Геологические оболочки земли – Литосфера. Гидросфера. Атмосфера. Географическая оболочка Земли. Широтная зональность и высотная поясность. Природа России

Глава 1. ГЕОЛОГИЧЕСКИЕ ОБОЛОЧКИ ЗЕМЛИ — КиберПедия

Возраст Земли, определяемый методами изотопной геологии, со­ставляет около 5 млрд. лет. Наиболее принятые показатели 4,6–4,7 млрд. лет. Приблизительно таков же возраст Солнца и других планет Солнечной системы. По современным представлениям, они образовались из вращающегося газопылевого космического облака. Под влиянием тепла, выделяющегося при гравитацион­ном сжатии и радиоактивном распаде атомов, вещество Земли постепенно дифференцировалось на ядро, мантию и верхние слои – литосферу, атмосферу, гидросферу. На ранней Земле предполагают активный вулканизм. За счет лав, выплавляющихся из верхней мантии, постепенно сфор­мировалась земная кора, а дегазация лав привела к возникнове­нию первичной атмосферы и жидкой воды на поверхности плане­ты. В первый миллиард лет существования Земли океан был, по самым грубым оценкам, примерно в 5 раз меньше современного по глубине и объему. Он формировался за счет разрастания и слияния мелких озер на поверхности суши. Ландшафт, подобно современному лунному, представлял вулканические конусы на плоских пространствах. Состав древней атмосферы считают близким к составу газов, выделяющихся из современных вулка­нов. Они содержат водяной пар (до 70–80%), углекислый газ (6–19%), хлор (до 7%), метан, аммиак, соединения серы и мно­гие другие компоненты. Химический анализ газовых пузырьков в древнейших породах Земли показал полное отсутствие в них свободного кислорода, около 60% СО

2 около 35% Н2S, SО2, NH3, НСl и НF, некоторое количество азота и инертных газов. В настоящее время имеется уже достаточно много неоспори­мых доказательств того, что ранняя атмосфера Земли была бескислородной, аналогично другим планетам Солнечной систе­мы. Ультрафиолетовое излучение Солнца свободно достигало поверхности воды и суши из-за отсутствия озонового экрана. Вулканические газы, растворяясь в воде, переходили в первич­ный океан, имевший в результате сильно кислую реакцию. Возникшая на Земле жизнь постепенно изменила эти усло­вия и преобразовала химию верхних оболочек планеты.

Атмосфера(греч. «атмос» – пар) сплошная воздушная оболочка Земли. Ат­мосфера окружает Землю до высоты 3 тыс. км. Она состоит из смеси газов и пылевидных частиц. В сухом чистом воздухе в объемных процентах содержится 78% азота, 21% кислорода, 0,9% аргона, 0,03% углекислого газа и около 0,003% смесь неона, гелия, криптона, ксенона, оксидов азота, метана, во­дорода, паров воды и озона. На долю водяного пара приходится до 3% объема атмосферы. Большая часть пыли в составе атмосферы поднята с поверхности Земли, но также присутствует космическая и бактериальная пыль. Нормальное давление атмосферы – 1 кПа (750,1 мм рт. ст.). Состав и свойства атмосферы на разных высотах неодина­ковы, поэтому ее подразделяют на

тропо-, страто-, мезо-, термо-и экзосферу. Последние три слоя иногда рассматривают как ионосферу.



Тропосфера (от 0 до 7 км у полюсов и до 18 км у экватора). В тропосфере сосредоточен весь водяной пар и 4/5 массы ат­мосферы. Здесь развиваются все погодные явления. Погода и климат на Земле зависят от распределения тепла, давления и содержания водяного пара в атмосфере. Водяной пар поглоща­ет солнечную радиацию, увеличивает плотность воздуха и яв­ляется источником всех осадков. Температура тропосферы с высотой уменьшается и на высоте 10–12 км достигает -55° С.

Стратосфера (до 40 км). Температура постепенно возрас­тает до 0° С. В верхних слоях - на высоте 22–24 км наблюдается максимальная концентрация озона (озоновый слой). Единица измерения озона – Добсон (1 DU = 0.01 мм; норма 340-360 DU) . Озон поглощает большую часть губительного для живых организмов жесткого излуче­ния Солнца. Над различными участками земной поверхности и в разное время года содержание озона неодинаково. Его больше в высоких широтах, меньше в средних и низких; весной озона больше, чем осенью.

Мезосфера (до 80 км). Температура падает до -60…-80° С. Наблюдается высокое содержание ионов газов, являющихся причиной возникновения полярных сияний.

Термосфера (до 800 км). Характеризуется ростом темпера­туры. Увеличивается содержание легких газов – водорода и гелия – и заряженных частиц.

Экзосфера (до 1500–2000 (3000) км). Здесь происходит рас­сеивание (диссипация) атмосферных газов в космическое про­странство

Гидросфера

Гидросфера(греч. «гидро» – вода) прерывистая водная оболочка Земли. Распо­лагается между атмосферой и литосферой и включает в себя все океаны, моря, озера, реки, а также подземные воды, льды, снега полярных и высокогорных районов. Гидросферу делят на поверхностную и подземную.



Поверхностная гидросфера – водная оболочка поверхностной части Земли. В ее состав входят воды океанов, морей, озер, рек, водохранилищ, болот, ледников, снежных покровов и др. По­верхностная гидросфера покрывает земную поверхность на 70,8%.

Подземная гидросфера – включает воды, находящиеся в вер­хней части земной коры. Их называют подземными. Сверху подземная гидросфера ограничена поверхностью земли, ниж­нюю ее границу проследить невозможно, так как гидросфера очень глубоко проникает в толщу земной коры. По отношению к объему земного шара общий объем гид­росферы не превышает 0,13%. Основную часть гидросферы (96,53%) составляет Мировой океан. На долю под­земных вод приходится 1,69% от общего объема гидросферы, остальное – воды рек, озер и ледников. Более 98% всех водных ресурсов Земли составляют соле­ные воды океанов, морей и др.; пресных вод – около 2%. Основная часть пресных вод сосредоточена в ледниках, воды которых пока используются очень мало. На долю остальной части пресных вод, пригодных для водоснабжения, приходит­ся всего лишь 0,3% объема гидросферы.

Литосфера (греч. «литос» – камень) – твердая обо­лочка земного шара.Во внутреннем строении Земли выделяют три основных слоя: земную кору, мантию и ядро.

Земная кора располагается в среднем до глубины 35 км (до 5–15 км под океанами и до 35–70 км под континентами). В состав земной коры входят все известные химические эле­менты. Преобладают кислород О (49,1%), кремний Si (26%), алюминий Al (7,4%), железо Fe (4,2%), кальций Ca (3,3%), натрий Na (2,4%), калий К (2,4%), магний Mg (2,4%).

Мантия располагается между земной корой и ядром и рас­пространяется до глубины 2900 км. Здесь преобладают О, Si, Fe, Mg, Ni. Внутри мантии с глубины 50–100 км под океана­ми и 100–250 км под континентами начинается слой веще­ства, по состоянию близкого к плавлению, так называемая астеносфера. Земная кора вместе с верхним твердым слоем мантии над астеносферой называется литосферой. Литосфера – внешняя твердая оболочка земного шара. Это относительно хрупкая оболочка. Она разбита глубинными разломами на круп­ные блоки – литосферные плиты, которые медленно переме­щаются по астеносфере в горизонтальном направлении.

Ядро располагается ниже мантии на глубине от 2900 км до 6371 км; состоит из Fe и Ni.

Строение земной коры.

Земная кора сложена из горных пород, которые, в свою очередь, состоят из минералов.Ми­нерал природное тело однородного химического состава, обладающее во всей своей массе одинаковыми физически­ми свойствами.Горные породы геологические образова­ния, состоящие из минералов и обладающие относительно постоянными химическим составом и свойствами. По способу образования горные породы делят на магмати­ческие, метаморфические и осадочные.

Магматические породы образуются из жидкого силикатно­го расплава магмы при ее остывании в недрах Земли или на ее поверхности. В зависимости от места ее остывания магматические породы разделяют на интрузивные (глубинные) и эффузивные (излившиеся). К магматическим породам относят гра­нит, базальт и т.д.

Метаморфические породы образуются из магматических и осадочных пород под влиянием процессов метаморфизма – под действием высоких температур, давлений и активных флю­идов (горячих газов и растворов) в средних слоях литосферы. К метаморфическим породам относят сланцы, гнейс, мрамор и т. д.

Осадочные породы образуются в поверхностной части земной коры в результате разрушения, переотложения и пре­образования на поверхности Земли и на дне водоемов ранее существовавших пород. Они делятся на механические (обло­мочные), химические (хемогенные) и органические (органо­генные). Механические (обломочные) осадочные породы образу­ются в результате механического разрушения магматических и метаморфических пород. В зависимости от размера частиц, слагающих породу, выделяют грубообломочные, среднеобломочные (песчаные), пылеватые и глинистые породы. Химичес­кие осадочные породы образуются за счет выпадения осадка при перенасыщении растворов. К ним относятся известняк, доло­мит, каменная соль и т. д. Органические (биохимические) оса­дочные породы образуются в результате жизнедеятельности орга­низмов. К ним относятся органогенные известняки, мел, торф, нефть, уголь и т. д. Доля различных горных пород в земной коре неодинако­ва. Более 70% приходится на магматические породы, около 17% – на метаморфические и лишь чуть больше 12% – на осадочные. Земная кора неодинакова по составу, строению и мощнос­ти. Различают континентальную, океаническую и промежу­точную коры.

Континентальная (материковая) кора покрыва­ет третью часть земного шара, она присуща континентам, вклю­чая их подводные окраины, имеет толщину 35–70 км и состо­ит из 3 слоев: осадочного, гранитного и базальтового.Океани­ческая кора располагается под океанами, имеет толщину 5–15 км и состоит из 3 слоев: осадочного, базальтового и габбросерпентинитового.Промежуточная (переходная) кора имеет черты как континентальной, так и океанической коры. Самыми крупными структурными элементами земной коры являютсяматерики, включая их подводные окраины, иокеаны. Основная их часть принадлежит спокойным участкам (плат­формам), меньшая – подвижным участкам (геосинклиналям).

Геосинклинали – обширные подвижные участки земной коры с разнообразными по интенсивности и направленности тек­тоническими движениями. В своем развитии геосинклинали проходят два этапа: первый (более продолжительный) харак­теризуется погружением и морским режимом (при этом фор­мируется океаническая земная кора), второй (менее продол­жительный) – интенсивным поднятием и горообразованием (при этом формируется материковая земная кора). Первый этап связан с расхождением литосферных плит, второй – с их сближением и столкновением.

Платформы обширные устойчивые, преимущественно равнинные блоки земной коры. Платформы бывают матери­ковые и океанические с соответствующим типом земной коры. Материковые платформы имеют нижний ярус – фундамент (образован метаморфическими и магматическими породами) и верхний ярус – осадочный чехол (образован осадочными по­родами). Различают древние платформы (фундамент образо­вался в докембрии) и молодые (фундамент образовался в па­леозое). Древние платформы разделены между собой геосинклинальными поясами. Молодые платформы не образуют са­мостоятельных массивов, а причленяются к древним. Горы в основном соответствуют геосинклинальным поясам разного возраста, равнины – древним и молодым платфор­мам.

Педосфера

Понятие почвы и почвенного покрова.

Педосфера (лат. «педис» – нога, стопа) – оболочка Земли, образуемая почвенным по­кровом; верхняя (дневная) часть литосферы на суше.Почваэто поверхностный горизонт земной коры, образующий неболь­шой по мощности слой, сформированный в результате взаимо­действия факторов почвообразования: клима­та, организмов, почвообразующих пород, рельефа местности, возраста страны (времени), хозяйственной деятельности чело­века. Так как эти факторы почвообразования и их сочетания неодинаковы в различных частях Земли, то и мир почв также отличается широким разнообразием. Каждая почва отличается особым строением и отражает местные природные условия. В. И. Вернадский назвал почвы «благородной ржавчиной Земли». Это тончайшая поверхностная оболочка суши. Верхняя граница почвы – поверхность раздела между почвой и атмосферой, нижняя граница – глубина проникно­вения почвообразовательных процессов. Мощность (толщи­на) современных зональных почв около 80–150 см, с колеба­ниями от нескольких сантиметров до 2,5–3,0 м. Почва является неотъемлемым компонентом наземных биогеоценозов. Она осуществляет сопряжение (взаимодействие) большого геологического и малого биологического кругово­ротов веществ. Почва – уникальное по сложности веществен­ного состава природное образование. Вещество почвы пред­ставлено четырьмя физическими фазами: твердой (минераль­ные и органические частицы), жидкой (почвенный раствор), газообразной (почвенный воздух) и живой (организмы). Для почв характерна сложная пространственная организация и диф­ференциация признаков, свойств и процессов. Важнейшее свойство почв –
плодородие
способность почв удовлетворять потребность растений в элементах питания и воде, обеспечивать их корневые системы достаточным коли­чеством тепла и воздуха для нормальной деятельности и со­здания урожая. Природный процесс образования почв из слагающих земную поверхность горных пород, их развития, функциони­рования и эволюции под воздействием факторов почвообра­зования называетсяпочвообразовательным процессом или поч­вообразованием. Он представляет собой совокупность явлений превращения и передвижения веществ и энергии в почвенной толще. Наиболее существенные слагаемые почвообразователь­ного процесса следующие: 1) превращение (трансформация) минералов горной породы, из которой образуется сама почва, а в дальнейшем и самой почвы; 2) накопление органических остатков и их постепенная трансформация; 3) взаимодействие минеральных и органических веществ с образованием слож­ной системы органо-минеральных соединений; 4) накопление (аккумуляция) в верхней части почвы ряда биофильных эле­ментов, прежде всего элементов питания; 5) передвижение продуктов почвообразования с током влаги в профиле почвы.

Тип почвы – группа почв, развивающихся в однотипно сопряженных биологических, климатических, гидрологических условиях и характеризующихся ярким проявлением основно­го процесса почвообразования при возможном сочетании с другими процессами. Почвенный покров Земли составляют в основном следую­щие почвы: арктические, тундровые, подзолистые, дерновые, дерново-подзолистые, мерзлотно-таежные, бурые лесные, се­рые лесные, черноземные, каштановые, бурые полупустын­ные, сероземы, желтоземы, красноземы, коричневые, серо-коричневые, ферралитные, латеритные, а также солончаки, солонцы, солоди, болотные, пойменные, песчаные и горные почвы и др.

cyberpedia.su

Характеристика оболочек земли

Антропогенное воздействие на природу в настоящее время проникает во все сферы планеты Земля, поэтому необходимо кратко рассмотреть характеристику отдельных оболочек Земли.

Земля состоит из ядра, мантии, земной коры, литосферы, гидросферы и атмосферы. За счет воздействия живого вещества и деятельности человека возникли еще две оболочки — биосфера и ноосфера, включающая техносферу. Деятельность человека распространяется на атмосферу, гидросферу, литосферу, биосферу и ноосферу. Кратко рассмотрим эти оболочки и характер воздействия деятельности человека на них.

Общая характеристика атмосферы

Атмосфера Земли — внешняя газообразная оболочка Земли. Нижняя часть атмосферы контактирует с литосферой или гидросферой Земли, а верхняя — с межпланетным пространством. Атмосфера состоит из трех частей:

1. Тропосфера (нижняя часть атмосферы) и ее высота над поверхностью составляет 15 км. Тропосфера состоит из воздуха, плотность которого с высотой уменьшается. Верхняя часть тропосферы контактирует с озоновым экраном — слоем озона толщиной 7-8 км.

Озоновый экран предотвращает попадание на поверхность Земли (литосферу, гидросферу) жесткого ультрафиолетового излучения или космического излучения с высокой энергией, которые губительны для всего живого. Нижние слои тропосферы — высотой до 5 км от уровня моря — являются воздушной средой обитания, при этом наиболее плотно заселены самые нижние слои атмосферы — до 100 м от поверхности суши или воды. Самое большое воздействие от деятельности человека, имеющее наибольшее экологическое значение, испытывает тропосфера и особенно ее нижние слои.

2. Стратосфера — средний слой атмосферы, пределом которого является высота в 100 км над уровнем моря. Стратосфера заполнена разреженным газом (азотом, водородом, гелием и т.д.). Она переходит в ионосферу.

3. Ионосфера — верхний слой атмосферы, переходящий в межпланетное пространство. Ионосфера заполнена частицами, возникающими при распаде молекул, — ионами, электронами и т.д. В нижней части ионосферы возникает «северное сияние», которое наблюдается в районах, находящихся за Полярным кругом.

В экологическом отношении наибольшее значение имеет тропосфера.

Краткая характеристика литосферы и гидросферы

Поверхность Земли, находящаяся под тропосферой, неоднородна — часть ее занята водой, которая образует гидросферу, а часть является сушей, образующей литосферу.

Литосфера — внешняя твердая оболочка земного шара, образованная каменными породами (поэтому и название — «литое» — камень). Она состоит из двух слоев — верхнего, образованного осадочными породами с гранитом, и нижнего, образованного твердыми базальтовыми породами. Часть литосферы занята водой (Мировой океан), а часть является сушей, составляющей около 30% земной поверхности. Самый верхний слой суши (в большинстве своем) покрыт тонким слоем плодородной поверхности — почвой. Почва является одной из сред жизни, а литосфера — субстратом, на котором проживают различные организмы.

Гидросфера — водная оболочка земной поверхности, образованная совокупностью всех водоемов, имеющихся на Земле. Толщина гидросферы различна на разных участках, но средняя глубина океана составляет 3,8 км, а в отдельных впадинах — до 11 км. Гидросфера является источником воды для всех организмов, живущих на Земле, она является мощной геологической силой, осуществляющей круговорот воды и других веществ, «колыбелью жизни» и средой обитания водных организмов. Антропогенное воздействие на гидросферу также велико и будет рассмотрено ниже.

Общая характеристика биосферы и ноосферы

С момента появления жизни на Земле возникла новая, специфическая оболочка — биосфера. Термин «биосфера» был введен Э. Зюссом (1875).

Биосфера (сфера жизни) — та часть оболочек Земли, в которых живут различные организмы. Биосфера занимает часть атмосферы (нижнюю часть тропосферы), литосферы (верхнюю часть, включая почву) и пронизывает всю гидросферу и верхнюю часть донной поверхности.

Биосферу можно определить и как геологическую оболочку, населенную живыми организмами.

Границы биосферы определяются наличием условий, необходимых для нормальной жизнедеятельности организмов. Верхняя часть биосферы ограничена интенсивностью ультрафиолетового излучения, а нижняя — высокой температурой (до 100°С). Споры бактерий встречаются на высоте 20 км над уровнем моря, а анаэробные бактерии обнаружены на глубине до 3 км от земной поверхности.

Известно, что живые организмы образованы живым веществом. Концентрацией живого вещества характеризуется плотность биосферы. Установлено, что наибольшая плотность биосферы характерна для поверхности суши и океана на границе соприкосновения литосферы и гидросферы с атмосферой. Очень высока плотность жизни в почве.

Масса живого вещества по сравнению с массой земной коры и гидросферы мала, но живое вещество играет огромную роль в процессах изменения земной коры.

Биосфера — это совокупность всех биогеоценозов, имеющихся на Земле, поэтому она считается высшей экосистемой Земли. В биосфере все взаимосвязано и взаимообусловлено. Генофонд всех организмов Земли обеспечивает относительную стабильность и возобновляемость биологических ресурсов планеты, если в природные экологические процессы не будет резкого вмешательства различных сил геологического или межпланетного характера. В настоящее время, как это было указано выше, антропогенные факторы воздействия на биосферу приняли характер геологической силы, что необходимо учитывать человечеству, если оно хочет выжить на Земле.

С момента появления на Земле человека в природе возникли антропогенные факторы, действие которых усиливается с развитием цивилизации, и возникла новая специфическая оболочка Земли — ноосфера (сфера разумной жизни). Термин «ноосфера» впервые был введен Э. Леруа и Т. Я. де Шарденом (1927), а в России впервые в своих трудах использовал В. И. Вернадский (30-40-е гг. XX в.). В трактовке термина «ноосфера» различают два подхода:

1. «Ноосфера — это та часть биосферы, где реализуется хозяйственная деятельность человека». Автор этой концепции Л. Н. Гумилев (сын поэтессы А. Ахматовой и поэта Н. Гумилева). Эта точка зрения справедлива, если необходимо выделить в биосфере деятельность человека, показать ее отличие от деятельности других организмов. Такое понятие характеризует «узкий смысл» сущности ноосферы как оболочки Земли.

2. «Ноосфера — это биосфера, развитие которой направляется человеческим разумом». Данное понятие широко представлено в трудах В. И. Вернадского и является понятием в широком понимании сущности ноосферы, так как влияние человеческого разума на биосферу может носить как позитивный, так и негативный характер, причем последний очень часто преобладает. В состав ноосферы входит техносфера — часть ноосферы, связанная с производственной деятельностью человека.

На современном этапе развития цивилизации и численности народонаселения необходимо именно «разумно» влиять на Природу, оптимально воздействовать на нее с тем, чтобы приносить минимальный вред природным экологическим процессам, восстанавливать разрушенные или нарушенные биогеоценозы, да и на жизнедеятельность человека как составной части биосферы. Деятельность человека неизбежно вносит изменения в окружающий мир, но, учитывая возможные последствия, предвидя возможные негативные воздействия, необходимо сделать так, чтобы эти последствия были наименее разрушительными.

Краткая характеристика чрезвычайных ситуаций, возникающих на поверхности Земли, и их классификация

Важную роль в природных экологических процессах играют чрезвычайные ситуации, постоянно возникающие на поверхности Земли. Они разрушают местные биогеоценозы, и, если повторяются циклически, то в ряде случаев являются экологическими факторами, способствующими протеканию эволюционных процессов.

Ситуации, при которых затрудняется или становится невозможным нормальное функционирование большого количества людей или биогеоценоза в целом, называются чрезвычайными.

Понятие «чрезвычайные ситуации» в большей степени применимо к деятельности человека, но оно относится и к природным сообществам.

По происхождению чрезвычайные ситуации разделяют на природные и антропогенные (техногенные).

Природные чрезвычайные ситуации возникают в результате явлений природного характера. К ним относят наводнения, землетрясения, оползни, сели, ураганы, извержения вулканов и др. Рассмотрим некоторые явления, вызывающие чрезвычайные ситуации природного характера.

Землетрясения — это внезапное освобождение потенциальной энергии земных недр, приобретающее форму ударных волн и упругих колебаний (сейсмических волн).

Землетрясения возникают главным образом за счет подземных вулканических явлений, смещения пластов друг относительно друга, но могут иметь и техногенный характер и возникать за счет обвала выработок полезных ископаемых. При землетрясениях происходят смещения, колебания и вибрация горных пород от сейсмических волн и тектонических движений земной коры, что приводит к разрушению поверхности — появлению трещин, разломов и т. д., а также к возникновению пожаров, разрушению зданий.

Оползни — скользящее смещение пород вниз по уклону с наклонных поверхностей (гор, холмов, морских террас и т. д.) под действием силы тяжести.

При оползнях нарушается поверхность, гибнут биоценозы, разрушаются населенные пункты и т. д. Наибольший ущерб наносят очень глубокие оползни, глубина которых превышает 20 метров.

Вулканизмом (извержениями вулканов) называют совокупность явлений, связанных с движением магмы (расплавленной массы пород), горячих газов и паров воды, поднимающихся по каналам или трещинам земной коры.

Вулканизм является типичным природным явлением, вызывающим большие разрушения природных биогеоценозов, приносящим огромный ущерб хозяйственной деятельности человека, сильно загрязняющим атмосферу прилегающего к вулканам региона. Извержения вулканов сопровождаются другими катастрофическими природными явлениями — пожарами, оползнями, наводнениями и др.

Сели — это кратковременные бурные паводки, несущие большое количество песка, гальки, крупного щебня и камней, имеющие характер грязекаменных потоков.

Сели характерны для горных районов и могут наносить значительный ущерб хозяйственной деятельности человека, служить причиной гибели различных животных и вызывать разрушение местных растительных сообществ.

Снежными лавинами называют обвалы снега, увлекающие за собой все новые и новые массы снега и других сыпучих материалов. Лавины бывают как природного, так и антропогенного происхождения. Они наносят большой ущерб хозяйственной деятельности человека, разрушая дороги, линии электропередач, вызывая гибель людей, животных и растительных сообществ.

Вышерассмотренные явления, являющиеся причиной возникновения чрезвычайных ситуаций, тесно связаны с литосферой. В гидросфере также возможны природные явления, создающие чрезвычайные ситуации. К ним относят наводнения и цунами.

Наводнения — это затопление водой местности в пределах речных долин, побережий озер, морей и океанов.

Если наводнения носят строго периодический характер (приливы, отливы), то в этом случае природные биогеоценозы приспособлены к ним как к среде обитания в определенных условиях. Но часто наводнения бывают неожиданными и связанными с отдельными непериодическими явлениями (избыточное выпадение снега зимой создает условия для возникновения обширных паводков, вызывающих затопление большой площади и т. д.). При наводнениях нарушаются почвенные покровы, может происходить заражение местности различными отходами за счет размыва их хранилищ, гибель животных, растений и людей, уничтожение населенных пунктов и т. д.

Цунами — гравитационные волны большой силы, возникающие на поверхности морей и океанов.

Цунами имеют природные и техногенные причины. К природным причинам относят землетрясения, моретрясения и подводные извержения вулканов, к техногенным — подводные ядерные взрывы.

Цунами вызывают гибель судов и аварии на них, что в свою очередь приводит к загрязнению природной среды, например, разрушение танкера, транспортирующего нефть, приведет к загрязнению огромной водной поверхности нефтяной пленкой, ядовитой для планктона и пеларгических форм животных (планктон — взвешенные мелкие организмы, живущие в поверхностном слое воды океана или другого водоема; пеларгические формы животных — животные, свободно перемещающиеся в толще воды за счет активного передвижения, например, акулы, киты, головоногие моллюски; бентосные формы организмов — организмы, ведущие придонный образ жизни, например камбала, раки отшельники, иглокожие, прикрепленные к дну водоросли и др.). Цунами вызывают сильное перемешивание вод, перенос организмов в несвойственную им среду обитания и гибель.

В атмосфере также происходят явления, вызывающие чрезвычайные ситуации. К ним относят ураганы, смерчи, различные виды бурь.

Ураганы — тропические и внетропические циклоны, у которых сильно понижено давление в центре, сопровождаются возникновением ветров, обладающих большой скоростью и разрушительной силой.

Различают слабые, сильные и экстремальные ураганы, которые вызывают появление ливней, морских волн и разрушение наземных объектов, гибель различных организмов.

Вихревые бури (шквалы) — атмосферные явления, связанные с возникновением сильных ветров, обладающих большой разрушительной силой и значительной территорией распространения. Различают снежные, пыльные и беспыльные бури. Шквалы вызывают перенесение верхних слоев почвы, их разрушение, гибель растений, животных, разрушение сооружений.

Смерчи (торнадо) — вихреобразная форма движения воздушных масс, сопровождающаяся возникновением воздушных воронок.

Сила смерчей велика, в области их движения наблюдается полное уничтожение почвы, гибнут животные, разрушаются постройки, предметы переносятся с одного места на другое, вызывая поражение объектов, находящихся там.

Кроме охарактеризованных выше природных явлений, приводящих к возникновению чрезвычайных ситуаций, существуют и другие явления, их вызывающие, причина которых — деятельность человека. К антропогенным чрезвычайным ситуациям относят:

1. Аварии на транспорте. При нарушении правил движения на различных магистралях (автомобильных, железнодорожных, речных, морских) происходит гибель транспортных средств, людей, животных и т. д. В природную среду попадают различные вещества, в том числе и те, которые приводят к гибели организмов всех царств (например, нефть, пестициды и др.). В результате аварий на транспорте возможно возникновение пожаров и попадание в атмосферу газов (хлороводорода, аммиака, пожаро- и взрывоопасных веществ).

2. Аварии на крупных предприятиях. Нарушение технологических процессов, несоблюдение правил эксплуатации оборудования, несовершенство технологии могут служить причиной выброса в окружающую среду вредных соединений, вызывающих различные заболевания человека и животных, способствующих появлению мутаций в организмах растений и животных, а также привести к разрушениям зданий и возникновению пожаров. Наиболее опасны аварии на предприятиях, использующих энергию атома. Большой вред наносят аварии на атомных электростанциях (АЭС), так как кроме обычных поражающих факторов (механические разрушения, выброс вредных веществ однократного действия, пожары) для аварий на АЭС характерно поражение местности радионуклидами, проникающей радиацией и радиус поражения в этом случае значительно превышает вероятность возникновения аварий на других предприятиях.

3. Пожары, охватывающие значительные территории лесов или торфяников. Как правило, такие пожары носят антропогенный характер из-за нарушения правил обращения с огнем, но могут иметь и природный характер, например за счет грозовых разрядов (молнии). Причиной подобных пожаров могут быть и нарушения в линиях электропередач. Пожары уничтожают на больших территориях природные сообщества организмов, наносят большой экономический ущерб хозяйственной деятельности человека.

Все охарактеризованные явления, нарушающие природные биогеоценозы, приносящие большой ущерб хозяйственной деятельности человека, требуют разработки и принятия мер по уменьшению их негативного воздействия, что реализуется при осуществлении природоохранных действий и борьбы с последствиями чрезвычайных ситуаций.

www.polnaja-jenciklopedija.ru

Геосферные оболочки Земли

Определение 1

Геосферными оболочками, или геосферами называют - концентрические оболочки Земли. Общее количество геосферных оболочек, выделяемое разными авторами, может отличаться, но всегда включает основные:

  1. атмосферу,
  2. гидросферу,
  3. литосферу,
  4. биосферу.

Атмосфера

Это газовая (воздушная) оболочка Земли. Она состоит преимущественно из:

  • азота (78%),
  • кислорода (21%),
  • аргона (менее 1%),
  • углекислого газа (0,02%- 0,03%).

Кроме того, в состав атмосферы входят гелий, неон, ксенон, криптон, водород, озон, аммиак, йод и несколько десятков других веществ, которые содержатся в малых концентрациях, на их долю суммарно приходится около 0,01% объема атмосферы. Около 4% ее объема составляют непостоянные компоненты – пары воды и пыль. Верхняя часть атмосферы содержит озоновый слой.

Благодаря своему газовому составу, особенностям взаимодействия с солнечной радиацией, благоприятному для организмов температурному режиму и наличию водяного пара, атмосфера служит важным фактором существования жизни на Земле.

По направлению от поверхности Земли к космосу атмосфера последовательно включает тропосферу, озоновый экран, стратосферу, мезосферу, термосферу и ионосферу, верхняя граница которой (около 500 км от Земли) считается границей атмосферы и космоса.

Для жизни живых организмов наиболее важными компонентами атмосферного воздуха служат: кислород, углекислый газ, озон и водяной пар.

Замечание 1

Начиная с $XIX$, и особенно $XX$ столетия, на состав атмосферы большое влияние начали оказывать техногенные выбросы, вызывающие ее прогрессирующее загрязнение.

Гидросфера

Это жидкая (водная) оболочка Земли. В ее состав входят поверхностные и подземные воды, ледники, нередко в нее также включают криосферу (иногда выделяют как самостоятельную геосферную оболочку), включающую область распространения многолетнемерзлых грунтов и горных пород, а также водяной пар атмосферы.

Замечание 2

Более 95% массы гидросферы и примерно 71% площади поверхности Земли занимает Мировой океан. Его средняя глубина близка к 4 км, максимальная составляет более 11 км. В толще океанических вод выделяют несколько слоев, в зависимости от уровня освещенности:

  • эпипелагиаль,
  • мезопелагиаль,
  • батипелагиаль,
  • абиссопелагиаль,
  • хадопелагиаль.

Литосфера

Это твердая (или каменная) оболочка Земли. В ее состав входит земная кора, мощность которой составляет на континентах от 15 до 70 км, а под океанами – 2-5 км. Некоторые исследователи включают в состав литосферы также верхнюю часть мантии Земли, составляющую с земной корой единое целое. При таком понимании границу литосферы проводят до глубины в 700 км от поверхности.

Биосфера

Это область распространения живых организмов на Земле. В ее состав входит вся гидросфера, верхняя часть литосферы и нижняя часть атмосферы. При другом понимании биосферы в ее состав включают только сами живые организмы (живое вещество). Границы биосферы при этом остаются теми же самыми.

В.И. Вернадский указывал, что жизнь, благодаря своей планетарной роли, произвела глубокие изменения во всех остальных геосферных оболочках. Поэтому он положил начало представлению о биосфере как целостной системе, функционирующей и развивающейся как единый организм.

В.И. Вернадский считал, что на определенной стадии развития человеческое общество и природная среда формируют единую систему – ноосферу, которая является еще одной геосферной оболочкой (сфера разума) В перспективе, по его мнению, взаимоотношения между человеческой цивилизацией и природой могут достичь гармонии. В.И. Вернадский называл ноосферой такую стадию развития биосферы, по достижении которой должны проявляться разум человека основанная на разуме человеческая деятельность должна стать небывалой на планете геологической силой, направленной на оптимизацию и гармонизацию отношений человека и природы.

Замечание 3

Очевидно, что до сегодняшнего момента такое состояние не достигнуто, и ситуация все более от него удаляется. Поэтому в $XXI$ веке происходит постепенная трансформация биосферы вовсе не в ноосферу, а в «техносферу», которая отличается приматом технократии над человеком и природой, нарастающим загрязнением окружающей среды и истощением всех видов природных ресурсов.

spravochnick.ru

Глава 1. ГЕОЛОГИЧЕСКИЕ ОБОЛОЧКИ ЗЕМЛИ

Возраст Земли, определяемый методами изотопной геологии, со­ставляет около 5 млрд. лет. Наиболее принятые показатели 4,6–4,7 млрд. лет. Приблизительно таков же возраст Солнца и других планет Солнечной системы. По современным представлениям, они образовались из вращающегося газопылевого космического облака. Под влиянием тепла, выделяющегося при гравитацион­ном сжатии и радиоактивном распаде атомов, вещество Земли постепенно дифференцировалось на ядро, мантию и верхние слои – литосферу, атмосферу, гидросферу. На ранней Земле предполагают активный вулканизм. За счет лав, выплавляющихся из верхней мантии, постепенно сфор­мировалась земная кора, а дегазация лав привела к возникнове­нию первичной атмосферы и жидкой воды на поверхности плане­ты. В первый миллиард лет существования Земли океан был, по самым грубым оценкам, примерно в 5 раз меньше современного по глубине и объему. Он формировался за счет разрастания и слияния мелких озер на поверхности суши. Ландшафт, подобно современному лунному, представлял вулканические конусы на плоских пространствах. Состав древней атмосферы считают близким к составу газов, выделяющихся из современных вулка­нов. Они содержат водяной пар (до 70–80%), углекислый газ (6–19%), хлор (до 7%), метан, аммиак, соединения серы и мно­гие другие компоненты. Химический анализ газовых пузырьков в древнейших породах Земли показал полное отсутствие в них свободного кислорода, около 60% СО2 около 35% Н2S, SО2, NH3, НСl и НF, некоторое количество азота и инертных газов. В настоящее время имеется уже достаточно много неоспори­мых доказательств того, что ранняя атмосфера Земли была бескислородной, аналогично другим планетам Солнечной систе­мы. Ультрафиолетовое излучение Солнца свободно достигало поверхности воды и суши из-за отсутствия озонового экрана. Вулканические газы, растворяясь в воде, переходили в первич­ный океан, имевший в результате сильно кислую реакцию. Возникшая на Земле жизнь постепенно изменила эти усло­вия и преобразовала химию верхних оболочек планеты.

 

Атмосфера

Атмосфера(греч. «атмос» – пар) сплошная воздушная оболочка Земли. Ат­мосфера окружает Землю до высоты 3 тыс. км. Она состоит из смеси газов и пылевидных частиц. В сухом чистом воздухе в объемных процентах содержится 78% азота, 21% кислорода, 0,9% аргона, 0,03% углекислого газа и около 0,003% смесь неона, гелия, криптона, ксенона, оксидов азота, метана, во­дорода, паров воды и озона. На долю водяного пара приходится до 3% объема атмосферы. Большая часть пыли в составе атмосферы поднята с поверхности Земли, но также присутствует космическая и бактериальная пыль. Нормальное давление атмосферы – 1 кПа (750,1 мм рт. ст.).

Состав и свойства атмосферы на разных высотах неодина­ковы, поэтому ее подразделяют на тропо-, страто-, мезо-, термо-и экзосферу. Последние три слоя иногда рассматривают как ионосферу.

Тропосфера (от 0 до 7 км у полюсов и до 18 км у экватора). В тропосфере сосредоточен весь водяной пар и 4/5 массы ат­мосферы. Здесь развиваются все погодные явления. Погода и климат на Земле зависят от распределения тепла, давления и содержания водяного пара в атмосфере. Водяной пар поглоща­ет солнечную радиацию, увеличивает плотность воздуха и яв­ляется источником всех осадков. Температура тропосферы с высотой уменьшается и на высоте 10–12 км достигает -55° С.

Стратосфера (до 40 км). Температура постепенно возрас­тает до 0° С. В верхних слоях - на высоте 22–24 км наблюдается максимальная концентрация озона (озоновый слой). Единица измерения озона – Добсон (1 DU = 0.01 мм; норма 340-360 DU) . Озон поглощает большую часть губительного для живых организмов жесткого излуче­ния Солнца. Над различными участками земной поверхности и в разное время года содержание озона неодинаково. Его больше в высоких широтах, меньше в средних и низких; весной озона больше, чем осенью.

Мезосфера (до 80 км). Температура падает до -60…-80° С. Наблюдается высокое содержание ионов газов, являющихся причиной возникновения полярных сияний.

Термосфера (до 800 км). Характеризуется ростом темпера­туры. Увеличивается содержание легких газов – водорода и гелия – и заряженных частиц.

Экзосфера (до 1500–2000 (3000) км). Здесь происходит рас­сеивание (диссипация) атмосферных газов в космическое про­странство.

 

Гидросфера

Гидросфера (греч. «гидро» – вода) прерывистая водная оболочка Земли. Распо­лагается между атмосферой и литосферой и включает в себя все океаны, моря, озера, реки, а также подземные воды, льды, снега полярных и высокогорных районов. Гидросферу делят на поверхностную и подземную.

Поверхностная гидросфера – водная оболочка поверхностной части Земли. В ее состав входят воды океанов, морей, озер, рек, водохранилищ, болот, ледников, снежных покровов и др. По­верхностная гидросфера покрывает земную поверхность на 70,8%.

Подземная гидросфера – включает воды, находящиеся в вер­хней части земной коры. Их называют подземными. Сверху подземная гидросфера ограничена поверхностью земли, ниж­нюю ее границу проследить невозможно, так как гидросфера очень глубоко проникает в толщу земной коры.

По отношению к объему земного шара общий объем гид­росферы не превышает 0,13%. Основную часть гидросферы (96,53%) составляет Мировой океан. На долю под­земных вод приходится 1,69% от общего объема гидросферы, остальное – воды рек, озер и ледников. Более 98% всех водных ресурсов Земли составляют соле­ные воды океанов, морей и др.; пресных вод – около 2%. Основная часть пресных вод сосредоточена в ледниках, воды которых пока используются очень мало. На долю остальной части пресных вод, пригодных для водоснабжения, приходит­ся всего лишь 0,3% объема гидросферы.



Дата добавления: 2017-02-13; просмотров: 4317;


Похожие статьи:

poznayka.org

Характеристики оболочек Земли | Внутренние и геологические оболочки


Наша планета состоит из различных оболочек, которые постоянно взаимодействуют. Сама планета состоит из литосферы, атмосферы, земной коры, гидросферы, мантии и ядра. Кроме того, есть еще ноосфера и биосфера, которые включают в себя живых существ, обитающих на планете.

Сферы планеты

Рассмотрим основные оболочки планеты:

  • атмосфера – газообразная околоземная оболочка, которая имеет влияние на погоду и климат, защищает поверхность от ультрафиолета, содержит различные газы (кислород, озон, углекислый газ и др.)
  • литосфера – оболочка планеты, которая частично занята водной средой, а частично является сушей, состоит из различных твердых пород
  • гидросфера – водная среда, которая включает в себя все водоемы планеты, ледники, подземные воды, осадки
  • мантия – находится под корой планеты, состоит из нескольких слоев, содержащих элементы и их оксиды, а процессы, происходящие в ней, становятся причиной землетрясений и движения континентов
  • ядро – центр нашей планеты, но никто наверняка не знает, какой он, ведь все данные получены косвенными методами, но ученые предполагают, что ядро состоит из никелевых, железных, сидерофильных соединений

Ноосфера и биосфера

На Земле есть такие оболочки, как биосфера и ноосфера, но их границы весьма условные, так как они включают часть иных сфер планеты, а также переплетаются между собой. Если говорить конкретно, то биосфера – это область всего живого, поэтому включает в себя мир флоры и фауны, нижний слой воздушного пространства, а еще всю гидросферу. В пределах биосферы проживают и сами люди. Некоторые эксперты определяют биосферу как оболочку, в которой обитают живые существа. Они образованы благодаря разнообразным живым веществам, масса которых имеет большое значение для протекания изменений на планете.

Ноосфера – это часть биосферы, которая является оболочкой разумной жизни. В ее пределах ведет жизнедеятельность человеческий род. Считается, что это наиболее новая сфера, и она развивается вместе с прогрессом цивилизации, является поприщем производственной деятельности людей.

Итак, наша планета имеет несколько оболочек, которые активно взаимодействуют между собой. Деятельность людей привносит изменения практически во все сферы Земли, что оказывает различные воздействия, чаще всего разрушительные. Например, антропогенная деятельность приводит к загрязнению атмосферы, гидросферы и литосферы.

ecoportal.info

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *