Географическая оболочка земли состав особенности. Структура географической оболочки. Географическая оболочка и человек
ГЕОГРАФИЧЕСКАЯ ОБОЛОЧКА, генетически и функционально целостная оболочка Земли, охватывающая нижние слои атмосферы, верхние толщи земной коры, гидросферу и биосферу. Все эти геосферы, проникая друг в друга, находятся в тесном взаимодействии. От других оболочек географическая оболочка отличается наличием жизни, различных видов энергии, а также возрастающих и преобразующих антропогенных воздействий. В связи с этим в состав географической оболочки включают социосферу, техносферу, а также ноосферу. Географическая оболочка имеет свою пространственно-временную структуру как результат естественноисторического развития. Главными источниками всех происходящих в географической оболочке процессов являются: энергия Солнца, обусловливающая наличие гелиотермической зоны, внутреннее тепло Земли и гравитационная энергия. В пределах гелиотермической зоны (мощностью несколько десятков метров) суточные и годовые колебания температуры определяются потоком солнечной энергии. Земля на верхней границе атмосферы получает 10760 МДж/м 2 в год, отражается от земной поверхности 3160 МДж/м в год, что в несколько тысяч раз больше теплового потока из недр Земли на поверхность. Неравномерное поступление и распределение солнечной энергии по шарообразной поверхности Земли приводит к глобальной пространственной дифференциации природных условий (смотри Географические пояса). Значительное влияние на формирование географической оболочки оказывает внутреннее тепло Земли; с воздействием эндогенных факторов связана неоднородность макроструктуры литосферы (возникновение и развитие континентов, горных систем, обширных равнин, океанических впадин и др.). Границы географической оболочки выражены нечётко. Ряд российских географов (А. А. Григорьев, С. В. Калесник, М. М. Ермолаев, К. К. Марков, А. М. Рябчиков) верхнюю границу проводят в стратосфере (на высоте 25-30 км, на уровне максимальной концентрации озонового слоя), где поглощается жёсткая ультрафиолетовая радиация, сказывается тепловое воздействие земной поверхности и ещё могут существовать живые организмы. Другие российские учёные (Д. Л. Арманд, А. Г. Исаченко, Ф. Н. Мильков, Ю. П. Селивёрстов) определяют верхнюю границу по рубежу тропосферы и стратосферы — тропопаузе (8-18 км), принимая во внимание теснейшую связь процессов в тропосфере со свойствами подстилающей поверхности Земли. Нижнюю границу часто совмещают (А. Г. Исаченко, С. В. Калесник, И. М. Забелин) с нижним пределом зоны гипергенеза (глубиной от нескольких сотен метров и более) в верхней части литосферы. Значительная часть российских учёных (Д. Л. Арманд, А. А. Григорьев, Ф. Н. Мильков, А. М. Рябчиков, Ю. П. Селивёрстов и др.) за нижнюю границу географической оболочки принимают среднюю глубину сейсмического или вулканического очагов, подошву земной коры (границу Мохоровичича). Двум типам земной коры (континентальному и океаническому) соответствуют различные пределы нижней границы — от 70-80 до 6- 10 км. Географическая оболочка сформировалась в результате длительной (4,6 миллиарда лет) эволюции Земли, когда с разной степенью интенсивности и значимости проявились основные «механизмы» планетарных процессов: вулканизм; образование подвижных поясов; наращивание и раздвижение (спрединг) литосферы; геоморфологический цикл; развитие гидросферы, атмосферы, растительного покрова и животного мира; хозяйственная деятельность человека и др. Интегральными процессами выступают геологический круговорот вещества, биологический круговорот и влагооборот. Географической оболочке свойственна ярусная структура с увеличением плотности вещества книзу. Географическая оболочка находится в постоянном изменении, причём её развитие и усложнение протекают неравномерно во времени и пространстве. Географическую оболочку характеризуют следующие черты:
1. Целостность, обусловленная непрерывным обменом вещества и энергии между составными частями, поскольку взаимодействие всех компонентов связывает их в единую материальную систему, в которой изменение даже одного звена влечёт сопряжённое изменение и всех остальных.
2. Наличие ряда круговоротов вещества (и связанной с ним энергии), обеспечивающих многократность повторения одних и тех же процессов и явлений. Сложность круговоротов различна, среди них механические движения (циркуляция атмосферы, система морских поверхностных течений), смена агрегатного состояния вещества (влагооборот) и биохимическая трансформация (биологический круговорот).
3. Цикличность (ритмичность) проявления многих природных процессов и явлений. Выделяется ритмика суточная (смена дня и ночи), годовая (смена времён года), внутривековая (циклы в 25-50 лет, наблюдаемые в колебаниях климата, ледников, уровней озёр, водоносности рек и тому подобное), сверхвековая (смена каждые 1800-1900 лет фазы прохладно-влажного климата фазой сухого и тёплого) и тому подобное.
4. Непрерывность развития географической оболочки и её географического фокуса — ландшафтной сферы Земли — происходит под влиянием взаимодействия экзогенных и эндогенных сил. Следствиями этого развития являются:
а) территориальная дифференциация поверхности суши, океана и морского дна на участки, различающиеся по внутренним особенностям и внешнему облику (ландшафты, геокомплексы); особые формы территориальной дифференциации — географические зональность и высотная поясность ландшафтов;
б) существенные различия природы в Северном и Южном полушариях, в распределении суши и моря (преобладающая часть суши находится в Северном полушарии), климата, состава животного и растительного мира, в характере ландшафтных зон и т.п.;
в) гетерохронность развития географической оболочки, обусловленная пространственной разнородностью природы Земли, вследствие чего в один и тот же момент разные территории либо находятся в различных фазах одинаково направленного эволюционными процесса, либо отличаются друг от друга направлением развития (примеры: древнее оледенение в разных районах Земли начиналось и кончалось неодновременно; в одних географических зонах климат становится суше, в других в то же время — влажнее и тому подобное).
К идее географической оболочки впервые подошли российские учёные П. И. Броунов (1910) и Р. И. Аболин (1914). Термин ввёл и обосновал А. А. Григорьев (1932). Понятия, аналогичные географической оболочке, имеются в зарубежной географии («земная оболочка» немецкого учёного А. Гетнера и американского учёного Р. Хартшорна; «геосфера» австрийского географа Г. Кароля и др.), в которой она рассматривается обычно не как природная система, а как совокупность природных и общественных явлений.
Лит.: Аболин Р. И. Опыт эпигенологической классификации болот // Болотоведение. 1914. №3; Броунов П. И. Курс физической географии. П., 1917; Григорьев А. А. Опыт аналитической характеристики состава и строения физико-географической оболочки земного шара. Л.; М., 1937; он же. Закономерности строения и развития географической среды. М., 1966; Марков К. К. Полярная асимметрия географической оболочки // Изв. Всесоюзного географического общества. 1963. Т. 95. Вып. 1; он же. Пространство и время в географии // Природа. 1965. №5; Carol Н. Zur Theorie der Geographie // Mitteilungen der Оsterreichischen Geographischen Gessellschaft. 1963. Bd 105. Н. 1-2; Калесник С. В. Общие географические закономерности Земли. М., 1970; Исаченко А. Г. Системы и ритмы зональности // Изв. Всесоюзного географического общества. 1971. Т. 103. Вып. 1.
К. Н. Дьяконов.
Строение географической оболочки
Географическая оболочка представляет собой целостную непрерывную приповерхностную часть Земли, в пределах которой отмечается интенсивное взаимодействие четырех компонентов: литосферы, гидросферы, атмосферы и биосферы (живого вещества). Это наиболее сложная и разнообразная материальная система нашей планеты, которая включает в себя всю гидросферу, нижний слой атмосферы (тропосферу), верхнюю часть литосферы и населяющие их живые организмы. Пространственная структура географической оболочки трехмерна и сферична. Это зона активного взаимодействия природных компонентов, в которой наблюдается наибольшее проявление физико-географических процессов и явлений.
Границы географической оболочки нечеткие. Вверх и вниз от земной поверхности взаимодействие компонентов постепенно ослабевает, а затем полностью исчезает. Поэтому ученые проводят границы географической оболочки по-разному. За верхнюю границу часто принимается озоновый слой, расположенный на высоте 25 км, где задерживается большая часть ультрафиолетовых лучей, губительно действующих на живые организмы. Однако некоторые исследователи проводят ее по верхней границе тропосферы, которая наиболее активно взаимодействует с земной поверхностью. За нижнюю границу на суше обычно принимают подошву коры выветривания мощностью до 1 км, а в океане – океаническое дно.
Географическая оболочка состоит из структурных частей – компонентов. Это горные породы, вода, воздух, растения, животные и почвы.
Раздел VI географическая оболочка и физико-географическое районирование
Они различаются по физическому состоянию (твердое, жидкое, газообразное), уровню организации (неживое, живое, биокосное), химическому составу, активности (инертные – породы, почва, мобильные – вода, воздух, активное – живое вещество).
Географическая оболочка в горизонтальном направлении расчленяется на отдельные природные комплексы, что определяется неравномерным распределением тепла на разных участках земной поверхности и ее неоднородностью.
Природные комплексы, образовавшиеся на суше, называю территориальными, а в океане или другом водоеме – аквальными. Географическая оболочка – это природный комплекс самого высокого, планетарного ранга. На суше она включает в себя менее крупные природные комплексы: материки и океаны, природные зоны и такие природные образования, как Восточноевропейская равнина, пустыня Сахара, Амазонская низменность и др. Самым малым природно-территориальным комплексом, в структуре которого участвуют все основные компоненты, считается физико-географический район. Он представляет собой блок земной коры, связанный со всеми остальными компонентами комплекса, то есть с водой, воздухом, растительностью и животным миром. Блок этот должен быть достаточно обособленным от соседних блоков и иметь свою морфологическую структуру, то есть включать в себя части ландшафта, которыми являются фации, урочища и местности.
Географическая оболочка имеет своеобразную пространственную структуру. Она трехмерна и сферична. Это зона наиболее активного взаимодействия природных компонентов, в которой наблюдается наибольшая интенсивность разнообразных физико-географических процессов и явлений. На некотором расстоянии вверх и вниз от земной поверхности, взаимодействие компонентов ослабевает, а затем и вовсе исчезает. Происходит это постепенно и границы географической оболочки – нечеткие. Поэтому исследователи по-разному проводят ее верхнюю и нижнюю границы. За верхнюю границу часто принимается озоновый слой, залегающий на высоте 25-. Этот слой поглощает ультрафиолетовые лучи, поэтому ниже него возможна жизнь. Однако некоторые исследователи проводят границу оболочки ниже – по верхней границе тропосферы, принимая во внимание, что тропосфера наиболее активно взаимодействует с земной поверхностью. Поэтому в ней проявляется географическая поясность и зональность.
Нижнюю границу еографической оболочки часто проводят по разделу Мохоровичича, то есть по астеносфере, являющейся подошвой земной коры. В более современных работах эта граница проводится выше и ограничивает снизу лишь часть земной коры, которая непосредственно участвует во взаимодействии с водой, воздухом и живыми организмами. В результате создается кора выветривания, в верхней части которой находится почва.
Зона активного преобразования минерального вещества на суше имеет мощность до нескольких сотен метров, а под океаном лишь десятки метров. Иногда к еографической оболочке относят весь осадочный слой литосферы.
Географ Н.А. Солнцев считает, что к еографической оболочке можно отнести пространство Земли, где вещество находится в жидком, газовом и твердом атомном состояниях, или в форме живого вещества . За пределами этого пространства вещество находится в субатомном состоянии, образуя ионизированный газ атмосферы или уплотненные упаковки атомов литосферы.
Этому соответствуют границы, о которых уже говорилось выше: верхняя граница тропосферы, озоновый экран – вверх, нижний предел выветривания и нижняя граница гранитного слоя земной коры – вниз.
Еще статьи о географической оболочке
Лекция: Географическая оболочка ее структура и границы.
Географическая оболочка представляет собой целостную непрерывную приповерхностную часть Земли, в пределах которой отмечается интенсивное взаимодействие четырех компонентов: литосферы, гидросферы, атмосферы и биосферы (живого вещества). Это наиболее сложная и разнообразная материальная система нашей планеты, которая включает в себя всю гидросферу, нижний слой атмосферы (тропосферу), верхнюю часть литосферы и населяющие их живые организмы.
Географическая оболочка Земли
Пространственная структура географической оболочки трехмерна и сферична. Это зона активного взаимодействия природных компонентов, в которой наблюдается наибольшее проявление физико-географических процессов и явлений.
Границы географической оболочки нечеткие. Вверх и вниз от земной поверхности взаимодействие компонентов постепенно ослабевает, а затем полностью исчезает. Поэтому ученые проводят границы географической оболочки по-разному. За верхнюю границу часто принимается озоновый слой, расположенный на высоте 25 км, где задерживается большая часть ультрафиолетовых лучей, губительно действующих на живые организмы. Однако некоторые исследователи проводят ее по верхней границе тропосферы, которая наиболее активно взаимодействует с земной поверхностью. За нижнюю границу на суше обычно принимают подошву коры выветривания мощностью до 1 км, а в океане – океаническое дно.
Представления о географической оболочке, как об особом природном образовании, было сформулировано в начале XX в. А.А.Григорьевым и С.В.Калесником. Ими были раскрыты основные особенности географической оболочки: 1) сложность состава и разнообразие состояния вещества; 2) протекание всех физико-географических процессов за счет солнечной (космической) и внутренней (теллурической) энергии; 3) трансформация и частичная консервация всех видов энергии, поступающих в нее; 4) сосредоточение жизни и наличие человеческого общества; 5) наличие вещества в трех агрегатных состояниях.
Географическая оболочка состоит из структурных частей – компонентов. Это горные породы, вода, воздух, растения, животные и почвы. Они различаются по физическому состоянию (твердое, жидкое, газообразное), уровню организации (неживое, живое, биокосное), химическому составу, активности (инертные – породы, почва, мобильные – вода, воздух, активное – живое вещество).
Географическая оболочка имеет вертикальную структуру, состоящую из отдельных сфер. Нижний ярус сложен плотным веществом литосферы, а верхние представлены более легким веществом гидросферы и атмосферы. Такая структура является результатом дифференциации вещества с выделением плотного вещества в центре Земли, а более легкого – по периферии. Вертикальная дифференциация географической оболочки послужила основанием Ф.Н.Милькову для выделения внутри нее ландшафтной сферы – тонкого слоя (до 300 м), где происходит соприкосновение и активное взаимодействие земной коры, атмосферы и гидросферы.
Географическая оболочка в горизонтальном направлении расчленяется на отдельные природные комплексы, что определяется неравномерным распределением тепла на разных участках земной поверхности и ее неоднородностью. Природные комплексы, образовавшиеся на суше, называю территориальными, а в океане или другом водоеме – аквальными. Географическая оболочка – это природный комплекс самого высокого, планетарного ранга. На суше она включает в себя менее крупные природные комплексы: материки и океаны, природные зоны и такие природные образования, как Восточноевропейская равнина, пустыня Сахара, Амазонская низменность и др. Самым малым природно-территориальным комплексом, в структуре которого участвуют все основные компоненты, считается физико-географический район. Он представляет собой блок земной коры, связанный со всеми остальными компонентами комплекса, то есть с водой, воздухом, растительностью и животным миром. Блок этот должен быть достаточно обособленным от соседних блоков и иметь свою морфологическую структуру, то есть включать в себя части ландшафта, которыми являются фации, урочища и местности.
скачать
Реферат на тему:
Географическая оболочка
План:
- Введение
- 1Терминология
- 2Компоненты географической оболочки
- 2.1Земная кора
- 2.2Тропосфера
- 2.3Стратосфера
- 2.4Гидросфера
- 2.5Биосфера
- 2.6Стратисфера
Примечания
Литература
Введение
Географи́ческая оболо́чка - в российской географической науке под этим понимается целостная и непрерывная оболочка Земли, где её составные части (земная кора, тропосфера, стратосфера, гидросфера и биосфера) проникают друг в друга и находятся в тесном взаимодействии. Между ними происходит непрерывный обмен веществом и энергией.
Верхнюю границу географической оболочки проводят по стратопаузе, так как до этого рубежа сказывается тепловое воздействие земной поверхности на атмосферные процессы; границу географической оболочки в литосфере часто совмещают с нижним пределом области гипергенеза (иногда за нижнюю границу географической оболочки принимают подножие стратисферы, среднюю глубину сейсмических или вулканических очагов, подошву земной коры, уровень нулевых годовых амплитуд температуры). Географическая оболочка полностью охватывает гидросферу, опускаясь в океане на 10-11 км ниже уровня моря, верхнюю зону земной коры и нижнюю часть атмосферы (слой мощностью 25-30 км). Наибольшая толщина географической оболочки близка к 40 км. Кроме того существовала книга «Географическая оболочка» Географическая оболочка является объектом исследования географии и её наук.
1. Терминология
Несмотря на критику термина «географическая оболочка» и сложности для его определения активно используется в географии и является одним из основных понятий в российской географии.
Представление о географической оболочке как о «наружной сфере земли» введено русским метеорологом и географом П. И. Броуновым (1910). Современное понятие разработано и введено в систему географических наук А. А. Григорьевым (1932). Наиболее удачно история понятия и спорные вопросы рассмотрены в трудах И. М. Забелина.
Понятия, аналогичные понятию географической оболочки, есть и в зарубежной географической литературе (земная оболочка А. Гетнера и Р. Хартшорна, геосфера Г.
Географическая оболочка, её свойства и целостность
Кароля и др.). Однако там географическая оболочка рассматривается обычно не как природная система, а как совокупность природных и общественных явлений.
Существуют другие земные оболочки на границах соединения различных геосфер.
2. Компоненты географической оболочки
2.1. Земная кора
Земная кора - это верхняя часть твёрдой земли. От мантии отделена границей с резким повышением скоростей сейсмических волн - границей Мохоровичича. Толщина коры колеблется от 6 км под океаном, до 30-50 км на континентах. Бывает два типа коры - континентальная и океаническая. В строении континентальной коры выделяют три геологических слоя: осадочный чехол, гранитный и базальтовый. Океаническая кора сложена преимущественно породами основного состава, плюс осадочный чехол. Земная кора разделена на различные по величине литосферные плиты, двигающиеся относительно друг друга. Кинематику этих движений описывает тектоника плит.
2.2. Тропосфера
Её верхняя граница находится на высоте 8-10 км в полярных, 10-12 км в умеренных и 16-18 км в тропических широтах; зимой ниже, чем летом. Нижний, основной слой атмосферы. Содержит более 80 % всей массы атмосферного воздуха и около 90 % всего имеющегося в атмосфере водяного пара. В тропосфере сильно развиты турбулентность и конвекция, возникают облака, развиваются циклоны и антициклоны. Температура убывает с ростом высоты со средним вертикальным градиентом 0,65°/100 м
За «нормальные условия» у поверхности Земли приняты: плотность 1,2 кг/м3, барометрическое давление 101,34 кПа, температура плюс 20 °C и относительная влажность 50 %. Эти условные показатели имеют чисто инженерное значение.
2.3. Стратосфера
Верхняя граница - на высоте 50-55 км. Температура с ростом высоты возрастает до уровня около 0 °C. Малая турбулентность, ничтожное содержание водяного пара, повышенное по сравнению с ниже - и вышележащими слоями содержание озона (максимальная концентрация озона на высотах 20-25 км).
2.4. Гидросфера
Гидросфера - совокупность всех водных запасов Земли. Большая часть воды сосредоточена в океане, значительно меньше - в континентальной речной сети и подземных водах. Также большие запасы воды имеются в атмосфере, в виде облаков и водяного пара.
Часть воды находится в твёрдом состоянии в виде ледников, снежного покрова, и в вечной мерзлоте, слагая криосферу.
2.5. Биосфера
Биосфера - это совокупность частей земных оболочек (лито-, гидро- и атмосфера), которая заселена живыми организмами, находится под их воздействием и занята продуктами их жизнедеятельности.
2.6. Стратисфера
Стратисфера - верхняя оболочка Земли толщиной до 20 км, имеющая слоистое строение и состоящая из осадочных и осадочно-вулканических пород.
Примечания
- Tanimoto Toshiro Crustal Structure of the Earth — www.agu.org/books/rf/v001/RF001p0214/RF001p0214.pdf / Thomas J. Ahrens. - Washington, DC: American Geophysical Union, 1995. - ISBN ISBN 0-87590-851-9
Литература
- Броунов П. И. Курс физической географии, СПб., 1917.
- Григорьев А. А. Опыт аналитической характеристики состава и строения физико-географической оболочки земного шара, Л.-М., 1937.
- Григорьев А. А. Закономерности строения и развития географической среды, М., 1966.
Географическая оболочка и ее свойства. Земной шар состоит из нескольких оболочек: атмосферы, гидросферы, литосферы. Кроме того, на Земле выделяют биосферу, заселенную живыми организмами. Все оболочки тесно соприкасаются и взаимодействуют друг с другом.
Географическая оболочка (ГО) – единая материальная система, в пределах которой взаимодействуют литосфера, гидросфера, атмосфера и биосфера. В географическую оболочку входят верхняя часть литосферы, нижняя часть – атмосферы, вся биосфера, вся гидросфера. В результате такого тесного взаимопроникновения в географической оболочке развиваются процессы, которые отличают ее от других сфер:
1) только в ГО возможно разнообразие видов энергии, преобразование солнечной энергии в растениях (фотосинтез);
2) только в ГО возможно пребывание вещества в трех агрегатных состояниях;
3) только для ГО характерно наличие органического вещества и жизни, развивается человеческое общество.
Главный источник энергии в географической оболочке – Солнце. Солнечная радиация на Земле обеспечивает все процессы, протекающие в ГО, участвует во всех круговоротах вещества. В развитии ГО существуют свои закономерности и характерные черты: целостность, ритмичность и зональность, круговороты вещества и энергии.
Круговороты вещества и энергии : все вещества ГО находятся в постоянном круговороте. Испарившаяся из океанов вода переносится воздушными течениями на сушу, выпадает в виде осадков и снова возвращается в океан речками и подземными водами – так замыкается круговорот воды в природе. Биологический круговорот состоит в превращении растениями неорганических веществ в органические, которые после отмирания биомассы снова превращаются в неорганические. Часто круговороты вещества сопровождаются круговоротами энергии (например, выделение тепла при конденсации водяного пара и поглощение тепла при испарении). Круговороты обусловливают непрерывное развитие географической оболочки.
Целостность ГО проявляется в том, что изменение одного компонента природы неизбежно вызывает изменение всех остальных. Эти изменения могут равномерно охватывать всю географическую оболочку и проявляются в некоторых ее отдельных частях, оказывая влияние на другие части.
Ритмичность природных явлений заключается в повторяемости сходных явлений во времени. Примеры ритмичности: суточные и годовые периоды вращения Земли; длительные периоды горообразования и изменения климата на Земле; периоды изменения солнечной активности. Изучение ритмов важно для прогнозов процессов и явлений, происходящих в географической оболочке.
Зональность – закономерное изменение всех компонентов ГО от экватора к полюсам.
Что такое географическая оболочка, и каковы её свойства?
Она вызывается вращением шарообразной Земли с определенным наклоном оси вращения вокруг Солнца. В зависимости от географической широты солнечная радиация распределяется зонально и вызывает смену климатов, почв, растительности и других компонентов географической оболочки. Мировой закон зональности географической оболочки проявляется в ее разделении на географические пояса и природные зоны. На его основании проводят физико-географическое районирование Земли и отдельных ее участков.
Одновременно с зональными действуют и азональные факторы , связанные с внутренней энергией Земли (рельеф, высота, конфигурация материков). Они нарушают зональное распределение компонентов ГО. В любом месте земного шара зональные и азональные факторы действуют одновременно.
⇐ Предыдущая891011121314151617Следующая ⇒
Вопросы перед параграфом
1. Какие геосферы вы изучали?
Всего у планеты Земля четыре геосферы - это атмосфера, литосфера, гидросфера и литосфера. Но некоторые ученые стали выделять еще и земную кору, мантию и ядро Земли.
Атмосфера - вся воздушная оболочка Земли.
Литосфера - сфера включает в себя земную кору и поверхность мантии.
Гидросфера - вся водная часть Земли, все океаны, моря, реки и озера.
Биосфера - совокупность всего живого на Земле, люди, животные, птицы, рыбы, бактерии, вирусы.
2. Из каких веществ состоят оболочки Земли?
Атмосфера - заполненная воздухом оболочка земли. В составе атмосферы находятся азот, кислород, озон, а также углекислый газ. Гелий, водород и инертные газы содержатся в атмосфере в мельчайших долях процента. Литосфера - твердая оболочка. В составе литосферы можно встретить все известные вещества от горной породы до золота и серебра. Гидросфера состоит из воды. Занимает 70% поверхности планеты. Биосфера состоит из живых существ и находится в тесном взаимодействии с гидросферой и атмосферой. Также содержит органические вещества.
3. Где располагаются границы земных оболочек?
Географические оболочки Земли – это системы планеты, где все компоненты внутри взаимосвязаны и определены друг относительно друга. Выделяют четыре типа оболочек – атмосферу, литосферу, гидросферу и биосферу.
Первая - это атмосфера, внешняя ее оболочка. В ней граничат пять слоев: тропосфера (высотой 8 - 15 км), стратосфера (хранитильница озонового слоя), мезосфера, ионосфера и самый верхний - экзосфера. Ко второй из оболочек можно отнести литосферу. Из нее состоит земная кора, поэтому считается твердой оболочкой Земли. Водная - это гидросфера. По площади составляет 70% Земли и включает в себя все воды планеты. Благодаря живым организмам существует и еще одна - биосфера. Ее границы: суша, почва, гидросфера и нижний слой атмосферы.
4. О каких круговоротах веществ вы можете рассказать?
Что такое круговорот веществ, можно рассмотреть на примере. Самый простой из них - преобразования органических веществ. Изначально из них состоят все многоклеточные живые существа. После завершения их жизненного цикла тела их разлагаются специальными организмами, и органические соединения преобразуются в неорганические. После эти соединения поглощаются другими существами и внутри их тела снова восстанавливаются до органической формы. Далее процесс повторяется и циклически продолжается все время. Круговорот веществ осуществляется при непрерывном поступлении (потоке) внешней энергии Солнца и внутренней энергии Земли. В зависимости от движущей силы, с определенной долей условности, внутри круговорота веществ можно выделить геологический, биологический и антропогенный круговороты.
5. Приведите примеры влияния климата на растительный и животный мир.
Климат оказывает ключевое влияние на развитие экосистем. Например, в пустынях или на территориях суши, расположенных за полярным кругом, климатические условия для развития живых существ крайне неблагоприятные, что и определяет скудное биоразнообразие. В качестве обратного примера можно привести экваториальные территории, где круглый год поддерживается комфортная температура и достаточное количество влаги, что обуславливает бурное развитие и процветание растительного и животного миров.
6. Какое влияние оказывает человек на оболочки Земли?
Огромное и, к сожалению, негативное. Можно сказать, что деятельность людей оказывает прямое влияние на всю нашу планету, на все её оболочки. Люди изменяют ландшафты на своё усмотрение (литосфера), вырубают леса, что также приводит к изменениям на земной поверхности. Без "поддержки" корней почва оказывается незащищённой от ветра, и её верхний слой просто со временем сдувает. Люди осушают реки, создают водохранилища и добывают полезные ископаемые из недр планеты. Люди загрязняют водную и воздушную оболочки, от чего также страдает биосфера.
Вопросы и задания
1. Приведите примеры взаимосвязи геосфер Земли.
Взаимодействие геосфер Земли состоит во взаимном обмене веществом и взаимном влиянии динамики их сред. Движение воздушных масс в атмосфере влияет на движение воды в гидросфере. Жидкое вещество мантии проникает в земную кору и осуществляется обмен веществ между мантией и земной корой. Биосфера поставляет в атмосферу кислород. Гидросфера - водяные пары. Атмосфера защищает от солнца органический мир и гидросферу удерживая влагу и возвращая в виде осадков земле.
2. Определите понятие «географическая оболочка» и назовите ее основные свойства.
Географическая оболочка - совокупность взаимодействий таких планетарных слоев, как: литосфера и гидросфера, атмосфера и биосфера. Биосфера посредством фотосинтеза оказывает влияние на атмосферу. Атмосфера помогает почве не перегреваться. Биосфера в свою очередь влияет на гидросферу (организмы влияют на соленость океанов и морей). Изменение любой из оболочек влечет за собой изменение других. Так увеличение площади суши в период великого оледенения привело к похолоданию климата, и в результате Северную Америку и северную часть Евразии покрыли лед и снег. Это видоизменило растительный и животный мир, а также почву.
3. В каких границах рассматривают распространение географической оболочки?
Границы географической оболочки до сих пор четко не определены. За верхнюю ее границу ученые принимают обычно озоновый экран в атмосфере, за пределы которого не выходит жизнь на нашей планете. Нижняя граница чаще всего проводится в литосфере на глубинах не более 1000 м. Это верхняя часть земной коры, которая образована под сильным совместным воздействием атмосферы, гидросферы и живых организмов. Вся толща вод Мирового океана обитаема, поэтому если говорить о нижней границе географической оболочки в океане, то ее следует проводить по океаническому дну. В целом географическая оболочка нашей планеты имеет общую мощность около 30 км.
4. Каково строение географической оболочки?
Географическая оболочка представляет собой сложное образование, получившееся при взаимодействии и взаимопроникновении атмосферы, гидросферы, литосферы и биосферы.
Гидросфера и биосфера включены в географическую оболочку полностью, а литосфера и атмосфера - лишь частично (литосфера своей верхней частью, а атмосфера - нижней частью). Взаимодействие геосфер в географической оболочке происходит под воздействием энергии Солнца и внутренней энергии Земли.
5. В какой части света и в каких природных условиях появились предки современного человека?
Человек появился, как предполагают ученые, в своеобразных природных условиях глобальных климатических изменений около 2,6 млн. лет назад в Восточной Африке. Поэтому ее считают прародиной человечества. Расшифровка человеческого генома позволила ученым сделать удивительный вывод. Оказывается, все люди являются дальними родственниками. Все мы происходим от одного незначительного по численности племени.
6. Укажите на карте полушарий, в каких направлениях происходило заселение суши человеком.
В наши дни все пригодные для обитания участки суши заселены человеком. Но так было не всегда. Находки последних десятилетий показывают, что областями, где человек выделился в вид Homo sapiens, были восточные и центральные районы Африки, Передняя Азия Юго-Восточная Европа. В дальнейшем человек постепенно расселился по территории Земли. Примерно 30 тыс. лет назад люди заселили северные районы Европы, Юго-Восточную и Северо-Восточную Азию, откуда в периоды резкого расширения площади ледников они проникли в Новый Свет, в Австралию и Новую Гвинею. Около 10 тыс. лет назад пройдя всю Америку, человек достиг Огненной Земли.
7. Определите понятие «раса».
Раса – это исторически сложившаяся человеческая популяция, отличающаяся определенными биологическими признаками, которые проявляются внешне: разрез глаз, цвет кожи, структура волос и так далее. Традиционно человечество разделяют на три основные расы: монголоидную, европеоидную и негроидную.
Географическая оболочка — оболочка Земли, в пределах которой взаимно проникают друг в друга и находятся в тесном взаимодействии нижние слои атмосферы, верхние части литосферы, вся гидросфера и биосфера (рис. 1).
Представление о географической оболочке как о «наружной сфере земли» было введено русским метеорологом и географом П. И. Броуновым (1852-1927) еще в 1910 г., а современное понятие разработано известным географом академиком АН СССР А. А. Григорьевым.
Тропосфера, земная кора, гидросфера, биосфера — это структурные части географической оболочки , а заключенное в них вещество — ее компоненты.
Рис. 1. Схема строения географической оболочки
Несмотря на существенные различия структурных частей географической оболочки, у них есть одна общая, очень существенная черта — непрерывный процесс перемещения вещества. Однако скорость внутрикомпонентного перемещения вещества в разных структурных частях географической оболочки не одинакова. Наибольшие показатель скорости отмечены в тропосфере. Даже при безветрии совершенно неподвижного приземного воздуха не бывает. Условно в качестве средней скорости перемещения вещества в тропосфере можно принять величину 500-700 см/с.
В гидросфере из-за большей плотности воды скорость перемещения вещества ниже, причем здесь в отличие от тропосферы наблюдается общее закономерное убывание скорости движения вод с глубиной. В целом средние скорости переноса вод в Мировом океане составляют (см/с): на поверхности — 1,38, на глубине 100 м — 0,62, 200 м — 0,54, 500 м — 0,44, 1000 м — 0,37, 2000 м — 0,30, 5000 м -0,25.
В земной коре процесс переноса вещества настолько замедлен, что для его установления требуются специальные исследования. Скорость перемещения вещества в земной коре измеряется несколькими сантиметрами или даже миллиметрами в год. Так, скорость раздвижения срединно-океанического хребта варьирует от 1 см/год в Северном Ледовитом океане до 6 см/год в экваториальной части Тихого океана. Средняя же скорость раздвижения океанической земной коры составляет примерно 1,3 см/год. Установленная вертикальная скорость современных тектонических движений на суше такого же порядка.
Во всех структурных частях географической оболочки внутрикомпонентное перемещение вещества протекает в двух направлениях: горизонтальном и вертикальном. Эти два направления не противостоят друг другу, а представляют собой разные стороны одного и того же процесса.
Между структурными частями географической оболочки осуществляется активный и непрерывный обмен веществом и энергией (рис. 2). Например, в атмосферу в результате испарения с поверхности океана и суши поступает вода, твердые частицы попадают в воздушную оболочку во время извержения вулканов или с помощью ветра. Воздух и вода, проникая по трещинам и порам вглубь горных порол, попадают в литосферу. В водоемы постоянно поступают газы из атмосферы, а также различные твердые частицы, которые сносят потоки воды. От поверхности Земли нагреваются верхние слои атмосферы. Растения поглощают из атмосферы углекислый газ и выделяют в нее кислород, необходимый для дыхания всем живым существам. Живые организмы, отмирая, формируют почвы.
Рис. 2. Схема связей в системе географической оболочки
Вертикальные границы географической оболочки выражены нечетко, поэтому ученые определяют их по-разному. А. А. Григорьев, как и большинство ученых, верхнюю границу географической оболочки проводил в стратосфере на высоте 20-25 км, ниже слоя максимальной концентрации озона, задерживающего ультрафиолетовое излучение Солнца. Ниже этого слоя наблюдаются движения воздуха, связанные с взаимодействием атмосферы с сушей и океаном; выше движения атмосферы этого характера сходят на нет. Наибольшие споры среди ученых вызывает нижняя граница географической оболочки.
Чаще всего ее проводят по подошве земной коры, т. е. на глубине 8-10 км под океанами и 40-70 км под материками. Таким образом, общая мощность географической оболочки составляет около 30 км. По сравнению с размерами Земли это тонкая пленка.
Компоненты географической оболочки и их взаимодействие.
Атмосфера, литосфера, гидросфера и биосфера - четыре оболочки земного шара находятся в сложном взаимодействии, взаимопроникают друг в друга. Все вместе они составляют географическую оболочку.
В географической оболочке развивается жизнь, проявляется деятельность воды, льда, ветра, образуются почвы, осадочные горные породы.
Географическая оболочка - это область сложного взаимопроникновения, взаимодействия космических и земных сил. Она продолжает развиваться и усложняться в результате взаимодействия живой и неживой природы.
Верхняя граница географической оболочки соответствует тропопаузе - переходному слою между тропосферой и стратосферой. Над экватором этот слой располагается на высоте 16-18 км, а на полюсах - 8-10 км. На этих высотах затухают и прекращаются процессы, порождаемые взаимодействием геосфер. В стратосфере практически отсутствует водяной пар, нет вертикального перемещения воздуха, изменение температур не связано с влиянием земной поверхности. Невозможна здесь и жизнь.
Нижняя граница на суше проходит на глубине 3-5 км, т. е. там, где изменяются состав и свойства горных пород, отсутствуют вода в жидком состоянии и живые организмы.
Географическая оболочка Земли представляет собой целостную материальную систему, качественно отличную от других геосфер Земли. Ее целостность определяется непрерывным взаимодействием твердых, жидких и газообразных, а с возникновением жизни - и живых веществ. Все составные части географической оболочки взаимодействуют, используя солнечную энергию, поступающую на Землю, и энергию внутренних сил Земли.
Взаимодействие между геосферами Земли в пределах географической оболочки происходит в результате круговорота веществ (воды, углерода, кислорода, азота, углекислого газа и др.).
Все компоненты географической оболочки находятся в сложных взаимосвязях. Изменение одного компонента непременно вызывает изменение и других.
Ритмичность явлений в географической оболочке. Географическая оболочка Земли постоянно изменяется, усложняются взаимосвязи между ее отдельными компонентами. Эти изменения происходят во времени и в пространстве. В природе существуют ритмы разной продолжительности. Короткие, суточные и годовые ритмы особенно важны для живых организмов. Их периоды покоя и активности согласуются с этими ритмами. Суточный ритм (смена дня и ночи) обусловлен вращением Земли вокруг своей оси; годовой ритм (смена времен года) - обращением Земли вокруг Солнца. Годовая ритмика проявляется в существовании периодов покоя и вегетации у растений, в линьке и миграции животных, в некоторых случаях - в спячке, размножении. Годовая ритмика в географической оболочке зависит от широты мест: в экваториальных широтах она выражена слабее, чем в умеренных или полярных.
Суточные ритмы протекают на фоне годовых, годовые - на фоне многолетних. Существуют также вековые, многолетние ритмы, например изменения климата (похолодание - потепление, иссушение - увлажнение).
Изменения в географической оболочке происходят и в результате движения материков, наступления и отступления морей, в ходе геологических процессов: при эрозии и аккумуляции, работе моря, вулканизме. В целом географическая оболочка развивается поступательно: от простого к сложному, от низшего к высшему.
Зональность и секторность географической оболочки.
Важнейшая структурная особенность географической оболочки - ее зональность. Закон зональности был сформулирован великим русским ученым-естествоиспытателем В. В. Докучаевым, который писал, что расположение нашей планеты относительно Солнца, ее вращение и шарообразность влияют на климат, растительность и животных, которые распределяются по земной поверхности по направлению с севера на юг в строго определенном порядке.
Зональность лучше выражена на обширных равнинах. Однако границы географических зон редко совпадают с параллелями. Дело в том, что на распределение зон оказывают влияние многие другие природные факторы (например, рельеф). В пределах зоны могут наблюдаться значительные различия. Это объясняется тем, что зональные процессы накладываются на азональные, обусловленные внутренними факторами, не подчиненными законам зональности (рельеф, распределение суши и воды).
Самые крупные зональные подразделения географической оболочки - географические пояса, их выделяют по радиационному балансу (приходу-расходу солнечной радиации) и характеру общей циркуляции атмосферы. На Земле существуют следующие географические пояса: экваториальный, субэкваториальные (северный и южный), тропические (северный и южный), субтропические (северный и южный), умеренные (северный и южный), субполярные (субарктический и субантарктический), полярные (арктический и антарктический).
Географические пояса не имеют правильной кольцевой формы, они расширяются, сужаются, изгибаются под воздействием материков и океанов, морских течений, горных систем.
На материках и океанах географические пояса качественно отличны. На океанах они хорошо выражены на глубинах до 150 м, слабо - до глубины 2000 м.
Под влиянием океанов на материках внутри географических поясов образуются долготные секторы (в поясах умеренных, субтропических и тропических), приокеанические и континентальные.
На равнинах в пределах географических поясов выделяют природные зоны (рис. 45). В континентальном секторе умеренного пояса в пределах Восточно-Европейской равнины это зоны лесов, лесостепей, степей, полупустынь, пустынь. Природными зонами называют подразделения земной поверхности, характеризующиеся сходными почвенно-растительными и климатическими условиями. Основной фактор формирования почвенно-растительного покрова - соотношение температур и увлажнения.
Рис. 45. Основные биозоны Земли
Вертикальная поясность. По вертикали природные компоненты изменяются иными темпами, чем по горизонтали. При подъеме вверх в горах изменяются количество атмосферных осадков и световой режим. Эти же явления по-иному выражены на равнине. Разная экспозиция склонов - причина неодинакового распределения температуры, увлажнения, почвенно-растительного покрова. Причины широтной зональности и вертикальной поясности различны: зональность зависит от угла падения солнечных лучей и соотношения тепла и влаги; вертикальная поясность - от понижения температуры с высотой и степени увлажнения.
Почти каждая горная страна на Земле имеет свои особенности вертикальной поясности. Во многих горных странах пояс горной тундры выпадает и замещается поясом горных лугов.
Рис. 46. Изменение растительности в зависимости от широты и высоты местности
Высотная поясность начинается с зоны, расположенной у подошвы горы (рис. 46). Важнейшим фактором в распределении высоты поясов является степень увлажнения.
| |
§ 40. Круговорот веществ и энергии в биосфере
§ 42. Природные зоны россии
Географи́ческая оболо́чка - в российской географической науке под этим понимается целостная и непрерывная оболочка Земли, где её составные части: верхняя часть литосферы (земная кора), нижняя часть атмосферы (тропосфера, стратосфера, гидросфера и биосфера) — а также антропосфера проникают друг в друга и находятся в тесном взаимодействии. Между ними происходит непрерывный обмен веществом и энергией.
Верхнюю границу географической оболочки проводят по стратопаузе, так как до этого рубежа сказывается тепловое воздействие земной поверхности на атмосферные процессы; границу географической оболочки в литосфере часто совмещают с нижним пределом области гипергенеза (иногда за нижнюю границу географической оболочки принимают подножие стратисферы, среднюю глубину сейсмических или вулканических очагов, подошву земной коры, уровень нулевых годовых амплитуд температуры). Географическая оболочка полностью охватывает гидросферу, опускаясь в океане на 10-11 км ниже уровня моря, верхнюю зону земной коры и нижнюю часть атмосферы (слой мощностью 25 – 30 км). Наибольшая толщина географической оболочки близка к 40 км. Географическая оболочка является объектом исследования географии и её отраслевых наук.
Несмотря на критику термина «географическая оболочка» и сложности для его определения активно используется в географии и является одним из основных понятий в российской географии.
Представление о географической оболочке как о «наружной сфере земли» введено русским метеорологом и географом П. И. Броуновым (1910). Современное понятие разработано и введено в систему географических наук А. А. Григорьевым (1932). Наиболее удачно история понятия и спорные вопросы рассмотрены в трудах И. М. Забелина.
Понятия, аналогичные понятию географической оболочки, есть и в зарубежной географической литературе (земная оболочка А. Гетнера и Р. Хартшорна, геосфера Г. Кароля и др.). Однако там географическая оболочка рассматривается обычно не как природная система, а как совокупность природных и общественных явлений.
Существуют другие земные оболочки на границах соединения различных геосфер.
2 СТРУКТУРА ГЕОГРАФИЧЕСКОЙ ОБОЛОЧКИ
Рассмотрим основные структурные элементы географической оболочки.
Земная кора - это верхняя часть твёрдой земли. От мантии отделена границей с резким повышением скоростей сейсмических волн - границей Мохоровичича. Толщина коры колеблется от 6 км под океаном, до 30-50 км на континентах. Бывает два типа коры - континентальная и океаническая. В строении континентальной коры выделяют три геологических слоя: осадочный чехол, гранитный и базальтовый. Океаническая кора сложена преимущественно породами основного состава, плюс осадочный чехол. Земная кора разделена на различные по величине литосферные плиты, двигающиеся относительно друг друга. Кинематику этих движений описывает тектоника плит. 
Рисунок 1 – Структура заемной коры
Кора есть на Марсе и Венере, Луне и многих спутниках планет-гигантов. На Меркурии, хотя он и принадлежит к планетам земной группы, кора земного типа отсутствует. В большинстве случаев она состоит из базальтов. Земля уникальна тем, что обладает корой двух типов: континентальной и океанической.
Масса земной коры оценивается в 2,8·1019 тонн (из них 21 % - океаническая кора и 79 % - континентальная). Кора составляет лишь 0,473 % общей массы Земли
Океаническая кора состоит главным образом из базальтов. Согласно теории тектоники плит, она непрерывно образуется в срединно-океанических хребтах, расходится от них и поглощается в мантию в зонах субдукции. Поэтому океаническая кора относительно молодая, и самые древние её участки датируются поздней юрой.
Толщина океанической коры практически не меняется со временем, поскольку в основном она определяется количеством расплава, выделившегося из материала мантии в зонах срединно-океанических хребтов. До некоторой степени влияние оказывает толщина осадочного слоя на дне океанов. В разных географических областях толщина океанической коры колеблется в пределах 5-7 километров.
В рамках стратификации Земли по механическим свойствам, океаническая кора относится к океанической литосфере. Толщина океанической литосферы, в отличие от коры, зависит в основном от её возраста. В зонах срединно-океанических хребтов астеносфера подходит очень близко к поверхности, и литосферный слой практически полностью отсутствует. По мере удаления от зон срединно-океанических хребтов толщина литосферы сначала растет пропорционально её возрасту, затем скорость роста снижается. В зонах субдукции толщина океанической литосферы достигает наибольших значений, составляя 120-130 километров.
Континентальная кора имеет трёхслойное строение. Верхний слой представлен прерывистым покровом осадочных пород, который развит широко, но редко имеет большую мощность. Большая часть коры сложена под верхней корой - слоем, состоящим главным образом из гранитов и гнейсов, обладающим низкой плотностью и древней историей. Исследования показывают, что большая часть этих пород образовались очень давно, около 3 миллиардов лет назад. Ниже находится нижняя кора, состоящая из метаморфических пород -гранулитов и им подобных.
Земную кору составляет сравнительно небольшое число элементов. Около половины массы земной коры приходится на кислород, более 25% - на кремний. Всего 18 элементов: O, Si, Al, Fe, Ca, Na, K, Mg, H, Ti, C, Cl, P, S, N, Mn, F, Ba - составляют 99,8 % массы земной коры.
Определение состава верхней континентальной коры стало одной из первых задач, которую взялась решать молодая наука геохимия. Собственно из попыток решения этой задачи и появилась геохимия. Эта задача весьма сложна, поскольку земная кора состоит из множества пород разнообразного состава. Даже в пределах одного геологического тела состав пород может сильно варьировать. В разных районах могут быть распространены совершенно разные типы пород. В свете всего этого и возникла задача определения общего, среднего состава той части земной коры, что выходит на поверхность на континентах. С другой стороны, сразу же возник вопрос о содержательности этого термина.
Следующую попытку определить средний состав земной коры предпринял Виктор Гольдшмидт. Он сделал предположение, что ледник, двигающийся по континентальной коре, соскребает все выходящие на поверхность породы, смешивает их. В результате породы, отлагающиеся в результате ледниковой эрозии, отражают состав средней континентальной коры. Гольдшмидт проанализировал состав ленточных глин, отлагавшихся в Балтийском море во время последнего оледенения. Их состав оказался удивительно близок к среднему составу, полученному Кларком. Совпадение оценок, полученных столь разными методами, стало сильным подтверждением геохимических методов.
Впоследствии определением состава континентальной коры занимались многие исследователи. Широкое научное признание получили оценки Виноградова, Ведеполя, Ронова и Ярошевского.
Некоторые новые попытки определения состава континентальной коры строятся на разделении её на части, сформированные в различных геодинамических обстановках.
Верхняя граница тропосферы находится на высоте 8-10 км в полярных, 10-12 км в умеренных и 16-18 км в тропических широтах; зимой ниже, чем летом. Нижний, основной слой атмосферы. Содержит более 80 % всей массы атмосферного воздуха и около 90 % всего имеющегося в атмосфере водяного пара. В тропосфере сильно развиты турбулентность и конвекция, возникают облака, развиваются циклоны и антициклоны. Температура убывает с ростом высоты со средним вертикальным градиентом 0,65°/100 м.
За «нормальные условия» у поверхности Земли приняты: плотность 1,2 кг/м3, барометрическое давление 101,34 кПа, температура плюс 20 °C и относительная влажность 50 %. Эти условные показатели имеют чисто инженерное значение.
Стратосфе́ра (от лат. stratum – настил, слой) - слой атмосферы, располагающийся на высоте от 11 до 50 км. Характерно незначительное изменение температуры в слое 11-25 км (нижний слой стратосферы) и повышение её в слое 25-40 км от −56,5 до 0,8 С (верхний слой стратосферы или область инверсии). Достигнув на высоте около 40 км значения около 273 К (почти 0 °C), температура остаётся постоянной до высоты около 55 км. Эта область постоянной температуры называется стратопаузой и является границей между стратосферой и мезосферой.
Именно в стратосфере располагается слой озоносферы («озоновый слой») (на высоте от 15-20 до 55-60 км), который определяет верхний предел жизни в биосфере. Озон (О3) образуется в результате фотохимических реакций наиболее интенсивно на высоте ~30 км. Общая масса О3 составила бы при нормальном давлении слой толщиной 1,7-4,0 мм, но и этого достаточно для поглощения губительного для жизни ультрафиолетового излучения Солнца. Разрушение О3 происходит при его взаимодействии со свободными радикалами, NO,галогенсодержащими соединениями (в т. ч. «фреонами»).
В стратосфере задерживается большая часть коротковолновой части ультрафиолетового излучения (180-200 нм) и происходит трансформация энергии коротких волн. Под влиянием этих лучей изменяются магнитные поля, распадаются молекулы, происходит ионизация, новообразование газов и других химических соединений. Эти процессы можно наблюдать в виде северных сияний, зарниц и других свечений.
В стратосфере и более высоких слоях под воздействием солнечной радиации молекулы газов диссоциируют - на атомы (выше 80 км диссоциируют СО2 и Н2, выше 150 км - О2, выше 300 км - Н2). На высоте 200-500 км в ионосфере происходит также ионизация газов, на высоте 320 км концентрация заряженных частиц (О+2, О−2, N+2) составляет ~ 1/300 от концентрации нейтральных частиц. В верхних слоях атмосферы присутствуют свободные радикалы - ОН , НО 2 и др.
В стратосфере почти нет водяного пара.
Тропосфе́ра (др.-греч. τροπή - «поворот», «изменение» иσφαῖρα - «шар»)- нижний, наиболее изученный слой атмосферы, высотой в полярных областях 8-10 км, в умеренных широтах до 10-12 км, на экваторе- 16-18 км.
При подъёме в тропосфере температура понижается в среднем на 0,65 К через каждые 100 м и достигает 180÷220 К (-90 ÷ -53° C) в верхней части. Этот верхний слой тропосферы, в котором снижение температуры с высотой прекращается, называют тропопаузой. Следующий, расположенный выше тропосферы, слой атмосферы называется стратосфера.
В тропосфере сосредоточено более 80% всей массы атмосферного воздуха, сильно развиты турбулентность и конвекция, сосредоточена преобладающая часть водяного пара, возникают облака, формируются иатмосферные фронты, развиваются циклоны и антициклоны, а также другие процессы, определяющие погоду и климат. Происходящие в тропосфере процессы обусловлены, прежде всего, конвекцией.
Часть тропосферы, в пределах которой на земной поверхности возможно зарождение ледников, называется ионосфера.
Гидросфе́ра (от др.-греч. Yδωρ - вода и σφαῖρα - шар) - это водная оболочка Земли.
Она образует прерывистую водную оболочку. Средняя глубина океана составляет 3850 м, максимальная (Марианская впадина Тихого океана) - 11 022 метра. Около 97 % массы гидросферы составляют соленые океанические воды, 2,2 % - воды ледников, остальная часть приходится на подземные, озерные и речные пресные воды. Общий объём воды на планете около 1 532 000 000 кубических километров. Масса гидросферы примерно 1,46*10 21 кг. Это в 275 раз больше массы атмосферы, но лишь 1/4000 от массы всей планеты. Гидросферу на 94% составляют воды Мирового океана, в которых растворены соли (в среднем 3,5%), а также ряд газов. Верхний слой океана содержит 140 трлн тонн углекислого газа, а растворенного кислорода - 8 трлн тонн. Область биосферы в гидросфере представлена во всей ее толще, однако наибольшая плотность живого вещества приходится на поверхностные прогреваемые и освещаемые лучами солнца слои, а также прибрежные зоны.
В общем виде принято деление гидросферы на Мировой океан, континентальные воды и подземные воды. Большая часть воды сосредоточена в океане, значительно меньше - в континентальной речной сети и подземных водах. Также большие запасы воды имеются в атмосфере, в виде облаков и водяного пара. Свыше 96 % объёма гидросферы составляют моря и океаны, около 2 % - подземные воды, около 2 % - льды и снега, около 0,02 % - поверхностные воды суши. Часть воды находится в твёрдом состоянии в виде ледников, снежного покрова и в вечной мерзлоте, представляя собой криосферу.
Поверхностные воды, занимая сравнительно малую долю в общей массе гидросферы, тем не менее играют важнейшую роль в жизни наземной биосферы, являясь основным источником водоснабжения, орошения и обводнения.
Биосфе́ра (от др.-греч. βιος - жизнь и σφαῖρα - сфера, шар) - оболочка Земли, заселённая живыми организмами, находящаяся под их воздействием и занятая продуктами их жизнедеятельности; «пленка жизни»; глобальная экосистема Земли.
Биосфера - оболочка Земли, заселённая живыми организмами и преобразованная ими. Биосфера начала формироваться не позднее, чем 3,8 млрд. лет назад, когда на нашей планете стали зарождаться первые организмы. Она проникает во всю гидросферу, верхнюю часть литосферы и нижнюю часть атмосферы, то есть населяет экосферу. Биосфера представляет собой совокупность всех живых организмов. В ней обитает более 3 000 000 видов растений, животных, грибов и бактерий. Человек тоже является частью биосферы, его деятельность превосходит многие природные процессы и, как сказал В. И. Вернадский: «Человек становится могучей геологической силой».
Французский учёный-естествоиспытатель Жан Батист Ламарк в начале XIX в. впервые предложил по сути дела концепцию биосферы, ещё не введя даже самого термина. Термин «биосфера» был предложен австрийским геологом и палеонтологом Эдуардом Зюссом в 1875 году.
Целостное учение о биосфере создал биогеохимик и философ В. И. Вернадский. Он впервые отвёл живым организмам роль главнейшей преобразующей силы планеты Земля, учитывая их деятельность не только в настоящее время, но и в прошлом.
Существует и другое, более широкое определение: Биосфера - область распространения жизни на космическом теле. При том, что существование жизни на других космических объектах, помимо Земли пока неизвестно, считается, что биосфера может распространяться на них в более скрытых областях, например, в литосферных полостях или в подлёдных океанах. Так, например, рассматривается возможность существования жизни в океане спутника Юпитера Европы.
Биосфера располагается на пересечении верхней части литосферы, нижней части атмосферы и занимает практически всю гидросферу.
Верхняя граница в атмосфере: 15-20 км. Она определяется озоновым слоем, задерживающим коротковолновое ультрафиолетовое, губительное для живых организмов.
Нижняя граница в литосфере: 3,5-7,5 км. Она определяется температурой перехода воды в пар и температурой денатурации белков, однако в основном распространение живых организмов ограничивается вглубь несколькими метрами.
Граница между атмосферой и литосферой в гидросфере: 10-11 км. Определяется дном Мирового Океана, включая донные отложения.
Биосферу слагают следующие типы веществ:
Живое вещество - вся совокупность тел живых организмов, населяющих Землю, физико-химически едина, вне зависимости от их систематической принадлежности. Масса живого вещества сравнительно мала и оценивается величиной 2,4…3,6·1012 т (в сухом весе) и составляет менее одной миллионной всей биосферы (ок. 3·1018 т), которая, в свою очередь, представляет собой менее одной тысячной массы Земли. Но это одна «из самых могущественных геохимических сил нашей планеты», поскольку живое вещество не просто населяет биосферу, а преобразует облик Земли. Живое вещество распределено в пределах биосферы очень неравномерно.
Биогенное вещество - вещество, создаваемое и перерабатываемое живым веществом. На протяжении органической эволюции живые организмы тысячекратно пропустили через свои органы, ткани, клетки, кровь всю атмосферу, весь объём мирового океана, огромную массу минеральных веществ. Эту геологическую роль живого вещества можно представить себе по месторождениям угля, нефти, карбонатных пород и т. д.
Косное вещество - продукты, образующиеся без участия живых организмов.
Биокосное вещество, которое создается одновременно живыми организмами и косными процессами, представляя динамически равновесные системы тех и других. Таковы почва, ил, кора выветривания и т. д. Организмы в них играют ведущую роль.
Вещество, находящееся в радиоактивном распаде.
Рассеянные атомы, непрерывно создающиеся из всякого рода земного вещества под влиянием космических излучений.
Вещество космического происхождения.
Весь слой воздействия жизни на неживую природу называется мегабиосферой, а вместе с артебиосферой - пространством человекообразной экспансии в околоземном пространстве - панбиосферой.
Субстратом для жизни в атмосфере микроорганизмов (аэробионтов) служат водные капельки - атмосферная влага, источником энергии - солнечная энергия и аэрозоли. Примерно от верхушек деревьев до высоты наиболее частого расположения кучевых облаков простирается тропобиосфера (с тропобионтами; это пространство - более тонкий слой, чем тропосфера). Выше ростирается слой крайне разреженной микробиоты - альтобиосфера (с альтобионтами). Выше простирается пространство, куда организмы проникают случайно и не часто и не размножаются - парабиосфера. Выше расположена апобиосфера.
Геобиосферу населяют геобионты, субстратом, а отчасти и средой жизни для которых служит земная твердь. Геобиосфера состоит из области жизни на поверхности суши - террабиосфера (с террабионтами), разделяемую на фитосферу (от поверхности земли до верхушек деревьев) и педосферу (почвы и подпочвы; иногда сюда включают всю кору выветривания) и жизнь в глубинах Земли -литобиосфера (с литобионтами, живущими в порах горных пород, главным образом в подземных водах). На больших высотах в горах, где уже невозможна жизнь высших растений, расположена высотная часть террабиосферы - эоловая зона (с эолобионтами). Литобиосфера распадается на слой, где возможна жизнь аэробов - гипотеррабиосфера и слой, где возможно лишь обитание анаэробов - теллуробиосфера. Жизнь в неактивной форме может проникать глубже - в гипобиосферу. Метабиосфера - все биогенные и биокосные породы. Глубже расположена абиосфера.
В глубинах литосферы есть 2 теоретических уровня распространения жизни - изотерма 100 °C, ниже которой вода при нормальном атмосферном давлении вода кипит, и изотерма 460 °C, где при любом давлении вода превращается в пар, т. е. в жидком состоянии быть не может.
Гидробиосфера - весь глобальный слой воды (без подземных вод), населённый гидробионтами - распадается на слой континентальных вод - аквабиосфера (с аквабионтами) и область морей и океанов - маринобиосфера (с маринобионтами). Выделяют 3 слоя - относительно ярко освещённую фотосферу, всегда очень сумеречную дисфотосферу (до 1 % солнечной инсоляции) и слой абсолютной темноты - афотосфера.
