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 оболочкитрехмерна и сферична. Это зона активного взаимодействия природных компонентов, в которой наблюдается наибольшее проявление физико-географических процессов и явлений.
Границыгеографической оболочки нечеткие. Вверх и вниз от земной поверхности взаимодействие компонентов постепенно ослабевает, а затем полностью исчезает. Поэтому ученые проводят границы географической оболочкипо-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.
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 25-30 км. 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 кеографической 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 твердоматомном 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.
11.Происхождение материков и океанических впадин.
Говоря выше о глубинной дифференциации вещества, мы исходили из упрощенного представления, что космические осадки, выпадающие на поверхность небесных тел, распределяются на ней более или менее равномерно по их количеству и химическому составу. И, вследствие этого, дифференциация вещества происходит одинаково со всех сторон планеты. Однако, дело обстоит несколько иначе.
Космические осадки, особенно твердые тела, а вместе с ними и радиоактив ные вещества, распределяются не абсолютно равномерно на поверхности планет при выпадении на них. Это приводит к гравитационным и температурным аномалиям в веществе планеты. Гравитационные аномалии приводят к прогибам на поверхности планет, а температурные аномалии - к неравномерной дифференциации вещества с разных сторон планеты.
Чаще всего гравитационные и температурные аномалии действуют совместно в одних и тех же местах планеты. А это усиливает их воздействие на геологичес кую эволюцию планеты, отклоняя ее от нарисованной выше картины.
При значительном прогибе поверхности планеты хотя бы в одном только месте, хотя их может быть несколько, космические осадки заполняют его во время очередной галактической зимы, подобно тому, как снег во время земной зимы заполняет все овраги, сравнивая их с поверхностью земли. Но под тяжестью заполнивших прогиб поверхности планеты космических осадков, которых в месте прогиба на единицу площади поверхности приходится во много раз больше, чем в среднем по планете, прогибание поверхности в этом месте еще более усиливается, вследствие нарушения установившегося было гравитационного равновесия за счет прогиба поверхности.
Во время следующей галактической зимы в увеличивающийся прогиб попадает еще больше, в расчете на единицу площади, космических осадков, и снова происходит во время и после окончания галактической зимы дальнейшее усиление прогиба поверхности. Более того, и после окончания галактической зимы космические осадки, распределившиеся по всей поверхности планеты, начинают перемещаться под действием атмосферных перемещений, а также и гидросферных, если гидросфера имеется, и, по мере оседания вещества в месте прогиба, заполняют его снова и снова.
В результате прогиб поверхности планеты превращается как бы в гравитационный колодец, через который космические осадки попадают внутрь планеты. Конечно, через гравитационный колодец попадают в недра планеты не все осадки, но их значительная часть, может быть и большая, начиная с какого-то времени геологического развития планеты.
Одновременно продолжает действовать и описанный выше механизм дифференциации вещества планеты, но теперь большая часть вещества космических осадков попадает внутрь планеты уже через один или несколько ограниченных участков поверхности (морских впадин). Некоторые из морских впадин могут достигать больших размеров. Такой огромной древней океанической впадиной на Земле был, возможно, древний Тихий океан, границами которого являются, приближенно, современные тихоокеанские хребты, проходящие по окраинам современного Тихого океана. Большая часть же поверхности планеты обновляется медленно, что в конце концов приводит к грандиозным последствиям в геологическом развитии планеты.
Космические осадки, втягиваясь вглубь планеты через морские впадины, также проходят через весь описанный выше ряд этапов дифференциации вещества, сначала посредством углекислоты, затем воды, серы и т. д. Изменяется не сам механизм дифференциации вещества при возникновении гравитационных колодцев, а скорость протекания дифференциации вещества в различных частях планеты.
В результате, при сохранении темпов роста планеты происходит замедление расширения наружных оболочек планеты. Если раньше, при примерно равномерной дифференциации вещества по всем направлениям от центра планеты, последняя увеличивалась только снаружи, то теперь, при образовании гравитационных колодцев, планета начинает увеличиваться не только (и не столько) снаружи, но и изнутри. А это приводит к возникновению мощных и все более усиливающихся напряжений внешних оболочек планеты, которая превращается как бы в паровой котел, в котором непрерывно увеличивается давление пара.
И рано или поздно сила давления глубинного вещества на наружные оболочки изнутри достигает такой критической величины, что в наружных оболочках планеты возникают трещины. И наружные оболочки лопаются на несколько частей, между которыми возникают глубокие разломы, которые снизу постепенно заполняет глубинное вещество, а сверху, более быстро, - космические осадки.
После разлома наружных оболочек на части (плиты) они начинает постепенно как бы расходится в разные стороны. Дифференциация вещества на поверхности этих плит почти прекращается. Все космические осадки втягиваются атмосферными перемещениями в образовавшиеся разломы и дифференциация космических осадков происходит теперь главным образом в местах разлома.
Планета продолжает постепенно увеличиваться, но площадь поверхности континентальных плит не увеличивается. Увеличение поверхности планеты происходит за счет расширения разломов и увеличения их поверхности. И хотя континентальные плиты не подвергаются (или подвергаются мало) горизонталь ным перемещениям, но они отдаляются друг от друга, поскольку перемещаются в вертикальном направлении при увеличении объема, площади поверхности и радиуса планеты по мере ее роста.
В местах разломов верхних оболочек планеты сразу же начинают формироваться новые оболочки, преимущественно за счет космических осадков, заполняющих в галактические зимы и после их окончания разломы и подвергающие ся в разломах ускоренной дифференциации. Но различие в уровнях поверхностей плит и разломов сохраняется еще долгое время, хотя и со временем все более стирается. Единая раньше поверхность планеты, если не считать небольшие по площади морские прогибы, разделяется на материковые поднятия и океанические впадины. И только срединно-океанические хребты показывают места расколов единой ранее материковой коры.
Но через какой-то довольно длительный промежуток времени уровни материков и океанов сравниваются за счет наращивания верхних оболочек в океанических впадинах. А затем увеличившаяся планета, залечив на своем теле глубокие шрамы, принимает свой прежний вид. Но пройдет время, и все повторится снова. Вновь возникнут гравитационные колодцы, вновь планета будет пухнуть изнутри, вновь лопнет с грохотом верхняя ледяная (или ледяная и силикатная и т.д.) оболочки, и вновь возникнут материки и океаны, возникнут, чтобы снова со временем исчезнуть.
При последнем разломе земной материковой коры возникли три новых океана: Атлантический, Индийский и Северный. А Тихий океан лишь увеличил свои размеры, поскольку разлом литосферы произошел и по его дну вблизи берегов. Можно предположить, что древний Тихий океан, в несколько раз меньший современного, произошел либо в результате прогиба вследствие гравитационно-температурных аномалий, имевших место на его территории в еще более раннее время, либо в результате предпоследнего разлома материковой коры (вместе с литосферой) на континентальные плиты, которые затем срослись за счет привнесения космических осадков во все океанические впадины. Сращивание не произошло лишь в одном месте - в наиболее крупной впадине, там, где располагался древний Тихий океан. Ныне это центральная часть современного Тихого океана. Что, возможно, единая материковая кора Земли подвергалась нескольким разломам, подтверждается, по-видимому, тем, что материковые платформы отличаются между собой возрастом. Если соединить мысленно все древние платформы одного возраста, мы получим первоначальную литосферу маленькой Земли. Любопытно, что тогда с лица планеты исчезнут и Западно-Сибирская низменность, и Уральский хребет, и его продолжение - Северная Земля. Тот факт, что восточный край Восточно-Европейской древней платформы и западный край Восточно-Сибирской древней платформы имеют одинаковые очертания, говорит о том, что ранее они сливались в единую платформу. Затем эта единая платформа раскололась при очередном разломе литосферы Земли и между раздвинувшимися плитами возник древний Урало-монгольский океан. А современный Уральский хребет и Новая Земля являются остатками древнего срединно-океанического хребта, юго-восточная часть которого была разрушена мощными потоками северных ветров (атмосферной и гидросферной эрозией).
Любопытно, что очертания древних платформ Африки и Южной Америки со стороны Атлантического океана не совпадают подобно современным их берегам. Очевидно, между этими материками разломы происходили не один раз.
На определенной стадии развития планеты ледяная оболочка начинает таять под влиянием внутрипланетного (или солнечного) тепла, в результате чего на поверхности планеты возникает постоянная или временная гидросфера. Гидросфера способствует ускоренному перемещению космических осадков по планете с поверхности материков в океанические впадины и разломы или морские прогибы, и тем самым ускоряет цикл возникновения на поверхности планеты материков и океанов и их исчезновения.
12.Местное время,поясное время,дектерное время,линия перемены дат.
Ме́стное вре́мя - одинаковое время в один момент суток в точках, расположенных на одном меридиане.
Понятие часово́й по́яс имеет два основных значения:
Географический часово́й по́яс - условная полоса на земной поверхности шириной ровно 15° (± 7,5° относительно среднего меридиана). Средним меридианом нулевого часового пояса считается гринвичский меридиан.
Административный часово́й по́яс (или, в соответствии с новым законом «Об исчислении времени» , - часовая зона ) - участок земной поверхности, на котором в соответствии с некоторым законом установлено определённое поясное время. Как правило, в понятие административного часового пояса включается ещё и совпадение даты - в этом случае пояса UTC−10 и UTC+14 будут считаться различными, хотя в них действует одинаковое время суток.
В большинстве случаев, если не указывается, какое именно значение часового пояса подразумевается, речь идёт об административном часовом поясе.
Декретное время - система исчисления времени «поясное время плюс один час». Применялось с 16 июня 1930 года до 31 марта 1991 года в СССР, с 19 января 1992 года до 27 марта 2011 года в РФ, в настоящее время применяется в ряде стран СНГ.
Основная статья: Декретное время
Следует отметить, что использование в России как бывшего декретного времени, так и бывшего летнего времени уже учтено при определении часовой зоны и добавлять лишний час не требуется. На старых картах видно, что, например, Санкт-Петербург отнесён ко 2-му часовому поясу, что с учётом одного часа из-за применения бывшего декретного времени и ещё одного часа благодаря «круглогодичному летнему времени» с 2011 года даёт пояс UTC+4, принятый сегодня.
Ли́ния переме́ны да́ты - условная линия на поверхности земного шара, проходящая отполюса до полюса, по разные стороны которой местное время отличается на сутки (или почти на сутки). То есть по разные стороны линии часы показывают примерно одно время суток(возможна разница на один-три часа из-за сдвига часовых поясов), однако на западнойстороне линии дата сдвинута на один день вперёд относительно восточной. Это можно выразить иначе следующим образом: если на линии перемены даты в данный моментполночь, то на противоположном ей Гринвичском меридиане 0 ° в этот момент полдень, при этом на восток от линии перемены даты сутки начались, а на запад от неё те же сутки уже заканчиваются.
13.Солнечная радиация – основной источник энергии в географической оболочке Интенсивность прямой солнечной радиации. Отражение солнечной радиации.Поглощение радиации.
Солнечная радиация - главный источник энергии для всех физико-географических процессов, происходящих на земной поверхности и в атмосфере. Количество солнечной радиации зависит от высоты солнца, времени года, прозрачности атмосферы. Для измерения солнечной радиации служат пиранометры и пиргелиометры. Интенсивность солнечной радиации обычно измеряется по её тепловому действию и выражается в ваттах на единицу поверхности.Со́лнечная постоя́нная - суммарный поток солнечного излучения, проходящий за единицу времени через единичную площадку, ориентированную перпендикулярно потоку, на расстоянии одной астрономической единицы от Солнца вне земнойатмосферы. По данным внеатмосферных измерений солнечная постоянная составляет 1367 Вт/м², или 1,959 кал/см²·мин.
ОТРАЖЕННАЯ РАДИАЦИЯ
часть суммарной солнечной радиации, теряемой земной поверхностью в результате отражения.
солнечная радиация, направленная на Землю, доходит до земной поверхности, так как солнечные лучи, проходя через мощный слой атмосферы, частично поглощаются ею, частично рассеиваются молекулами и взвешенными частичками воздуха, некоторая часть отражается облаками. Та часть солнечной энергии, которая рассеивается в атмосфере, называетсярассеянной радиацией.
Рассеянная солнечная радиация распространяется в атмосфере и попадает к поверхности Земли. Нами этот вид радиации воспринимается как равномерный дневной свет, когда Солнце полностью закрыто облаками или только что скрылось за горизонтом.
Прямая и рассеянная солнечная радиация, достигнув поверхности Земли, не полностью поглощается ею. Часть солнечной радиации отражается от земной поверхности обратно в атмосферу и находится там в виде потока лучей, так называемой отраженной солнечной радиации.
Отражательная способность Земли. Альбедо. Как уже указывалось, поверхность Земли поглощает только часть солнечной энергии, поступающей к ней в виде прямой и рассеянной радиации. Другая часть отражается в атмосферу. Отношение величины солнечной радиации, отраженной данной поверхностью, к величине потока лучистой энергии, падающей на эту поверхность, называется альбедо.Альбедо выражается в процентах и характеризует отражательную способность данного участка поверхности.
Альбедо зависит от характера поверхности (свойства почвы, наличия снега, растительности, воды и т. д.) и от величины угла падения лучей Солнца на поверхность Земли. Так, например, если лучи падают на земную поверхность под углом в 45°, то.
Достижения в области сейсмологии дали человечеству более подробное знание о Земле и слоях, из которых она состоит. Каждый слой имеет собственные свойства, состав и характеристики, которые влияют на основные процессы, происходящие на планете. Состав, строение и свойства географической оболочки определяются ее основными составляющими.
Издревле люди стремились понять формирование и состав Земли. Самые ранние предположения носили исключительно ненаучный характер, в виде мифов или религиозных басен с участием богов. В период античности и средневековья возникло несколько теорий о происхождении планеты и ее надлежащего состава. Наиболее древние теории представляли землю в виде плоской сферы или куба. Уже в 6 веке до нашей эры греческие философы стали рассуждать о том, что земля на самом деле круглая и имеет в своем составе минералы и металлы. В 16 веке было выдвинуто предположение о том, что Земля состоит из концентрических сфер, а внутри является полой. В начале 19 века горное дело и промышленная революция способствовали стремительному развитию науки о земле. Было обнаружено, что скальные образования были расположены по порядку их формирования во времени. Одновременно, геологи и естествоиспытатели стали понимать, что возраст окаменелости может быть определен с геологической точки зрения.
Строение и свойства географической оболочки отличается от остальных слоев по химическому и геологическому составу, а также огромные различия имеются в температуре и давлении. Современное научное понимание внутренней структуры Земли основано на умозаключениях, сделанных с помощью сейсмического мониторинга вместе с измерениями гравитационного и магнитного полей. К началу 20 века развитие радиометрического датирования, которое используется для определения возраста минералов и горных пород, дало возможность получения более точных данных касательно истинного который составляет приблизительно 4-4,5 миллиарда лет. Развитие современных методов добычи полезных ископаемых и драгоценных металлов, а также растущее внимания к важности минералов и их природных распределение также способствовали стимулированию развития современной геологии, в том числе знание о том, какие слои входят в состав географической оболочки земли.
Геосфера включает в себя гидросферу, опускаясь примерно на глубину десяти километров над уровнем моря, земную кору и часть атмосферы, простираясь в высоту до 30 километров. Наибольшее расстояние оболочки варьируется в пределах сорока километров. Этот слой испытывает на себе воздействие как наземных, так и космических процессов. Вещества встречаются в 3 физических состояниях, и могут состоять из мельчайших элементарных частиц, таких как атомы, ионы и молекулы, а также включать множество дополнительных многокомпонентных конструкций. Строение географической оболочки, как правило, рассматривают в виде общности природных и социальных явлений. Компоненты географической оболочки представлены в виде горных пород в земной коре, воздуха, воды, почвы и биогеоценозов.
Строение и свойства географической оболочки подразумевают наличие важного ряда характерных особенностей. К ним относятся: целостность, круговорот материи, ритм и постоянное развитие.
Есть некоторые результаты и особенности непрерывного развития. Во-первых, существует местное разделение материков, океанов и морского дна. На это разграничение оказывают влияние пространственные особенности географической структуры, в том числе географическая и высотная зональность. Во-вторых, существует полярная асимметрия, проявляющаяся в наличии существенных различий Северного и Южного полушарий.
Это проявляется, например, в распределении материков и океанов, климатических поясов, состава флоры и фауны, видах и формах рельефов и ландшафтов. В-третьих, развитие в геосфере неразрывно связано с пространственной и природной неоднородностью. Это, в конечном итоге, приводит к тому, что в разных регионах одновременно могут наблюдаться различные уровни эволюционного процесса. Например, древний ледниковый период в различных частях земли начался и закончился в разное время. В определенных природных областях климат становится более влажным, в то время, как в других наблюдается совершенно обратная картина.
Строение географической оболочки включает в себя такой компонент, как литосфера. Это твердая, внешняя часть земли, простирающаяся на глубину около 100 километров. Этот слой включает кору и верхнюю часть мантии. Самый прочный и твердый слой Земли связывают с таким понятием, как тектоническая активность. Литосфера разделена на 15 крупных северо-американская, карибская, южноамериканская, шотландская, антарктическая, евразийская, аравийская, африканская, индийская, филиппинская, австралийская, тихоокеанская, Хуан де Фука, Кокос и Наска. Состав географической оболочки Земли на этих участках характеризуется наличием различных типов пород литосферной коры и мантии. Литосферная кора характеризуется континентальным гнейсом и океаническим габбро. Ниже этой границы, в верхних слоях мантии, встречается перидотит, породы в основном состоят из минералов оливина и пироксена.
В состав географической оболочки входят четыре природные геосферы: литосфера, гидросфера, атмосфера и биосфера. Вода испаряется из морей и океанов, ветры перемещают воздушные потоки на сушу, там образуются и выпадают осадки, которые возвращается в мировой океан различными путями. Биологический цикл растительного царства заключается в преобразовании неорганики в органику. После гибели живых организмов органические вещества возвращаются в земную кору, трансформируясь постепенно в неорганические.
Свойства географической оболочки:
Уникальность географической оболочки состоит в том, что на стыке литосферы, атмосферы и гидросферы зародилась органическая жизнь. Именно здесь появилось и развивается до сих пор все человеческое общество, используя для своей жизнедеятельности необходимые ресурсы. Географическая оболочка покрывает всю планету, поэтому ее называют планетарным комплексом, включающим в себя горные породы в составе земной коры, воздух и воду, почву и огромное биологическое разнообразие.
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
Около 40000 километров. 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. Агрегатные состояния веществ в них встречаются всех типов - жидкие, твердые и газообразные.
Атмосфера является внешней оболочкой. В ее состав вошли разные газы:
Помимо них встречаются озон, гелий, водород, инертные газы, но их доля в общем объеме составляет не более 0,01%. В состав этой оболочки Земли также входит пыль и водяной пар.
Атмосфера, в свою очередь, делится на 5 слоев:
Атмосфера поддерживает жизнь на планете, поскольку она способствует сохранению тепла на Земле. Также она не допускает проникновения прямых солнечных лучей. А ее осадки повлияли на почвообразовательный процесс и формирование климата.
Это твердая оболочка, слагающая земную кору. В состав земного шара входят несколько концентрических слоев с разной толщиной и плотностью. Также они имеют неоднородный состав. Усредненное значение плотности Земли - 5,52 г/см 3 , а в верхних слоях - 2,7. Это свидетельствует о том, что внутри планеты находятся более тяжелые вещества, нежели на поверхности.
Верхние литосферные слои имеют мощность 60-120 км. В них преобладают магматические горные породы - гранит, гнейс, базальт. Большинство из них в течение миллионов лет подвергалось процессам разрушения, воздействию давления, температур и превратилось в рыхлые породы - песок, глина, лёсс и т.д.
До 1200 км находится так называемая сигматическая оболочка. Основными слагающими ее веществами являются магний и кремний.
На глубинах 1200-2900 км находится оболочка, получившая название средняя полуметаллическая или рудная. В основном здесь содержатся металлы, в частности железо.
Ниже 2900 км располагается центральная часть Земли.
Состав этой оболочки Земли представлен всеми водами планеты, будь то океаны, моря, реки, озера, болота, грунтовые воды. Располагается гидросфера на поверхности Земли и занимает 70% всей площади - 361 млн. км 2 .
В океане сосредоточено 1375 млн. км 3 воды, на поверхности суши и в ледниках - 25, в озерах - 0,25. По мнению академика Вернадского, большие запасы воды находятся в толще земной коры.
На поверхности суши воды задействованы в непрерывном водообмене. Испарение происходит в основном с поверхности океана, где вода - соленая. За счет процесса конденсации в атмосфере суша обеспечивается пресной водой.
Структура, состав и энергия этой оболочки Земли обусловливаются процессами деятельности живых организмов. Биосферные границы - поверхность суши, почвенный слой, нижняя атмосфера и вся гидросфера.
Растения распределяют и накапливают энергию Солнца в виде различных органических веществ. Живые организмы осуществляют миграционный процесс химических веществ в почве, атмосфере, гидросфере, осадочных породах. Благодаря животным в этих оболочках происходят газообмен, окислительно-восстановительные реакции. Атмосфера является также результатом деятельности живых организмов.
Оболочка представлена биогеоценозами, которые являются генетически однородными участками Земли с одним типом растительного покрова и населяющими животными. Биогеоценозы имеют свойственные для них почвы, рельеф и микроклимат.
Все оболочки Земли находятся в тесном непрерывном взаимодействии, которое выражается как обмен веществами и энергией. Исследования в области этого взаимодействия и выявление общих из принципов важно для познания почвообразовательного процесса. Географические оболочки Земли - уникальные системы, характерные только для нашей планеты.
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 в атмосфере на высоте 25-ЗО км, нижнюю - в пределах литосферы на глубине нескольких сотен метров, а иногда до 4-5 км или по океаническом дну.
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.
1.Земная кора - это верхняя часть твёрдой земли. От мантии отделена границей с резким повышением скоростей сейсмических волн - границей Мохоровичича (нижняя граница земной коры). 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. Осадочные горные породы образуются на земной поверхности и вблизи неё в условиях относительно низких температур и давлений в результате преобразования морских и континентальных осадков. Подразделяются на: обломочные породы (брекчии, конгломераты,пески, алевриты) - грубые продукты преимущественно механического разрушения материнских пород, обычно наследующие наиболее устойчивые минеральные ассоциации последних; глинистые породы -дисперсные продукты глубокого химического преобразования силикатных и алюмосиликатных минералов материнских пород, перешедшие в новые минеральные виды; хемогенные, биохемогенные и органогенные породы - продукты непосредственного осаждения из растворов (например, соли), при участии организмов (например, кремнистые породы), накопления органических вещества (например, угли) или продукты жизнедеятельности организмов (например, органогенные известняки).
Гранитный
Базальтовый. (это тёмно-серые, чёрные или зеленовато-чёрные породы)
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. Тропосфе́ра (др.-греч. «поворот», «изменение» и «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 (0,65 °С) через каждые 100 м и достигает 180-220 K (-93 - -76 °С) 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 (явление переноса теплоты в жидкостях или газах, или сыпучих средах потоками вещества). Сосредоточена преобладающая часть водяного пара, возникают облака, формируются и атмосферные 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 хионосфера .
3.Стратосфе́ра (от лат. stratum - настил, слой) - слой атмосферы, располагающийся на высоте от 11 до 50 км. Плотность воздуха в стратосфере в десятки и сотни раз меньше чем на уровне моря. Именно в стратосфере располагается слой озоносферы («озоновый слой», который определяет верхний предел жизни в биосфере. 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.
4. Гидросфе́ра (от др.-греч. вода и шар) - это водная оболочка Земли занимающая 3/4 части планеты. Она образует непрерывистую водную оболочку. Средняя глубина океана составляет 3800 м, максимальная (Марианская впадина Тихого океана) - 11 022 метра. Общий объём воды на планете около 1 532 000 000 кубических километров. 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. Сверх того эта часть гидросферы находится в постоянном взаимодействии с атмосферой и земной корой.
Взаимодействие этих вод и взаимные переходы из одних видов вод в другие составляют сложный круговорот воды на земном шаре. В гидросфере впервые зародилась жизнь на Земле. Лишь в начале палеозойской эры началось постепенное переселение животных и растительных организмов на сушу. Океаническую кору слагают осадочный и базальтовый слои.
5.Биосфе́ра (от др.-греч. жизнь и сфера, шар) - 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, а так же человек. Французский учёный-естествоиспытатель Жан Батист Ламарк впервые предложил концепцию биосферы, ещё не введя даже самого термина. Термин «биосфера» был предложен австрийским геологом и палеонтологом Эдуардом Зюссом.
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.
Границы биосферы:
· Верхняя граница в атмосфере: 15-20 км. Она определяется озоновым слоем, задерживающим коротковолновое ультрафиолетовое излучение, 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.
Структура Биосферы :
1. 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…3,6·10 12 т (в сухом весе) и составляет менее одной миллионной части всей биосферы (ок. 3·10 18 т), которая, в свою очередь, представляет собой менее одной тысячной массы Земли. Но это одна «из самых могущественных геохимических сил нашей планеты», поскольку живые организмы не просто населяют земную кору, а преобразуют облик Земли. Живые организмы населяют земную поверхность очень неравномерно. Их распространение зависит от географической широты.
2. Биогенное вещество - вещество, создаваемое и перерабатываемое живым организмом. На протяжении органической эволюции живые организмы тысячекратно пропустили через свои органы, ткани, клетки, кровь большую часть атмосферы, 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.
3. Косное вещество - продукты, образующиеся без участия живых организмов.
4. Биокосное вещество - вещество, которое создается одновременно живыми организмами и косными процессами, представляя динамически равновесные системы тех и других. Таковы почва, ил, кора выветриванияи т. д. Организмы в них играют ведущую роль.
5. Вещество, находящееся в радиоактивном распаде.
6. Рассеянные атомы, непрерывно создающиеся из всякого рода земного вещества под влиянием космических излучений.
7. Вещество космического происхождения.
Слои биосферы:
Весь слой воздействия жизни на неживую природу называется мегабиосферой , а вместе с артебиосферой - пространством человекообразной экспансии в околоземном пространстве - панбиосферой .
6. Антропосфера (ноосфера) (греч. разум и шар ) - сфера разума; сфера взаимодействия общества и природы, в границах которой разумная человеческая деятельность становится определяющим фактором развития (эта сфера обозначается также терминами «антропосфера», «биосфера», «биотехносфера»).
Ноосфера - предположительно новая, высшая стадия эволюции биосферы, становление которой связано с развитием общества, оказывающего глубокое воздействие на природные процессы.
[Возникновение и эволюция понятия
Понятие «ноосфера» было предложено профессором математики Сорбонны Эдуардом Леруа (1870-1954), который трактовал её как «мыслящую» оболочку, формирующуюся человеческим
