráhy ve vzdálenosti od 25–28 tisíc světelných let. Oběh trvá přibližně 226 milionů let. Hmotnost Slunce je asi 330 000krát větší než hmotnost Země a představuje 99,8 % hmotnosti sluneční soustavy, ale jen asi 2 % jejího momentu hybnosti. •Slunce je staré přibližně 4,6 miliard let, což je řadí mezi hvězdy středního věku. Bude svítit ještě asi 5 až 7 miliard let. Teplota na povrchu Slunce činí asi 5 800 K, proto je lidé vnímají jako žluté (i když maximum jeho vyzařování je v zelené části viditelného spektra). •Průměr Slunce je zhruba 1 400 000 km, což činí asi 109 průměrů Země. Animace vývoje sluneční soustavy - obíhající planety • tzv. Vnitřní planety • tzv. Vnější planety undefined undefined (Animace vnějších planet je 100 krát rychlejší než animace planet vnitřních). Diagram vzdálenosti mezi planetami v měřítku, velikost planet není v měřítku. Složení slunečního záření u povrchu Země Jaké je složení slunečního záření u povrchu Země | EDURAMA Insolace je tok sluneční energie na osvětlený povrch Země bez atmosféry. (Závisí na výšce Slunce, maximální insolace je pro Slunce v zenitu) •Sluneční záření v Evropě •Sluneční záření v Česku undefined undefined Cykličnost - diapauza - dormance •Živočichové přečkávají v klidu nepříznivé období: •Kviescence – do klidové fáze vlivem vnějších podmínek •Diapauza – aktivní stádia se vyskytují jen v příznivém období •Hibernace – v klidu v chladné části roku •Estivace – snížení metabolismu v období sucha a tepla • •Cirkadiánní rytmy – diurnální, nokturnální, krepuskulární, indiferentní •Lunární rytmy – důsledek mořského dmutí. Měsíční kulminace – (Eunice viridis) • • • Záření Průnik částí světelného spektra do vody • •Modré světlo proniká nejhlouběji. • •Červené naopak nejméně hluboko. Společnost DS Smith zkoumá využití mořských řas pro výrobu obalového papíru - Svět balení - Obalové inovace, trendy, novinky, zprávy a názory pro packagingové profesionály Výskyt mořských organismů závisí na teplotě mořské vody – teplotní oblasti Záření - Fotokinetické reakce •Světlo vyvolává polohové a pohybové reakce (positivní versus negativní) •Fototropismus – změna polohy přisedlých forem •Fotokineze – vyhledávání míst s nejlepším osvětlením •Fototaxe – pohyby směrované přímo ke světlu •Menotaxe – orientace podle světla světelný kompas) Oxid uhličitý jako zdroj •Spolu s vodou a světelným zářením se přímo podílí na procesu fotosyntézy • •Energie záření, která je pohlcována chlorofylem, je využívána ke štěpení molekul vody, oxid uhličitý je redukován a uvolňuje se kyslík. • •Koncentrace CO2 je v atmosféře kolem 300ppm tj. kolísá zhruba od 0,027 – 0,033% • Zdroje CO2 •Zdrojem je téměř výlučně atmosféra: •Hoření uhlíkatých látek •Dýchání živých organismů •Rozklad organických látek •Sopečná činnost •Znečištění ovzduší • •V průmyslových oblastech roste koncentrace až 10x •Termitiště CO2 až 50 x více •Doupata a nory zvířat – zvýšené hodnoty •Sopečná činnost – úhyny ptáků a savců • • Kyslík jako zdroj ! •Hlavním zdrojem kyslíku v biosféře a atmosféře je fotosyntéza, při níž se mimo jiné rozkládá voda na kyslík a oxid uhličitý je přeměňován na jednoduchý cukr: 6CO2 + 6H2O + energie → C6H12O6 + 6O. •Mezi fotosyntetizující (fotoautotrofní) organismy patří zelené rostliny, ale i fytoplankton v oceánech. Fotosyntéza undefined undefined Fotosyntéza a dýchání undefined Zázrak jménem chlorofyl ! Zázrak jménem chlorofyl Chlorofyl je zelený pigment obsažený v zelených rostlinách, sinicích a některých řasách. undefined Cyklické kolísání CO2 •Cirkadiánní kolísaní ve vodách •Rozpustnost závisí na obsahu solí, teplotě a tlaku •Vliv na poměry mezi uhličitanem a hydrouhličitanem vápenatým ve vodě •Teplá moře a limnické systémy snašší vylučování vápníku. •Živočichové zde žijící mají pevnější schránky, než v oblastech chladnějších a hlubinných Oxid uhličitý a fotosyntéza Vztah teploty vody CO2 a O2 Oxid uhličitý – extrémní stavy Kyslík jako zdroj •Kyslík je pro živočichy a rostliny zdrojem • •Na souši – všude dostatek, pokles s nadmořskou výškou. Mount Everest (8848m) asi 8% vzduchu •V půdě – složení půdního vzduchu je jiné než v atmosféře •Ve vodě – obsah kyslíku je zde velmi proměnlivý. •Vliv na rozpustnost kyslíku ve vodě má teplota a tlak ovzduší •Nízká difuze a rozpustnost – ve vodě limitující faktor Rozpustnost O2 ve vodě •Speciální adaptace živočichů: • •Zajištění stálého průtoku vody kolem respiračních orgánů •Velký povrch respiračních orgánů •Pernaté výběžky vodních korýšů •Zvláštní respirační pigmenty (larvy pakomárů) •Musí se neustále vracet na hladinu (kytovci, želvy, čolci) • •Tolerance živočichů – euryoxybiontní (deficity kyslíku) x stenooxybiontní (torentilní úseky) •Zdrojem kyslíku je atmosféra a asimilace rostlin Absorpce kyslíku •Absorpční koeficient pro O2 je při teplotě 20 oC 1/32; pro N2 1/65 •V 1 litru vody je v nasyceném stavu 10,9mg O2 a 17,6 N2 •Relativní poměr O : N je proto ve vodě podstatně větší (1:2) než v atmosféře (1:5) •Vliv teplotní stratifikace vody •Vliv znečištění vody Rozpuštěný kyslík Změny v koncentraci O2, pH a CO2 během 24 hodin Zdroje a spotřeba kyslíku v rybničním ekosystému Kyslík a tolerance organismů Kyslík - tolerance organismů (vysoká koncentrace) PSTRUH POTOČNÝ - zoznámte sa s “potočákom” O rybách - druhy pstruh duhový a siven americký | www.punkevnipstruh.cz Pstruh potoční Pstruh duhový Genus Tanytarsus – Field Guide to the Insects of Tasmania Body photographs of the genus Tanytarsus in ethanol. (a) larva of... | Download Scientific Diagram Komáři rodu Tanytarsus - imago Komáři rodu Tanytarsus -larvy Photography of Chaoborus the phantom midge fly larva - Zooplankton's Nightmare by Robert Berdan - The Canadian Nature Photographer Kyslík - tolerance organismů (nízká koncentrace) Chironomus – 214 fotografií a stock snímků bez autorských poplatků | Shutterstock Life cycle of Chironomus columbiensis. a) Egg. b) Larvae of the four... | Download Scientific Diagram Komáři rodu Chironomus - imago Komáři rodu Chironomus - larvy undefined Komáři rodu Chaoborus: imago (nahoře) a larva (dole) Kritické stavy v obsahu kyslíku Prostor jako zdroj Typologie vodního prostředí •Ekologie sladkých vod •Ekologie oceánů a moří Prostorová struktura toku Topografické členění sladkých vod • Topografické členění •Prameniště - pramen, pramenná stružka •Potok – horní tok (pásmo pstruhové – horní a dolní) •Řeka – střední tok (pásmo lipanové, pásmo parmové) •Veletok – dolní tok (pásmo cejnové, brakická zóna) •Ústí toku – brakická zóna • • • • Ekologické členění •Krenal – eukrenal, hypokrenal • •Rhitral – epirhitral, metarhitral, hyporhitral • •Potamal – epipotamal, metapotamal, hypopotamal Teplota versus rychlost proudění •Souvisí s geologickým a topografickým podmínkami, které určují spád toku • •Prameniště – nejmenší kolísání s rozpětím do 5oC •Horní úsek toku – roční výkyvy do 10oC •Střední úsek toku – roční výkyvy nad 10oC •Dolní úsek toku – roční výkyvy nad 15oC Schéma prostorové struktury jezera Ekologie moře Oceány a moře •Oceán je velká masa vody (či jiné kapaliny) nalézající se na povrchu vesmírného tělesa, či pod některou z jeho vrstev (například ledem). • •Na Zemi tvoří oceány jedno těleso, které se nazývá světový oceán a pokrývá 71 % povrchu. • •Oceány jsou známé nejlépe ze Země, kde se v současnosti vyskytuje 5 oceánů. Jsou to Atlantský oceán, Severní ledový oceán, Jižní oceán, Indický oceán a Tichý oceán. Mapa světa s oceány a jejich přibližnými hranicemi a charakteristikami Rozmístění hlavních oceánů a moří undefined undefined undefined Polární cesty a polární plavby | VIP holiday HYDROSFÉRA. - ppt stáhnout Světové oceány v číslech a procentech Složení mořské vody Porovnání hloubky oceánů a nadmořské výšky pevniny •Průměrné hloubky oceánů •Největší hloubka a největší výška Hypsografická křivka – zastoupení intervalů hloubek a výšek na Zemi v procentech. Vertikální struktura moří a oceánů Satelitní snímek rozložení povrchové teploty vody moří a oceánů Rozložení průměrných povrchových teplot vody a mořské proudy Typický profil salinity, teploty a hustoty vody v otevřeném oceánu Vznik mořských vln •Mořská vlna je pohyb částí vody. Vlny jsou vyvolávány především větrem (eolické vlny) a mořskými proudy. Mimoto mohou být vyvolány i zemětřesením, sesuvem půdy nebo části ledovce do vody apod. undefined Části vlny undefined undefined undefined Surfař na Oahu https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/2/2b/2004_Indian_Ocean_earthquake_Maldives_tsunami_w ave.jpg Lámání vlny Tsunami, Male Divy, 2004 Příboj Surfing Oahu , Havaj Vznik a vývoj tsunami undefined undefined undefined undefined undefined Děkuji za pozornost •