Урок 9. этапы развития жизни на земле — Биология — 11 класс
Охарактеризуем кратко основные этапы развития жизни по эрам.
Зарождение жизни на Земле произошло около 3,8-3,5 млрд. лет назад, когда закончилось образование земной коры. Ученые выяснили, что первые живые организмы появились в водной среде, и только через миллиард лет произошел выход на поверхность суши первых существ.
Формированию наземной флоры способствовало образование у растений органов и тканей, возможность размножаться спорами. Животные также значительно эволюционировали и приспособились к жизни на суше: появилось внутреннее оплодотворение, способность откладывать яйца, легочное дыхание. Важным этапом развития стало формирование головного мозга, условных и безусловных рефлексов, инстинктов выживания. Дальнейшая эволюция животных дала основу для формирования человечества.
Эры развития
Деление истории Земли на эры и периоды, дает представление об особенностях развития жизни на планете в разные временные промежутки.
Существует 5 эр:
1. Архейская.
2. Протерозойская.
3. Палеозойская.
4. Мезозойская.
5. Кайнозойская.
Периоды развития жизни на Земле Палеозойская, мезозойская и кайнозойская эры включают в себя периоды развития. Это более мелкие отрезки времени, по сравнению с эрами.
Палеозойская эра:
· Кембрийский (кембрий).
· Ордовикский.
· Силурийский (силур).
· Девонский (девон).
· Каменноугольный (карбон).
· Пермский (пермь).
· Мезозойская эра:
· Триасовый (триас).
· Юрский (юра).
· Меловой (мел).
Кайнозойская эра:
· Нижнетретичный (палеоген).
· Верхнетретичный (неоген).
· Четвертичный, или антропоген (развитие человека)
Первые 2 периода входят в третичный период продолжительностью 59 млн лет.
Охарактеризуем кратко основные этапы развития жизни по эрам.
Катархей. В этот период истории развития жизни образовался «первичный бульон» в водах Мирового океана и начался процесс коацервации.
Архей. Появляются первые живые прокариотные организмы: бактерии и цианобактерии. Осадочные породы (возрастом 3,1-3,8 млрд лет) подтверждают их наличие в этой эре. Возникла биосфера. Архей — это эра расцвета прокариот. Появление цианобактерий (около 3,2 млрд лет назад) свидетельствует о наличии фотосинтеза и присутствии активного пигмента хлорофилла. В архее появляются первые эукариоты. Среди них организмы: одноклеточные водоросли (зеленые, желто-зеленые, золотистые и др.) и простейшие — жгутиковые (эвгленовые, вольвоксовые), саркодовые (амебы, фораминиферы, радиолярии) и др. В архее произошел выход бактерий на сушу и начался активный процесс почвообразования.
На границе между архейской и протерозойской эрами появились половой процесс и многоклеточность. Началось формирование многоклеточных животных (беспозвоночных) и растений (водорослей).
Протерозой — огромная по продолжительности эра. Эукариотные формы живых организмов здесь пребывают в расцвете и по своему разнообразию намного опережают прокариот. Появление многоклеточности и дыхания обусловило прогрессивное развитие и среди гетеротрофов, и среди автотрофов. Наряду с плавающими формами (водорослями, простейшими, медузами) появляются прикрепленные ко дну («сидячие») или к другому субстрату: нитчатые зеленые, пластинчатые бурые и красные водоросли, а также губки, кораллы. Появились ползающие организмы, например, кольчатые черви. Они дали начало моллюскам и членистоногим. Наряду с различными кишечнополостными животными появляются сегментированные животные вроде кольчатых червей и членистоногих (ракообразные).
Палеозой — эра, которая характеризуется достаточно большими находками ископаемых организмов. Они свидетельствуют о том, что в водной среде (соленых и пресных водоемах) имеются представители почти всех основных типов беспозвоночных животных.
В пресных, а затем и в морских водах появились разные позвоночные — бесчелюстные и рыбы. От предков костистых рыб возникли кистеперые, которые позже (в меле) почти полностью вымерли, но в середине девона от кистеперых произошли наземные позвоночные (древние амфибии).
В середине палеозойской эры произошел выход животных, растений и грибов на сушу. Началось бурное развитие высших растений. Появились моховидные и другие споровые растения. Образуются первые леса из гигантских папоротников, хвощей и плаунов. Но в конце палеозоя все они вымирают и дают основу образования залежей каменного угля (поскольку в природе еще не было достаточного количества животных, поедающих эту растительную массу). Появились животные, дышащие воздухом. По всей Земле распространились пресмыкающиеся (среди них есть растительноядные и хищные), возникли насекомые.
Мезозой часто называют эпохой рептилий. Они представлены здесь разнообразными формами: плавающими, летающими, сухопутными, водными и околоводными.
Существуя на Земле несколько миллионов лет и достигнув большого расцвета, рептилии почти все вымирают в конец мезозоя. Появляются птицы и примитивные млекопитающие (яйцекладущие и сумчатые), а немного позже — плацентарные. С изменением климата — похолоданием и сухостью на Земле широко распространяются голосеменные растения, особенно хвойные. Возникают первые покрытосеменные растения, но они представлены только древесными формами. В морях широко распространились костистые рыбы и головоногие моллюски.
Кайнозой характеризуется расцветом покрытосеменных растений, насекомых, птиц, млекопитающих. Уже в середине кайнозоя имеются почти все основные группы представителей известных нам царств живой природы. Среди покрытосеменных растений появились травы и кустарники. Большие территории земной поверхности заселяли степи и луга. Сформировались все основные типы природных биогеоценозов. В эту эру появился человек как особый вид живых существ. С появлением человека и развитием его культуры началось формирование культурной флоры и фауны.
Возникали агроценозы, села и города. Природа стала активно использоваться человеком для удовлетворения его потребностей. В связи с этим происходят большие изменения в видовом составе органического мира, в окружающей среде и в природе в целом. Изменения в природе под воздействием человеческой деятельности ведут к серьезным изменениям в развитии жизни.
Как видим, история Земли характеризуется уникальным явлением: на основе физической и химической эволюции в природе возникла живая материя, которая затем с помощью биологической эволюции достигла высокого уровня сложности и многообразия форм. В этом историческом процессе развития жизни на Земле появилось огромное количество биологических видов, различных надвидовых биосистем, произошло становление человека и сформировалась современная биосфера с глобальным биологическим круговоротом веществ. Развитие жизни, осуществляющееся на протяжении длительного периода времени и в постоянно меняющихся условиях окружающей среды, продолжается в биосфере и в наше время.
Методическая разработка урока биологии на тему «Происхождение и начальные этапы развития жизни на Земле»
Сведения об авторе
Горбунова Елена Юрьевна
Преподаватель биологии и экологии высшей квалификационной категории
ФГАОУ ВО «БФУ им. И. Канта» Институт природопользования, территориального развития и градостроительства
Калининградская область, г. Калининград
Методическая разработка урока биологии на тему: «Происхождение и начальные этапы развития жизни на Земле»
Данный урок предназначен для студентов 1 курса СПО. При проведении урока используются интерактивные технологии обучения, направленные на активное вовлечение студентов в образовательный процесс, повышение интереса к изучению дисциплины и достижение более высоких результатов обучения.
Тип урока: комбинированный
Метод и приемы проведения занятия: проблемно — поисковый, мозговой штурм, проблемная дискуссия, самостоятельная работа.
Цель урока: познакомить учащихся с гипотезами происхождения жизни на Земле, рассмотреть основные этапы развития жизни на Земле и их особенности.
Задачи
Образовательные:
1. Сформировать знания об основных гипотезах возникновения жизни на Земле. Рассмотреть историческое развитие представлений о появлении жизни на Земле и сформировать знания об основных этапах биохимической эволюции.
2. Сформировать у учащихся систему знаний об основных итогах развития жизни во всех эрах, научить правильно определять причины и следствия различных эволюционных событий.
3. Развивать интерес у учащихся к проблеме происхождения и эволюции жизни на нашей планете.
4. Формировать научное мировоззрение: убедить учащихся в познаваемости процесса эволюции органического мира.
Воспитательные:
1.
Поддерживать у учащихся устойчивый интерес к знаниям, воспитывать чувство ответственности, продолжить работу по формированию коммуникационных и рефлексивных качеств.
2. Воспитывать культуру общения.
Развивающие:
1.Продолжить развитие логического мышления, учить умению выделять главное, обобщать и преобразовывать полученную информацию; создать условия для развития самостоятельности в поисках нужной информации.
Оборудование: Компьютер, мультимедиапроектор, видео «Происхождение жизни на Земле», презентация на тему: «Развитие жизни на Земле», кроссворд по теме: «Происхождение и начальные этапы развития жизни на Земле», учебники по дисциплине.
План урока
1.Организационная часть.
2. Объявление темы и целей занятия.
3. Актуализация опорных знаний.
4.
Изучение нового материала.
5. Закрепление изученного материала.
6. Подведение итогов занятия.
7. Домашнее задание.
Ход урока
1.Организационный момент
Взаимное приветствие учащихся и преподавателя, проверка готовности к уроку.
2. Объявление темы и целей занятия
Сегодня мы приступаем к изучению раздела «Происхождение и развитие жизни на Земле. Эволюционное учение». Тема нашего урока: «Происхождение и начальные этапы развития жизни на Земле».
Сегодня на занятии мы познакомимся с гипотезами происхождения жизни на Земле, рассмотрим основные этапы развития жизни на Земле и их особенности.
3. Актулизация учебных знаний и мотивация учебной деятельности студентов
Проблемная дискуссия
— Как называется планета, на которой мы живем?
— В чем отличие Земли от других планет?
— Какие условия необходимы для существования жизни?
Предлагаю проверить ваши знания о происхождении и развитии жизни на Земле.
Мозговой штурм
1.Сколько лет назад сформировалась Земля?
(4,5-7 млр. лет назад)
2. В какой эре появились первые живые организмы?
(в архейской)
3. Сколько лет назад появились первые живые существа?
(3,5 млр. лет назад)
4. В какой эре появились первые многоклеточные существа?
(в протерозойской эре)
5. В какой эре появились папоротники?
(в палеозойской эре)
6. В какой эре появились цветковые?
(в мезозойской эре)
7. В какой эре появились хордовые?
(в палеозойской эре )
8. В какой эре произошел расцвет пресмыкающихся?
(в мезозойской эре)
9.
В какой эре появились млекопитающие?
(в кайнозойской)
10. В какой эре появился человек?
(в кайнозойской эре)
4. Изучение нового материала
Вопросы о происхождении жизни на Земле и возникновении самой Земли всегда волновали человечество.
4.1. Гипотезы происхождения жизни на Земле
Существует множество теорий и гипотез о происхождении жизни.
— Какие гипотезы вам известны?
1.Креационизм.
2. Гипотеза самопроизвольного зарождения.
3. Гипотеза стационарного состояния.
4. Гипотеза панспермии.
5. Теория биохимической эволюции.
Просмотр видео «Происхождение жизни на Земле»
Проблемная дискуссия
— Объясните, почему в настоящее время на нашей планете невозможно зарождение жизни из веществ неорганической природы.
— Как вы считаете, почему именно море стало первичной средой развития жизни?
— Выскажите свою точку зрения по вопросу происхождения жизни на Земле.
4.2. Этапы развития жизни на Земле
Беседа
— Когда на Земле началась эпоха биологической эволюции?
(3,5 млр. лет назад)
Начиная с этого времени всю историю развития жизни на земле подразделяют на эоны, эры и периоды.
— Сколько эонов выделяют? Перечислите их.
(криптозой – скрытая жизнь и фанерозой – явная жизнь)
— Какие эры выделяют в криптозое?
(архей – древнейший и протерозой – первичная жизнь)
— Какие эры выделяют в фанерозое?
( палеозой – древняя жизнь, мезозой – средняя жизнь и кайнозой – новая жизнь)
Просмотр презентации на тему: «Развитие жизни на Земле»
4.
3. Заполнение таблицы «Этапы развития жизни на Земле и их характеристика»
Работа с учебником Сивоглазова В.И., Агафоновой И.Б., Захаровой Е.Т. Биология. Общая биология. 11 класс. стр. 96-106.
Таблица «Этапы развития жизни на Земле и их характеристика»
Название эры, периода | Продолжительность | Основные события и формы жизни |
Архейская эра |
|
|
Протерозойская эра |
|
|
Палеозойская эра Кембрий Ордовик Силур Девон Карбон Пермь |
|
|
Мезозойская эра Триас Юра Мел |
|
|
Кайнозойская эра Палеоген Неоген Антропоген |
|
|
Анализ таблицы.
5. Закрепление изученного материала.
Решение кроссворда по теме: «Происхождение и начальные этапы развития жизни на Земле»
Работа в парах
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
| 4 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
| 6 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
| 3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
| 9 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
| 2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
| 1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
| 10 |
| 8 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
| 12 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
11 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
| 13 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
7 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
| 5 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
14 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
| 16 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
| 15 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
| 17 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
По горизонтали:
1.
Эра, в которой начались почвообразовательные процессы
5. Первые наземные растения
6. Рептилия – предок птицы
7. Одно из крупных эволюционных событий, произошедшее на границе архейской и протерозойской эр
8.Первые земноводные животные, появившиеся в конце девона
9. Наземные животные, которые окончательно порвали с водной средой обитания в конце палеозойской эры
11. Животные палеозойской эры, дышащие атмосферным воздухом
12. Период, в котором вымирают крупные споровые растения, в связи иссушением и похолоданием климата
14. Эра новой жизни
15.Эра древней жизни
16. Эра древнейшей жизни
17. Рыбы девонского периода, которые могли дышать атмосферным воздухом с помощью примитивных легких, что дало возможность им дожить до наших дней
По вертикали:
2.
Период, характеризующийся влажным и теплым климатом в течение всего года и появлением голосеменных растений
3.Животные, сформировавшиеся в начале мезозойской эры и характеризующиеся возможностью приспособления к непостоянным условиям среды обитания путем изменения поведения
4.Группа обезьян родоначальница рода Человек, сформировавшаяся в середине кайнозойской эры
10.Эра, в которой интенсивно происходили горообразовательные процессы, расцвет голосеменных растений
13. Первый фотосинтезирующий организм
Проверка решения кроссворда.
6. Подведение итогов занятия
Вывод по занятию: Что нового мы узнали сегодня на занятии? Чему научились?
Студенты отвечают.
Подведение итогов работы. Выставление оценок за работу на занятии.
7.
Домашнее задание
— Учебник: Сивоглазов В.И., Агафонова И.Б., Захарова Е.Т. Биология. Общая биология. 11 класс. & 14-16.
— Подготовить презентацию на тему: «Происхождение жизни на Земле».
Список использованной литературы и источников
1.Сивоглазов В.И., Агафонова И.Б., Захарова Е.Т. Биология. Общая биология. Базовый уровень: учебник для 10-11 классов общеобразовательных учреждений. М.: Дрофа, 2014.
2. Ярыгин В. Н. Биология: учебник и практикум для СПО. М.: Издательство Юрайт, 2019.
www. sbio. info (Вся биология. Современная биология, статьи, новости, библиотека).
www. window. edu. ru (Единое окно доступа к образовательным ресурсам Интернета по биологии).
www. informika. ru (Электронный учебник, большой список интернет-ресурсов).
Геохронологическая шкала.
Геохронология и стратиграфия — Что такое Геохронологическая шкала. Геохронология и стратиграфия?Геохронологическая шкала — это временная шкала истории планеты Земля, основанная на методике геологического датирования.
ИА Neftegaz.RU. Геохронологическая шкала
— это временная шкала истории планеты Земля, основанная на методике геологического датирования.
Стратиграфия (stratum — настил) — раздел геологии:
- изучающий последовательность формирования геологических тел и их первоначальные пространственные взаимоотношения,
- используется возможность прослеживания пластов осадочных горных пород и изучение их фациальных изменений в бассейнах прошлых геологических эпох,
- определяющий относительный геологический возраст слоистых осадочных и вулканогенных горных пород,
- анализирующий расчленение толщ пород и корреляцию различных геологических образований
В археологии стратиграфия — взаимное расположение культурных слоев относительно друг друга и перекрывающих их природных пород.
Установление этого расположения имеет критическую важность для датирования находок (стратиграфический метод датирования, планиграфия).
Геохронология — учение о хронологической последовательности формирования и возрасте горных пород, составляющих земную кору.
Возникновение стратиграфии связано со становлением геологии как науки, что послужило основой создания геологических карт и геохронологической шкалы.
| Геохронологическая шкала | |||
| Эон | Эра | Период | |
| Фанерозой | Кайнозой | Четвертичный | |
| Неоген | |||
| Палеоген | |||
| Мезозой | Мел | ||
| Юра | |||
| Триас | |||
| Палеозой | Пермь | ||
| Карбон | |||
| Девон | |||
| Силур | |||
| Ордовик | |||
| Кембрий | |||
| Докембрий | Протерозой |
Неопротерозой |
Эдиакарий |
| Криогений | |||
| Тоний | |||
| Стений | |||
| Эктазий | |||
| Калимий | |||
| Палеопротерозой | Статерий | ||
| Ороризий | |||
| Риасий | |||
| Сидерий | |||
| Архей | Неоархей | ||
| Мезоархей | |||
| Палеоархей | |||
| Эоархей | |||
| Катархей | |||
Геохронологическая шкала активнее всего применяется в геологии и палеонтологии, также находит применение в палеоэкологии, палеогеографии, палеопочвоведении и др.
Установлено, что возраст нашей планеты оценивается в 4,5-4,6 млрд лет.
История создания геохронологической шкалы берет свое начало со 2й половины 19 века.
Тогда на II-VIII сессиях Международного геологического конгресса (МГК) в 1881-1900 гг. были приняты иерархия и номенклатура большинства современных геохронологических подразделений.
Названия периодам чаще всего давались по географическому признаку: так, Девонский период получил имя собственное от графства Девоншир в Англии, Пермь от одноименного города в России и тд.
Главная цель, преследуемая при создании шкалы — определение относительного геологического возраста пород.
В шкале история Земли подразделяется на 2 главных этапа: Докембрий и Фанерозой
Докембрий включает в себя Архей и Протерозой, Фанерозой состоит из Палеозоя, Мезозоя и Кайнозоя
Архей знаменателен появлением бактерий-анаэробов и формированием бескислородной атмосферы
В протерозое, самом длительном периоде в истории Земли, оформился озоновый слой и современный уровень мирового океана, появились многоклеточные, начинает образовываться почвенный слой
Палеозой считается эрой древней жизни.
Помимо впечатляющих эволюционных изменений растительного и животного мира, а также трендов климатических изменений, Палеозой примечателен формированием многих полезных ископаемых: гипсов, ангидритов, солей (каменных и калийных), фосфоритов, меди, кобальта, железа, золота, нефтеносных горизонтов и др.
Мезозой рассматривается как эра тектонической, климатической и эволюционной активности.
Это также самый теплый период в Фанерозое.
Залежи полезных ископаемых чаще всего датируются Юрским и Меловым периодом, причем ископаемые Мела встречаются чаще
Кайнозой начался 66 миллионов лет назад и продолжается до сих пор.
Этот этап характеризуется наибольшим биоразнообразием и относительной упорядоченностью и успокоенностью геотектоники.
| система | отдел | ярус | Возраст, млн лет назад |
|---|---|---|---|
| Пермь | Нижний | Ассельский | |
| Карбон | Верхний | Гжельский | 303,7—298,9 |
| Касимовский | 307,2—303,4 | ||
| Средний | Московский | 311,7—307,2 | |
| Башкирский | 323,0—311,7 | ||
| Нижний | Серпуховский | 330,9—323,0 | |
| Визейский | 346,7—330,9 | ||
| Турнейский | 358,9—346,7 |
Ему предшествует фаменский ярус верхнего девона, за ним следует визейский ярус карбона. Назван в честь бельгийского города Турне.
В типовом разрезе представлен морскими отложениями: известняками и сланцами, с остатками кораллов, брахиопод и гониатитов.
Во многих районах отложения яруса содержат уголь.
Нижняя граница яруса в Северной Франции и Бельгии была проведена по границе между известняками и нижележащими песчано-сланцевыми отложениями фаменского яруса.
В 1842 г. турнейский ярус был обособлен бельгийским палеонтологом Лораном Де Конинком, как «фазу со Spirifer tornacensis».
Турнейский век отвечает эвстатическому циклу седиментации.
Туронский ярус ( от древнего названия французского города Тур) залегает на глубине порядка 800 м.
Туронский ярус — это 2й снизу ярус верхнего отдела мелового периода, которые получили названия населенных пунктов и замков. Туронский период продолжался от 93,9 до 89,8±0,3 млн лет назад.
Газ туронской залежи самый молодой по возрасту залегания.
Особенность этих залежей заключается в неоднородности и изменчивости по литологическому составу, а также в низкой проницаемости коллекторов.
Основная сложность при их освоении — работа при температурах, близких к отрицательным.
Добыча газа туронской залежи в России началась в 2011 г. Вендские отложения — эдиакарий (от венды — славянских племен, обитавших к югу от Балтийского моря.
Это самое верхнее подразделение геохронологической шкалы докембрия — протерозоя.
В шкале следует за рифеем и предшествует кембрию.
Впервые выделена Б. Соколовым в 1952 г. в Прибалтике, как позднейший докембрийский комплекс осадочных пород терригенного состава на западе Восточно-Европейской платформы (кратона).
Вендский период продолжался 600 — 535 млн. лет назад.
Продолжительность — 65 млн лет.
С отложениями Венда связаны Лено-Тунгусская нефтегазоносная провинция (НГП) на Сибирской платформе, Восточно-Европейская, Баренцево-Печорская, Китайско-Корейская, Северо-Американская, Южно-Американская, Африканская платформы.
Основные этапы развития жизни на Земле. Эра древней жизни
Будьте внимательны! У Вас есть 10 минут на прохождение теста. Система оценивания — 5 балльная. Разбалловка теста — 3,4,5 баллов, в зависимости от сложности вопроса. Порядок заданий и вариантов ответов в тесте случайный. С допущенными ошибками и верными ответами можно будет ознакомиться после прохождения теста. Удачи!Список вопросов теста
Вопрос 1
Строматолиты — это?
Варианты ответов
- ископаемые остатки цианобактериальных матов
- меловые отложения
- бесскелетные организмы
- осыпные отложения
Вопрос 2
Как называется временная шкала истории земли?
Варианты ответов
- цифровая шкала
- геохронологическая шкала
- временная шкала
- классификационная шкала
Вопрос 3
Выберите главные временные интервалы — эоны.
Варианты ответов
- палеозой
- фанерозой
- мезозой
- докембрий
Вопрос 4
Расположите в порядке возрастания временные промежутки.
Варианты ответов
- Эон
- Эра
- Период
- Эпоха
- Век
- Фаза
- Пора
Вопрос 5
Большинство геологических эр разделяются на меньшие единицы, которые называются .
..
Варианты ответов
- геологическими периодами
- геологическими эпохами
- геологическими фазами
- геологическими порами
Вопрос 6
Укажите эры фанерозоя.
Варианты ответов
- кайнозой
- палеозой
- протерозой
- мезозой
- катархей
Вопрос 7
Как называется самая поздняя эра геохронологической шкалы?
Варианты ответов
- неоархей
- катархей
- мезопротерозой
- палеопротерозой
Вопрос 8
На сколько эр разделяется архей?
Варианты ответов
- на две эры
- на три эры
- на четыре эры
- на пять эр
Вопрос 9
Какая надэра следует за археем?
Варианты ответов
- мезозой
- палеозой
- протерозой
- кайнозой
Вопрос 10
Как называется последняя эра докембрийского эона?
Варианты ответов
- протерозой
- архей
- палопротерозой
- неопротерозой
|
Ранняя история Земли
То
континенты, вероятно, начали формироваться примерно 4,2 миллиарда лет назад.
назад, когда Земля продолжала остывать. Охлаждение также
произошло выделение газов из литосферы,
большая часть которых сформировала раннюю атмосферу Земли.Большинство
Ранняя атмосфера Земли была создана в первые
через миллион лет после затвердевания (4,4 миллиарда лет
тому назад). Преобладают углекислый газ, азот и водяной пар.
эта ранняя атмосфера. Таблица 5b-1 ниже описывает
три основных этапа развития атмосферы.
от 4 до 4,0
Охлаждение атмосферы
вызывает осадки и развитие
океаны.
3 по настоящее время
Кислород
начали накапливаться в атмосфере через фотодиссоциации O 2 из воды и путем фотосинтеза (жизнь).Возникновение живых организмов имело чрезвычайно важное значение.
в создании атмосферного кислорода и озона .
Без озона жизнь на суше не могла бы существовать из-за
вредный ультрафиолет радиация .
В результате земная жизнь начала свое развитие и
расширения в это время. Таблица 5b-2 описывает
время эволюционного развития некоторых
доминирующие формы жизни на Земле до и после 450 г.
миллионов лет до настоящего времени ( г. до н.э. г.).
(2006). «Ранняя история Земли». Основы физической географии,
2-е издание . Дата
Просмотрено. http://www.physicalgeography.net/fundamentals/5b.htmlЧетыре этапа планетарного развития — видео и стенограмма урока
Дифференциация
Первая стадия планетарного развития называется дифференциацией , оседание плотного материала, такого как минералы, богатые железом, в центр планеты и подъем менее плотного материала, такого как минералы, богатые кремнием, в центр планеты. поверхность.Дифференцировку можно продемонстрировать дома, бросив немного грязи в чашку с водой. Камни в грязи, плотный материал, сразу же опустятся на дно. Менее плотный материал будет плавать ближе к вершине. Таким образом, наша Земля имеет плотное ядро и мантию и кору, которые менее плотны, чем ядро.
Земля подверглась дифференциации, как анимация луны на вашем экране, когда ее недра расплавились благодаря радиоактивному распаду и энергии, генерируемой падающим веществом.
Это таяние позволило материалу Земли тонуть или плавать, в зависимости от плотности, подобно грязи в чашке с водой.
Кратерирование
Вторая стадия планетарного развития известна как кратерирование , бомбардировка ранней Земли небесными объектами, такими как астероиды. В ранней Солнечной системе было много плавающих скалистых тел, которые образовали кратеры на планетах земной группы и на Луне. Как только Солнечная система очистилась от этих объектов, частота столкновений, очевидно, уменьшилась.
Как вы, я уверен, понимаете, образование кратеров не могло произойти до тех пор, пока после дифференциации Земля не сформировала твердую поверхность. В противном случае каменные обломки просто растаяли бы вместе с остальным расплавленным составом Земли.
Затопление и медленная эволюция поверхности
Третий этап планетарного развития известен как затопление .
В этом нет ничего слишком сложного. Но есть одна маленькая загвоздка. Наводнение связано с двумя вещами.
Менее очевидным является затопление глубоких ударных бассейнов на Земле расплавленной породой, поднимающейся из недр Земли.В основном лава просачивалась изнутри, через трещины в земной коре, и заполняла глубокие области, образовавшиеся ранее. Более очевидным является затопление этих бассейнов водой после того, как с неба шел дождь, образуя океаны.
Последней стадией нашей планетарной эволюции является стадия, в которой мы сейчас находимся, называемая медленной эволюцией поверхности , постоянное изменение поверхности Земли под действием сил природы. Что это за силы? К ним относятся:
- Тектоника плит, которая создает горы, перемещает континенты и разрывает Землю на части
- Эрозия, когда вода вырезает, формирует и изнашивает горные породы
- Эрозия, когда ветер меняет поверхность планеты, например, ее горные хребты
Краткий обзор урока
Солнечная туманность представляет собой облако межзвездного газа и пыли, сконденсировавшееся и образовавшее всю Солнечную систему, включая Солнце и планеты.
Сами планеты прошли четыре стадии эволюции.
Первая стадия планетарного развития называется дифференциация , оседание плотного материала, такого как минералы, богатые железом, в центр планеты и подъем менее плотного материала, такого как минералы, богатые кремнием, на поверхность одного. Второй этап планетарного развития известен как кратер , бомбардировка ранней Земли небесными объектами.
Третий этап планетарного развития известен как наводнение , когда ударные бассейны Земли были сначала затоплены лавой, а затем водой.И последний этап нашей планетарной эволюции называется медленной поверхностной эволюцией , постоянным изменением земной поверхности силами природы.
Результаты обучения
По окончании этого урока вы сможете:
- Вспомнить и описать четыре шага планетарного развития
- Перечислите некоторые силы, вызывающие медленную эволюцию поверхности
Геологическое время: Возраст Земли
Геологическое время: возраст Земли Пока ученые не нашли способ определить точный возраст Земли непосредственно с Земли.
скалы, потому что самые старые горные породы Земли были переработаны и разрушены в процессе тектоники плит.Если какие-либо первичные горные породы Земли и остались в своем первоначальном состоянии, они еще не были
нашел. Тем не менее ученым удалось определить вероятный возраст Солнечной системы и
вычислить возраст Земли, предполагая, что Земля и остальные твердые тела в
Солнечная система сформировалась в одно и то же время и, следовательно, является одного возраста.
Возраст земных и лунных пород и метеоритов измеряется распадом долгоживущих радиоактивных
изотопы элементов, встречающихся в природе в горных породах и минералах и распадающихся с периодом полураспада
от 700 миллионов до более чем 100 миллиардов лет до стабильных изотопов других элементов.Эти знакомства
методы, которые прочно основаны на физике и известны под общим названием радиометрическое датирование,
используются для измерения последнего времени, когда датируемая порода была либо расплавлена, либо нарушена
достаточно для повторной гомогенизации его радиоактивных элементов.
| Нажмите
на изображении, чтобы увидеть графическое представление геологического времени [344K] |
Древние породы свыше 3.Возрастом 5 миллиардов лет найдены на всех земных
континенты. Самые старые породы на Земле, найденные до сих пор, — это гнейсы Акаста.
на северо-западе Канады, недалеко от Большого Невольничьего озера (4,03 млрд лет назад) и надкоровой области Исуа.
породы в Западной Гренландии (от 3,7 до 3,8 млрд лет), но хорошо изученные породы почти такого же возраста
встречаются также в долине реки Миннесота и северном Мичигане (3,5–3,7
млрд лет), в Свазиленде (3,4-3,5 млрд лет) и в Западной Австралии
(3,4-3,6 млрд лет). [См. примечание редактора.] Эти
древние породы были датированы рядом радиометрических методов датирования и
непротиворечивость результатов дает ученым уверенность в том, что возраст
правильно с точностью до нескольких процентов.
Интересная особенность этих древних скал
заключается в том, что они не из какой-либо «первобытной коры», а представляют собой потоки лавы
и отложения, отложившиеся на мелководье, что свидетельствует о том, что история Земли
началось задолго до отложения этих пород. В Западной Австралии одинокие
кристаллы циркона, обнаруженные в более молодых осадочных породах, имеют радиометрический возраст
целых 4.3 миллиарда лет, что делает эти крошечные кристаллы древнейшими материалами.
можно найти на Земле до сих пор. Исходные породы для этих кристаллов циркона имеют
еще не найдено. Измерен возраст самых старых горных пород и самых старых кристаллов Земли
показывают, что Земле не менее 4,3 миллиарда лет, но не раскрывают
точный возраст образования Земли. Лучший возраст Земли (4,54 млрд лет) основан на старых, предположительно одноэтапных выводах.
в сочетании с отношениями Pb в троилите из железных метеоритов, особенно в
Каньон Дьябло метеорит.Кроме того, минеральные зерна (циркон) с U-Pb возрастом
4,4 млрд лет недавно было сообщено из осадочных пород в западно-центральной части
Австралия.
Луна — более примитивная планета, чем Земля, потому что ее не трогали.
тектоникой плит; таким образом, некоторые из его более древних пород более многочисленны.
Только небольшое количество камней было возвращено на Землю шестью Аполлонами и тремя
Миссии Луны. Эти породы сильно различаются по возрасту, что является отражением их различных
эпохи формирования и их последующая история.Самые старые датированные лунные породы,
однако имеют возраст от 4,4 до 4,5 миллиардов лет и обеспечивают минимальный возраст
для образования нашего ближайшего планетарного соседа. Тысячи метеоритов, осколков астероидов, падающих на Землю,
были восстановлены. Эти примитивные объекты обеспечивают лучший возраст для того времени.
образования Солнечной системы. Здесь более 70 метеоритов, разных
типы, возраст которых был измерен с помощью методов радиометрического датирования.То
результаты показывают, что метеориты и, следовательно, Солнечная система сформировались между
4,53 и 4,58 миллиарда лет назад. Лучший возраст для Земли наступает не от свиданий
отдельных горных пород, а рассматривая Землю и метеориты как часть одного и того же
развивающаяся система, в которой изотопный состав свинца, особенно соотношение
свинца-207 в свинец-206 изменяется со временем из-за
распад радиоактивных урана-235 и урана-238,
соответственно.
Ученые использовали этот подход для определения времени, необходимого для
для изотопов в древнейших свинцовых рудах Земли, которых всего несколько,
эволюционировать из своего первоначального состава, измеренного в фазах, не содержащих урана
железных метеоритов, к его составу в то время, когда эти свинцовые руды разделились
из их мантийных резервуаров.Эти расчеты приводят к возрасту Земли.
и метеоритов, а значит и Солнечной системы, 4,54 миллиарда лет с неопределенностью
составляет менее 1 процента. Чтобы быть точным, этот возраст представляет собой последний раз, когда
изотопы свинца были однородны по всей Солнечной системе и во времена
что свинец и уран вошли в состав твердых тел Солнечной системы. Установленный для Солнечной системы и Земли возраст в 4,54 миллиарда лет согласуется
с текущими расчетами от 11 до 13 миллиардов лет для возраста Млечного
Путь Галактики (на основе стадии эволюции звезд шарового скопления) и
возраст от 10 до 15 миллиардов лет для возраста Вселенной (на основе рецессии
далеких галактик).
Дополнительную информацию по этому вопросу см. в G. Brent Dalrymple’s The Age of the Earth , опубликовано Стэнфордским университетом. University Press (Стэнфорд, Калифорния) в 1991 г. (492 стр.).
Предыдущий || Содержание || ДалееURL этой страницы:
Последнее обновление: 9 июля 2007 г. (акр)
Поддерживается Службой публикаций
Геологическая шкала времени
Геологическая шкала времениИстория жизни на Земля
Эра | Период | Эпоха | От — До | Продолжительность (миллионы лет) | % Время | Ссылка на Википедию | |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
Кайнозой | Четвертичный | Голоцен | 0. | 0 | 0,01 | 0,0% | |
Плейстоцен | 2,588 | 0,0117 | 2,58 | 0,1% | |||
Третичный | Плиоцен | 5.3 | 2,588 | 2,71 | 0,1% | ||
Миоцен | 23 | 5,3 | 17,7 | 0,4% | |||
Олигоцен | 33. | 23 | 10,9 | 0,2% | |||
Эоцен | 56 | 33,9 | 22,1 | 0,5% | |||
Палеоцен | 65.5 | 56 | 9,5 | 0,2% | |||
Мезозой | Меловой период | 145,5 | 65,5 | 80,0 | |||
Юрский период | 199. | 145,5 | 54,1 | 1,2% | |||
Триас | 251 | 199,6 | 51,4 | 1,1% | |||
Палеозой | Пермь | 299 | 251 | 48.0 | 1,0% | ||
Каменноугольный | 359,2 | 299 | 60,2 | 1,3% | |||
Девон | 416 | 359. | 56,8 | 1,2% | |||
Силур | 443,7 | 416 | 27,7 | 0,6% | |||
Ордовик | 488.3 | 443,7 | 44,6 | 1,0% | |||
кембрий | 542 | 488,3 | 53,7 | 1,2% | |||
Докембрий | Протерозой | 2500 | 542 | 1958 | 42. | ||
| Архейский | 3800 | 2500 | 1300 | 28,3% | Архейский | ||
| Гадин | 4600 | 3800 | 800 | 17,4% | Хадин | ||
4600 | 100% | ||||||
0117 
9 
6 
2 
6% 
6 миллиардов (4600 миллионов) лет назад, и все же 3,9 миллиарда лет назад, вскоре после того, как расплавленная планета затвердела, образовались океаны и прекратились бомбардировки астероидами, появились свидетельства первой примитивной жизни. Только за последние 500 миллионов лет сложная жизнь начала развиваться, а это составляет всего 12% истории Земли. Человеческая родословная отделилась от нашего последнего общего предка только около 5 миллионов лет назад; менее половины 1% этого времени, а современному Homo sapiens всего от 200 000 до 50 000 лет, в зависимости от вашего определения.Нам трудно понять такие огромные промежутки времени. Теперь известно, что даже форма и расположение континентов, которые практически не менялись на протяжении всей истории человечества, претерпели драматические изменения, которые повлияли на океанские течения, пути миграции животных и даже на климат. Земля претерпела серьезные изменения с момента своего возникновения и очень, очень стара. Мы были здесь только мгновение ока.
Мы живем сейчас в разгар крупнейшего вымирания растений и животных с конца мелового периода, когда вымерли динозавры.На этот раз причина не в столкновении с астероидом и не в ледниковом периоде, а в нас самих. Учитывая то, как люди изменили планету, вы должны задаться вопросом, проживем ли мы так же долго, как динозавры!- Сколько лет Земле? Опишите условия на первобытной Земле.
- Когда появилась первая жизнь? Опишите самые ранние формы жизни.
- Как получилось, что атмосфера Земли настолько богата кислородом?
- Что такое «эукариот»? Когда они появились? Чем они отличаются от прокариот?
- Когда появились первые многоклеточные формы жизни? Как они возникли?
- Каковы характеристики протиста?
- Охарактеризуйте формы жизни кембрия.
- Что такое хордовые? Что такое позвоночное?
- Что произошло во время ордовика?
- Что такое массовое вымирание? Что может привести к его возникновению?
- Опишите формы жизни силура.
- Какие приспособления необходимы для перехода от водной (водной) к наземной (сухопутной) среде обитания?
- Почему девон называют веком рыб? Как изменились рыбы со времен ордовика?
- Охарактеризуйте каменноугольный период.Как тогдашние леса образовали сегодняшние залежи угля и нефти?
- Что произошло в конце Перми? Каков был результат?
- Рептилии доминировали в триасовом, юрском и меловом периодах. Как они изменились за это время?
- Почему считается, что динозавры вымерли? Каков был результат этого вымирания?
- Чем отличается Третичный период от современности?
- Что такое ледниковый период? Почему они возникают? Когда был последний большой?
- Когда появились первые люди?
Аналогия с 24-часовыми часами
Эта аналогия может помочь вам представить возраст Земли в перспективе.Если вы думаете, что вся история Земли произошла всего за один день, то круговая диаграмма выше — это 24-часовые часы.
Земля формируется в 12:00 и остывает из расплавленного состояния в течение следующих нескольких часов. Образуются океаны, а бомбардировка астероидами уменьшается. Очень примитивная одноклеточная жизнь появляется очень быстро, до 4 часов утра, а фотосинтезирующие организмы появляются до 6 часов утра. Около полудня атмосфера обогащается кислородом. К 13:00 (13:00) прибыли одноклеточные эукариоты.К 17:00 (17:00) появляются первые многоклеточные формы. Первые водные животные появляются только после 20:00. Растения колонизируют землю в 21:30, а наземные животные следуют за ними в 22:00. Динозавры — это жизнь вечеринки примерно на час; с 22:40 до 23:40. Предки человека отделились от остальных гоминидов всего за две минуты до полуночи, а современные люди появляются, когда часы бьют полночь. Вы можете скачать этот документ Excel, чтобы увидеть, как была создана диаграмма. Если мы наложим 24-часовую шкалу на историю Земли, то большой промежуток времени станет легче понять.
| Период | Начало | Концы | Основные события |
| Гадин | 00:00:00 | 4:10:26 | Одноклеточная жизнь появляется до 4:00 утра |
| Архейский | 4:10:26 | 10:57:23 | Фотосинтез начинается около 5:30 утра |
| Протерозой | 10:57:23 | 21:10:20 | Первые эукариоты, около 13:00, первая многоклеточная жизнь около 17:30 |
| кембрий | 21:10:20 | 21:27:08 | Кембрийский взрыв происходит в 21:00 |
| Ордовик | 21:27:08 | 21:41:06 | Моллюски и членистоногие доминируют в морях |
| силур | 21:41:06 | 21:49:46 | Первые наземные растения |
| Девон | 21:49:46 | 22:07:33 | Возраст костистых рыб |
| Каменноугольный | 22:07:33 | 22:26:24 | Болота каменноугольного возраста, земноводные и насекомые вторгаются на сушу |
| Пермь | 22:26:24 | 22:41:26 | Восстание рептилий |
| Триас | 22:41:26 | 22:57:31 | Прибытие динозавров |
| Юрский период | 22:57:31 | 23:14:27 | Динозавры доминируют |
| Меловой период | 23:14:27 | 23:39:30 | Вымирание динозавров |
| Палеоцен | 23:39:30 | 23:42:28 | Ранние млекопитающие |
| Эоцен | 23:42:28 | 23:49:23 | Теплый влажный климат, современные семейства млекопитающих |
| Олигоцен | 23:49:23 | 23:52:48 | Период высыхания, континенты приближаются к текущему положению |
| Миоцен | 23:52:48 | 23:58:20 | Появление гоминидов |
| Плиоцен | 23:58:20 | 23:59:11 | Период охлаждения |
| Плейстоцен | 23:59:11 | 00:00:00 | Основные ледниковые периоды |
| Голоцен | 00:00:00 | 00:00:00 | Прибывают современные люди и быстро разносят это место 😉 |
Упражнение : Взгляните на этот проект по созданию масштабной модели Солнечной системы.
Вы будете рисовать аналогичную временную шкалу, выделяя основные периоды времени с момента образования Земли, точно отмасштабированные по длине, выделяя организмы и особенности окружающей среды, характерные для каждого периода. Вот геологический калькулятор временной шкалы, который поможет вам масштабировать каждый период до правильной длины после того, как вы решите, какой длины будет ваша временная шкала в целом.
Эпоха Земли
Развитие куриного эмбриона как естественных часов
Пол Бешар
Развитие куриного эмбриона делится на этапы на основе морфологических событий.Скорость роста куриных эмбрионов относительно постоянна; эмбрионы, оплодотворенные в одно и то же время, достигнут ключевых моментов развития примерно в одно и то же время. Куриные эмбрионы можно использовать на двух разных таймфреймах. Птенец вылупится через 20–21 день после оплодотворения, что составляет первый период времени. Использование стадий раннего эмбрионального развития является более точным для определения времени.
Первые 20 стадий, хотя и не разделены равными промежутками времени, охватывают всего несколько часов и, таким образом, позволяют точно определить возраст эмбриона.Последующие этапы происходят с интервалом в полдня, что гораздо менее точно. В таблице ниже показаны 46 стадий развития цыплят и соответствующие временные рамки. На прилагаемой диаграмме показаны различные морфологические стадии цыпленка.
Стадии цыплят и инкубационные периоды
Из Гамбургера, 1951
| Сцена | Инкубационный период | Сцена | Инкубационный период | |
| 1 | — | 24 | 4.0 дней | |
| 2 | 6-7 часов | 25 | 4,5 дня | |
| 3 | 8-9 часов | 26 | 4,5-5,0 дней | |
| 4 | 18-19 часов | 27 | 5,0 дней | |
| 5 | 19-22 часа | 28 | 5. 5 дней | |
| 6 | 23-25 часов | 29 | 6,0 дней | |
| 7 | 23-26 часов | 30 | 6,5 дней | |
| 8 | 26-29 часов | 31 | 7,0 дней | |
| 9 | 29-33 часа | 32 | 7.5 дней | |
| 10 | 33-38 часов | 33 | 7,5-8,0 дней | |
| 11 | 40-45 часов | 34 | 8,0 дней | |
| 12 | 45-49 часов | 35 | 9.0 дней | |
| 13 | 48-52 часа | 36 | 10 дней | |
| 14 | 50-53 часа | 37 | 11 дней | |
| 15 | 50-55 часов | 38 | 12 дней | |
| 16 | 51-56 часов | 39 | 13 дней | |
| 17 | 52-64 часа | 40 | 14 дней | |
| 18 | 65-69 часов | 41 | 15 дней | |
| 19 | 68-72 часа | 42 | 16 дней | |
| 20 | 70-72 часа | 43 | 17-18 дней | |
| 21 | 3. 5 дней | 44 | 19-20 дней | |
| 22 | 3,5 дня | 45 | 20-21 дней | |
| 23 | 3,5-4,0 дня |
Во время инкубации цыпленок может относительно точно определять время, но сначала должны быть соблюдены условия окружающей среды.К ним относятся температура инкубации 38°C и влажная среда. Температуру необходимо регулировать, так как этот фактор существенно влияет на скорость развития эмбрионов. Понижения температуры на 1°С достаточно, чтобы задержать развитие на сутки. Таким образом, чтобы использовать приведенную выше таблицу в качестве справочной и поддерживать постоянную скорость развития (требование естественных часов), куриные эмбрионы должны находиться в тех же условиях окружающей среды, что и те, которые используются для установления временных интервалов.Влажная среда нужна для того, чтобы яйца не обезвоживались, что приводит к гибели зародыша.
При использовании эмбрионального развития в качестве естественных часов возникает несколько проблем. Во-первых, любой конкретный эмбрион может остановить развитие в любой момент, преждевременно остановив часы. Во-вторых, могут быть большие различия в скорости развития от цыпленка к цыпленку, даже если яйца начинают инкубацию в одно и то же время. Поскольку одним из требований к естественным часам является постоянная скорость, изменение скорости развития может значительно изменить приблизительный возраст цыпленка.Наконец, чтобы увидеть куриный эмбрион, в яйце необходимо открыть окно, а для различения ранних стадий необходимо использовать микроскоп.
Несмотря на многочисленные недостатки использования развития цыплят в качестве надежных часов, в определенных условиях он все же может быть полезен. Например, исследователь может определить, к какой партии яиц принадлежит цыпленок, сравнив стадию неизвестного цыпленка со стадиями яиц в нескольких разных партиях. Он или она также сможет оценить, как долго партия яиц находилась в инкубаторе, исходя из стадий развития нескольких куриных эмбрионов.
Источники:
- Гамбургер, Виктор; Гамильтон, Ховард Л., январь 1951 г. Ряд нормальных стадий развития куриного эмбриона. Журнал морфологии, 88 (1).
Гидрирование железа на ранней стадии эволюции Земли
Берч Ф. Упругость и строение недр Земли. Ж. Геофиз. Рез. 57 , 227–286 (1952).
ОБЪЯВЛЕНИЯ КАС Статья Google Scholar
Пуарье, Дж.П. Легкие элементы во внешнем ядре Земли: критический обзор. Физ. Планета Земля. Интер. 85 , 319–337 (1994).
ОБЪЯВЛЕНИЯ КАС Статья Google Scholar
Стивенсон, Д. Дж. Водород в ядре Земли. Природа 268 , 130–131 (1977).
ОБЪЯВЛЕНИЯ КАС Статья Google Scholar
Баддинг, Дж.В., Хемли, Р.Дж. и Мао, Х.К. Химия водорода в металлах при высоких давлениях: Исследование гидрида железа на месте .
Science 253 , 421–424 (1991).
ОБЪЯВЛЕНИЯ КАС Статья Google Scholar
Фукаи Ю. и Акимото С. Водород в ядре Земли: экспериментальный подход. Проц. Япония акад. 59B , 158–162 (1983).
Артикул Google Scholar
Фукаи Ю.Реакция железо-вода и эволюция Земли. Природа 308 , 174–175 (1984).
ОБЪЯВЛЕНИЯ КАС Статья Google Scholar
Сузуки Т., Акимото С. и Фукаи Ю. Система железо-энстатит-вода при высоких давлениях и температурах — образование гидрида железа и некоторые геофизические последствия. Физ. Планета Земля. Интер 36 , 135–144 (1984).
ОБЪЯВЛЕНИЯ КАС Статья Google Scholar
Фукаи Ю.и Сузуки, Т. Реакция железо-вода под высоким давлением и ее значение в эволюции Земли.
Ж. Геофиз. Рез. 91 , 9222–9230 (1986).
ОБЪЯВЛЕНИЯ КАС Статья Google Scholar
Хишинума, Т., Яги, Т. и Учида, Т. Поверхностное натяжение гидрида железа, образованного реакцией железо-силикат-вода под давлением. Проц. Япония акад. 70 , сер. Б. 71–76 (1994).
КАС Статья Google Scholar
Отани, Э., Хирао, Н., Кондо, Т., Ито, М. и Кикегава, Т. Реакция железо-вода при высоком давлении и температуре и перенос водорода в активную зону. Физ. хим. Шахтер. 32 , 77–82 (2005).
ОБЪЯВЛЕНИЯ КАС Статья Google Scholar
Антонов В.Е., Белаш И.Т., Понятовский Э.G. Фазовая диаграмма T-P системы Fe-H при температурах до 450 °C и давлениях до 6,7 ГПа. Скр. Металл. 16 , 203–208 (1982).
КАС Статья Google Scholar
Баддинг, Дж.
В., Мао, Х. К. и Хемли, Р. Дж. в Исследования высокого давления: применение в науках о Земле и планетах eds Syono Y., Manghnani M. H. 363–371 TERRAPUB/Американский геофизический союз (1992).
Ямаката, М., Yagi, T., Utsumi, W. & Fukai, Y. In situ Рентгеновское наблюдение гидрида железа под высоким давлением и высокой температурой. Проц. Япония акад. 68B , 172–176 (1992).
Артикул Google Scholar
Фукаи Ю., Ямаката М. и Яги Т. Некоторые эксперименты с системой Fe–H при высоком давлении. Z. Phys. хим. 179 , 119–123 (1993).
КАС Статья Google Scholar
Яги Т.и Хишинума, Т. Гидрид железа, образованный реакцией железа, силиката и воды: последствия для легкого элемента ядра Земли. Геофиз. Рез. лат. 22 , 1933–1936 (1995).
ОБЪЯВЛЕНИЯ КАС Статья Google Scholar
Антонов В.
Е. и др. Гидриды железа и его сплавов высокого давления. J. Phys. Конденс. Материя 14 , 6427–6445 (2002).
ОБЪЯВЛЕНИЯ КАС Статья Google Scholar
Хирао, Н., Кондо Т., Отани Э., Такемура К. и Кикегава Т. Сжатие гидрида железа до 80 ГПа и водорода во внутреннем ядре Земли. Геофиз. Рез. лат. 31 , L06616 (2004).
ОБЪЯВЛЕНИЯ Статья Google Scholar
Сакамаки, К. и др. Соотношение фаз плавления FeHx до 20 ГПа: влияние на температуру ядра Земли. Физ. Планета Земля. Интер. 174 , 192–201 (2009).
ОБЪЯВЛЕНИЯ КАС Статья Google Scholar
Окучи Т. Разделение водорода на расплавленное железо под высоким давлением: последствия для ядра Земли. Наука 278 , 1781 (1997).
ОБЪЯВЛЕНИЯ КАС Статья Google Scholar
Умемото, К.
и Хиросе, К. Жидкие железо-водородные сплавы в условиях внешнего ядра на основе расчетов из первых принципов. Геофиз. Рез. лат. 42 , 7513–7520 (2015).
ОБЪЯВЛЕНИЯ КАС Статья Google Scholar
Каракас, Р. Влияние водорода на сейсмические свойства твердого железа. Геофиз. Рез. лат. 42 , 3780–3785 (2015).
ОБЪЯВЛЕНИЯ КАС Статья Google Scholar
Шахар, А. и др. Изотопный состав сплавов железа в зависимости от давления. Наука 352 , 580–582 (2016).
ОБЪЯВЛЕНИЯ КАС Статья Google Scholar
Shibazaki, Y., Ohtani, E., Terasaki, H., Suzuki, A. & Funakoshi, K. Разделение водорода между железом и рингвудитом: влияние на перенос воды в марсианское ядро. Планета Земля. науч. лат. 287 , 463–470 (2009).
ОБЪЯВЛЕНИЯ КАС Статья Google Scholar
Терасаки Х.и другие. Стабильность гидрида Fe–Ni после реакции между сплавом Fe–Ni и водной фазой (δ-AlOOH) до 1,2 Мбар: возможность вклада H в дефицит плотности ядра. Физ. Планета Земля. Интер. 194–195 , 18–24 (2012).
ОБЪЯВЛЕНИЯ Статья Google Scholar
Антонов В.Е. и др. Нейтронографические исследования гидридов и дейтеридов ДГПУ и ГПУ железа. J. Alloys Compd. 264 , 214–222 (1998).
КАС Статья Google Scholar
Hattori, T. et al. Проектирование и характеристики пучка высокого давления PLANET на импульсном источнике нейтронов в J-PARC. Нукл. Инструм. Методы физ. Рез. А 780 , 55–67 (2015).
ОБЪЯВЛЕНИЯ КАС Статья Google Scholar
Сано-Фурукава, А.
и др.Шестиосевой пресс с несколькими наковальнями для экспериментов по дифракции нейтронов при высоких давлениях и температурах. Rev. Sci. Инструм. 85 , 113905 (2014).
КАС Статья Google Scholar
Мачида, А. и др. Заселенность позиций межузельными атомами дейтерия в гранецентрированном кубическом железе. Нац. коммун. 5 , 5063 (2014).
КАС Статья Google Scholar
Фукаи Ю., Мори, К. и Шиномия, Х. Фазовая диаграмма и образование избыточных вакансий в сплавах Fe–H при высоких давлениях водорода. J. Alloys Compd. 348 , 105–109 (2003).
КАС Статья Google Scholar
Sugimoto, H. & Fukai, Y. Растворимость водорода в металлах при высоком давлении водорода: термодинамические расчеты. Акта Металл. Матер. 40 , 2327–2336 (1992).
КАС Статья Google Scholar
Хирои Т., Фукай Ю. и Мори К. Новый взгляд на фазовую диаграмму и образование избыточных вакансий в сплавах Fe–H. J. Alloys Compd. 404–406 , 252–255 (2005).
Артикул Google Scholar
Нарыгина О. и др. A. Исследование методом рентгеновской дифракции и мессбауэровской спектроскопии ГЦК-гидрида железа FeH при высоких давлениях и влияние на состав ядра Земли. Планета Земля. науч. лат. 307 , 409–414 (2011).
ОБЪЯВЛЕНИЯ КАС Статья Google Scholar
Ringwood, AE Происхождение Земли и Луны 295 Springer-Verlag (1979).
Fukai, Y. в Исследования высокого давления: применение в науках о Земле и планетах eds Syono Y., Manghnani M.H. 373–385 TERRAPUB/American Geophysical Union (1992).
Накадзима Ю.и другие. Обедненное углеродом внешнее ядро, обнаруженное измерениями скорости звука в жидком железо-углеродном сплаве. Нац. коммун. 6 , 8942 (2015).
Артикул Google Scholar
Nomura, R. et al. Низкая температура на границе ядро-мантия по солидусу пиролита. Наука 343 , 522 (2014).
ОБЪЯВЛЕНИЯ КАС Статья Google Scholar
Нисияма, Н., Ван Ю., Санехира Т., Ирифунэ Т. и Риверс М.Л. Разработка узла 6-6 с несколькими упорами для аппаратов высокого давления типа DIA и D-DIA. Высокий пресс. Рез. 28 , 307–314 (2008).
ОБЪЯВЛЕНИЯ КАС Статья Google Scholar
Мао Х.К., Бассетт В.А. и Такахаши Т. Влияние давления на кристаллическую структуру и параметры решетки железа до 300 кбар. J.
Appl. физ. 38 , 272–276 (1967).
ОБЪЯВЛЕНИЯ КАС Статья Google Scholar
Браун, Дж. М. Стандарт давления NaCl. J. Appl. физ. 86 , 5801–5808 (1999).
ОБЪЯВЛЕНИЯ КАС Статья Google Scholar
Глава 2. Глобальное потепление на 1,5 ºC
В этой главе оцениваются пути смягчения последствий, согласующиеся с ограничением потепления до 1,5°C сверх доиндустриального уровня.При этом исследуются следующие ключевые вопросы: Какую роль играют выбросы CO 2 и не-CO 2 ? {2.2, 2.3, 2.4, 2.6} В какой степени пути 1,5 ° C включают превышение и возвращение ниже 1,5 ° C в течение 21 века? {2.2, 2.3} Каковы последствия переходов в области энергетики, землепользования и устойчивого развития? {2.3, 2.4, 2.5} Как политические рамки влияют на способность ограничить потепление до 1,5 °C? {2.3, 2.5} Каковы связанные с этим пробелы в знаниях? {2.
6}
Оцененные траектории описывают интегрированную количественную эволюцию всех выбросов в 21 веке, связанную с глобальной энергетикой и землепользованием, а также с мировой экономикой. Оценка зависит от доступной литературы по комплексной оценке и предположений модели и дополняется другими исследованиями с другим объемом, например, теми, которые сосредоточены на отдельных секторах. В последние годы комплексные исследования по смягчению последствий позволили улучшить характеристики путей смягчения последствий. Тем не менее, ограничения остаются, поскольку климатический ущерб, предотвращение воздействия или сопутствующие социальные выгоды смоделированных преобразований остаются в значительной степени неучтенными, в то время как одновременные быстрые технологические изменения, поведенческие аспекты и неопределенность в отношении исходных данных создают постоянные проблемы.( высокая достоверность ) {2.1.3, 2.3, 2.5.1, 2.6, техническое приложение 2}
Шансы ограничения потепления до 1,5°C и требования к срочным действиям
Пути, согласующиеся с потеплением на 1,5 °C выше доиндустриального уровня, могут быть идентифицированы при ряде предположений об экономическом росте, развитии технологий и образе жизни.
Однако отсутствие глобального сотрудничества, отсутствие управления необходимой энергией и преобразованием земли, а также рост ресурсоемкого потребления являются ключевыми препятствиями для достижения 1.пути 5°C. Проблемы управления были связаны со сценариями с высоким неравенством и высоким приростом населения в литературе по пути 1,5°C. {2.3.1, 2.3.2, 2.5}
В рамках выбросов в соответствии с текущими обязательствами по Парижскому соглашению (известными как Определяемые на национальном уровне вклады, или ОНУВ) ожидается, что глобальное потепление превысит 1,5 °C по сравнению с доиндустриальным уровнем, даже если эти обязательства будут дополнены очень сложным увеличением масштабы и цели смягчения последствий после 2030 г. (, высокая достоверность, ). Эти активные действия потребуются для достижения нулевых чистых выбросов CO 2 менее чем за 15 лет. Даже если это будет достигнуто, можно ожидать, что температура останется ниже порогового значения 1,5 °C только в том случае, если фактическая геофизическая реакция в конечном итоге окажется ближе к нижнему пределу оцениваемого в настоящее время диапазона неопределенности.
Проблемы перехода, а также выявленные компромиссы могут быть уменьшены, если глобальный пик выбросов будет достигнут до 2030 года, а заметное сокращение выбросов по сравнению с сегодняшним днем уже будет достигнуто к 2030 году {2.2, 2.3.5, перекрестная вставка 11 в главе 4}.
Ограничение потепления до 1,5 °C зависит от выбросов парниковых газов (ПГ) в течение следующих десятилетий, где более низкие выбросы ПГ в 2030 г. приведут к более высокой вероятности сохранения пикового потепления до 1,5 °C ( высокая степень достоверности ). Имеющиеся варианты, направленные на отсутствие или ограниченное (менее 0,1 °C) превышение 1,5 °C, удерживают выбросы ПГ в 2030 г. на уровне 25–30 ГтCO 2 e в год −1 в 2030 г. (межквартильный диапазон). Это контрастирует со средними оценками текущих безусловных ОНУВ в размере 52–58 ГтCO 2 e в год 92 436 −1 92 437 в 2030 году.Пути, направленные на ограничение потепления до 1,5 °C к 2100 году после временного превышения температуры, основаны на широкомасштабном развертывании мер по удалению двуокиси углерода (CDR), которые являются неопределенными и влекут за собой явные риски.
В модельных траекториях без или с ограниченным превышением на 1,5 °C глобальные чистые антропогенные выбросы CO 2 снижаются примерно на 45 % по сравнению с уровнями 2010 г. к 2030 г. (межквартильный диапазон 40–60 %), достигая чистого нуля около 2050 г. (2045–2055 межквартильный диапазон). Для ограничения глобального потепления до уровня ниже 2 °C с вероятностью не менее 66 % выбросы CO 2 , по прогнозам, сократятся примерно на 25 % к 2030 г. по большинству путей (межквартильный диапазон 10–30 %) и достигнут чистого нуля примерно к 2070 г. 2080 межквартильный диапазон).{2.2, 2.3.3, 2.3.5, 2.5.3, перекрестные вставки 6 в главе 3 и 9 в главе 4, 4.3.7}
Ограничение потепления до 1,5°C подразумевает достижение нулевого уровня выбросов CO 2 во всем мире примерно к 2050 г. и одновременное значительное сокращение выбросов не- CO 2 форсирующих факторов, особенно метана ( высокая степень достоверности ).
Такие пути смягчения последствий характеризуются сокращением спроса на энергию, обезуглероживанием электроэнергии и других видов топлива, электрификацией конечного использования энергии, значительным сокращением выбросов в сельском хозяйстве и некоторой формой CDR с хранением углерода на земле или связыванием в геологических резервуарах.Низкий спрос на энергию и низкий спрос на товары потребления, требующие больших затрат на землю и выбросы парниковых газов, способствуют ограничению потепления как можно ближе к 1,5 °C. {2.2.2, 2.3.1, 2.3.5, 2.5.1, перекрестная вставка 9 в главе 4}.
По сравнению с ограничением в 2°C преобразования, необходимые для ограничения потепления до 1,5°C, качественно аналогичны, но более выражены и быстры в течение следующих десятилетий ( высокая достоверность ). 1,5 °C подразумевает очень амбициозную международную совместную политическую среду, которая трансформирует как спрос, так и предложение ( высокая достоверность ).
{2.3, 2.4, 2.5}
Политика, отражающая высокие цены на выбросы, необходима в моделях для достижения рентабельных путей 1,5°C ( высокая степень достоверности ). При прочих равных, модельные исследования показывают, что глобальные средние дисконтированные предельные затраты на борьбу с загрязнением для ограничения потепления до 1,5°C примерно в 3-4 раза выше по сравнению с 2°C в 21 веке, с большими различиями между моделями и социально-экономическими и политические предположения. Ценообразование на выбросы углерода может прямо или косвенно навязываться регулятивной политикой.Инструменты политики, такие как технологическая политика или стандарты эффективности, могут дополнять четкое ценообразование на выбросы углерода в определенных областях. {2.5.1, 2.5.2, 4.4.5}
Ограничение потепления 1,5°C требует заметного изменения в структуре инвестиций ( средняя достоверность ). Дополнительные среднегодовые инвестиции, связанные с энергетикой, за период с 2016 по 2050 год в варианты, ограничивающие потепление до 1,5 °C, по сравнению с вариантами без новой климатической политики, помимо тех, что действуют сегодня (т.
е. базовый уровень), оцениваются примерно в 830 млрд долл. от 150 до 1700 миллиардов долларов США в 2010 году для шести моделей).Общие инвестиции, связанные с энергетикой, увеличиваются примерно на 12% (от 3% до 24%) в сценариях 1,5°C по сравнению с вариантами 2°C. Среднегодовые инвестиции в низкоуглеродные энергетические технологии и энергоэффективность вырастут примерно в шесть раз (диапазон коэффициента от 4 до 10) к 2050 году по сравнению с 2015 годом, превысив инвестиции в ископаемые ресурсы во всем мире примерно к 2025 году ( средняя достоверность ). Неопределенность и выбор стратегического портфеля мер по смягчению последствий влияют на величину и направленность требуемых инвестиций. {2.5.2}
Будущие выбросы при температуре 1,5°C
Требования по смягчению последствий могут быть определены количественно с использованием подходов к балансу углерода, которые связывают совокупные выбросы CO 2 с глобальным повышением средней температуры.
Надежное физическое понимание лежит в основе этой взаимосвязи, но неопределенности становятся все более актуальными по мере приближения к определенному температурному пределу. Эти неопределенности связаны с переходной реакцией климата на кумулятивные выбросы углерода (TCRE), выбросами иных, чем CO 2 , радиационным воздействием и реакцией, потенциальными дополнительными обратными связями системы Земли (такими как таяние вечной мерзлоты) и историческими выбросами и температурой.{2.2.2, 2.6.1}
Совокупные CO 2 выбросы удерживаются в рамках бюджета за счет сокращения глобальных годовых CO 2 выбросов до нуля. Эта оценка предполагает оставшийся бюджет около 420 ГтCO 2 для вероятности в две трети ограничения потепления до 1,5°C и около 580 ГтCO 2 для равной вероятности ( средняя достоверность ). Оставшийся углеродный баланс определяется здесь как кумулятивный выброс CO 2 с начала 2018 года до момента нулевых чистых глобальных выбросов в связи с глобальным потеплением, определяемым как изменение глобальной приземной температуры воздуха.
Оставшиеся бюджеты, применимые к 2100 г., будут примерно на 100 ГтCO 2 ниже, чем это, чтобы учесть таяние вечной мерзлоты и потенциальное выделение метана из водно-болотных угодий в будущем и более того. Эти оценки сопровождаются дополнительной геофизической неопределенностью не менее ±400 ГтCO 2 , связанной с откликом не-CO 2 и распределением TCRE. Неопределенности в уровне исторического потепления составляют ±250 ГтCO 2 . Кроме того, эти оценки могут варьироваться в пределах ±250 ГтCO 2 в зависимости от стратегий смягчения последствий, не связанных с CO 2 , которые можно найти в доступных путях.{2.2.2, 2.6.1}
Оставшийся углеродный бюджет в 580 ГтCO 2 означает, что выбросы CO 2 достигают углеродной нейтральности примерно через 30 лет, сокращены до 20 лет для 420 ГтCO 2 оставшегося углеродного бюджета высокая достоверность ).
Диапазон геофизической неопределенности ±400 GtCO 2 , окружающий углеродный баланс, приводит к изменению этого времени углеродной нейтральности примерно на ±15–20 лет.Если выбросы не начнут снижаться в следующем десятилетии, точка углеродной нейтральности должна быть достигнута по крайней мере на два десятилетия раньше, чтобы оставаться в рамках того же углеродного баланса. {2.2.2, 2.3.5}
Не- CO 2 Выбросы способствуют пиковому потеплению и, таким образом, влияют на остаток углерода. Эволюция выбросов метана и двуокиси серы сильно влияет на шансы ограничения потепления до 1,5°C. В ближайшей перспективе ослабление аэрозольного охлаждения усилит потепление в будущем, но его можно сдержать за счет сокращения выбросов метана (, высокая достоверность, ). Неопределенность в оценках радиационного воздействия (особенно аэрозоля) влияет на балансы углерода и достоверность классификации путей распространения.
Некоторые форсирующие факторы, не относящиеся к CO 2 , выбрасываются вместе с CO 2 , особенно в энергетическом и транспортном секторах, и их можно в значительной степени устранить за счет смягчения последствий CO 2 . Другие требуют конкретных мер, например, для сельскохозяйственной закиси азота (N 2 O) и метана (CH 4 ), некоторых источников черного углерода или гидрофторуглеродов ( высокая достоверность ) . Во многих случаях сокращения выбросов, отличных от CO 2 , аналогичны в траекториях 2°C, что указывает на сокращение, близкое к предполагаемому максимальному потенциалу моделей комплексной оценки. Выбросы N 2 O и NH 3 увеличиваются в некоторых путях с резко возросшим спросом на биоэнергию. {2.2.2, 2.3.1, 2.4.2, 2.5.3}
Роль удаления углекислого газа (CDR)
Все проанализированные пути, ограничивающие потепление до 1,5 °C без или с ограниченным превышением, используют CDR в некоторой степени для нейтрализации выбросов из источников, для которых не были определены меры по смягчению последствий, и, в большинстве случаев, также для достижения чистых отрицательных выбросов для возврата к глобальному потеплению до 1.
5°C после пика ( высокая достоверность ). Чем дольше откладывается сокращение выбросов CO 2 до нуля, тем выше вероятность превышения 1,5°C и тем тяжелее подразумеваемая зависимость от чистых отрицательных выбросов после середины века, чтобы вернуть потепление к 1,5°C ( высокая достоверность ). Более быстрое сокращение нетто-выбросов CO 2 при 1,5 °C по сравнению с путями при 2 °C в основном достигается за счет мер, которые приводят к меньшему производству и выбросу CO 2 , и лишь в меньшей степени за счет дополнительных CDR.Ограничения скорости, масштаба и социальной приемлемости развертывания CDR также ограничивают возможную степень превышения температуры. Ограниченность нашего понимания того, как углеродный цикл реагирует на чистые отрицательные выбросы, увеличивает неопределенность в отношении эффективности CDR для снижения температуры после пика. {2.2, 2.3, 2.6, 4.3.7}
Масштабное развертывание CDR не доказано, и зависимость от такой технологии представляет собой большой риск в способности ограничить потепление до 1,5°C.
CDR требуется меньше в путях с особенно сильным акцентом на энергоэффективность и низкий спрос.Масштабы и тип развертывания CDR широко варьируются в зависимости от путей 1,5°C, с различными последствиями для достижения целей устойчивого развития ( высокая достоверность ). Некоторые пути больше полагаются на биоэнергию с улавливанием и хранением углерода (BECCS), в то время как другие больше полагаются на облесение, которые являются двумя методами CDR, наиболее часто включенными в интегрированные пути. Компромиссы с другими целями устойчивого развития происходят преимущественно из-за увеличения спроса на землю, энергию, воду и инвестиции.Использование биоэнергии является существенным в путях 1,5 ° C с BECCS или без него из-за его многочисленных ролей в обезуглероживании использования энергии. {2.3.1, 2.5.3, 2.6.3, 4.3.7}
Свойства переходов энергии и земли в путях 1,5°C
Доля первичной энергии из возобновляемых источников энергии увеличивается, в то время как использование угля снижается по всем путям, что ограничивает потепление до 1,5 °C с отсутствием или ограниченным превышением ( высокая достоверность ).
К 2050 году возобновляемые источники энергии (включая биоэнергию, гидроэнергию, энергию ветра и солнечную энергию, с использованием метода прямой эквивалентности) будут обеспечивать 52–67% (межквартильный диапазон) первичной энергии в 1.пути 5 ° C без или с ограниченным превышением; в то время как доля угля снижается до 1–7% (межквартильный диапазон), при этом большая часть этого угля используется в сочетании с улавливанием и хранением углерода (CCS). С 2020 по 2050 год первичная энергия, поставляемая нефтью, снижается по большинству направлений (межквартильный диапазон от -39 до -77%). Природный газ изменяется на -13% до -62% (межквартильный диапазон), но некоторые пути показывают заметное увеличение, хотя и при широком распространении CCS. Общее развертывание CCS широко варьируется в зависимости от версии 1.Пути 5°C без превышения или с ограниченным выбросом, с кумулятивным накоплением CO 2 до 2050 г. в диапазоне от нуля до 300 ГтCO 2 (минимальный–максимальный диапазон), из которых от нуля до 140 ГтCO 2 хранится из биомассы .
Первичная энергия, поставляемая биоэнергией, колеблется в пределах 40–310 ЭДж в год 92 436 -1 92 437 в 2050 г. (минимально-максимальный диапазон), а ядерная — в диапазоне 3–66 ЭДж в год 92 436 -1 (минимально-максимальный диапазон). Эти диапазоны отражают как неопределенность в технологическом развитии, так и выбор стратегического портфеля мер по смягчению последствий.{2.4.2}
Траектории 1,5°C без или с ограниченным превышением включают быстрое снижение углеродоемкости электричества и увеличение электрификации конечного использования энергии ( высокая степень достоверности ). К 2050 г. углеродоемкость электричества снизится с −92 до +11 гCO 2 МДж −1 (минимальный–максимальный диапазон) примерно с 140 гCO 2 МДж −1 в 2020 г., а электричество покрывает 34 -71% (минимальный-максимальный диапазон) конечной энергии через 1.5°C без или с ограниченным превышением по сравнению с примерно 20% в 2020 году.
К 2050 году доля электроэнергии, поставляемой возобновляемыми источниками энергии, увеличится до 59–97% (минимальный-максимальный диапазон) по 1,5°C-вариантам без или с ограниченным превышением. Пути с более высокими шансами удержать потепление ниже 1,5°C обычно показывают более быстрое снижение углеродоемкости электричества к 2030 году, чем пути, которые временно превышают 1,5°C. {2.4.1, 2.4.2, 2.4.3}
Переходы в глобальном и региональном землепользовании обнаруживаются во всех путях, ограничивающих глобальное потепление до 1.5°C без превышения или с ограниченным превышением, но их масштабы зависят от применяемого портфеля мер по смягчению последствий ( высокая степень достоверности ) . Пути, которые ограничивают глобальное потепление до 1,5 °C без или с ограниченным превышением, предусматривают сокращение на 4 млн км 92 436 2 92 437 до 2,5 млн км 92 436 2 92 437 увеличение площади непастбищных сельскохозяйственных угодий под продовольственные и кормовые культуры и увеличение на 0,5–11 млн км 2 сокращение пастбищных угодий, которые должны быть преобразованы в 0-6 млн км 2 сельскохозяйственных земель для выращивания энергетических культур и 2 млн км 2 сокращения до 9.
5 млн км 2 прирост лесов к 2050 г. по сравнению с 2010 г. ( средняя достоверность ). Переходы в землепользовании аналогичной величины можно наблюдать в смоделированных путях 2°C ( средняя достоверность ). Такие крупные переходы создают серьезные проблемы для устойчивого управления различными потребностями в земле для населенных пунктов, продуктов питания, кормов для скота, волокон, биоэнергии, хранения углерода, биоразнообразия и других экосистемных услуг (, высокая достоверность, ). {2.3.4, 2.4.4}
Снижение спроса и изменение поведения
Меры со стороны спроса являются ключевыми элементами 1.пути 5°C. Выбор образа жизни, снижающий потребность в энергии, а также потребление пищи, связанное с землей и выбросами парниковых газов, может дополнительно способствовать достижению путей потепления на 1,5°C ( высокая достоверность ). К 2030 и 2050 годам во всех секторах конечного потребления (включая строительство, транспорт и промышленность) будет наблюдаться заметное сокращение спроса на энергию в смоделированных сценариях повышения температуры на 1,5°C, сопоставимое и превышающее прогнозы в сценариях повышения температуры на 2°C.
Отраслевые модели подтверждают масштабы этих сокращений. {2.3.4, 2.4.3, 2.5.1}
Связи между 1.5 ° C Пути и устойчивое развитие
Выбор портфелей мер по смягчению последствий для ограничения потепления до 1,5°C может положительно или отрицательно повлиять на достижение других социальных целей, таких как устойчивое развитие ( высокая степень достоверности ). В частности, меры со стороны спроса и эффективности, а также образ жизни, который ограничивает потребление энергии, ресурсов и продуктов питания с высоким содержанием парниковых газов, поддерживают устойчивое развитие (, средняя достоверность, ). Ограничение нагрева до 1.5°C может быть достигнут синергетически со снижением уровня бедности и повышением энергетической безопасности, а также может принести большую пользу общественному здравоохранению за счет улучшения качества воздуха, предотвращая миллионы преждевременных смертей .
