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.

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.

1 . Литосфера - внешняя оболочка твердой части Земли, мощностью от нескольких до 200 км, включающая земную кору и верхнюю часть мантии. К собственно ГО относят лишь или земную кору, или осадочный слой зем. коры, или кору выветривания. Земная кора отделяется от верхней мантии поверхностью Мохоровичича, или Мохо, на которой происходит скачок скоростей продольных сейсмических волн, установленный югославским ученым А. Мохоровичичем.

Земная кора сложена магматическими, метаморфическими и осадочными породами. Магматические пород ы образуются при застывании магмы, внедрившейся в толщи вышележащих отложений (интрузивные породы - гранит, габбро, сиениты, диориты и др.) или излившейся на поверхность (эффузивные породы - базальт, андезит, липариты, вулканический туф и др.).

Осадочные породы формируются за счет либо продуктов разрушения ранее образовавшихся пород (обломочные или кластические), либо жизнедеятельности организмов (органогенные - известняки, каменный и бурый уголь, кремнистые породы), либо химических реакций (хемогенные - соли, руды металлов).

Метаморфические породы возникают в результате преобразования пород другого происхождения под воздействием высокой температуры и высокого давления, контакта с породами иного химического состава и т.д. К ним относятся сланцы, мрамор, кварциты и др.

Кристаллические породы магматического и метаморфического происхождения занимают 90% объема зем. коры. Однако для геогр. процессов не менее существенна роль осадочного слоя, который на большей части земной поверхности непосредственно контактирует с воздухом и водой. Средняя мощность осадочного слоя (стратисферы) составляет 2.62 км, реальная мощность колеблется от нуля на древних щитах до 10-12 км на пассивных окраинах континентов и в краевых прогибах платформ до 400-500 м в океаническом ложе. Наиболее распространенными горными породами в осадочной толще являются глины и глинистые сланцы (50%), пески и песчаники (23.6%), карбонатные породы (23.5%), лессы и лессовидные суглинки.

Различают три типа земной коры - материковый, океанический и переходный .

Материковая кора. Ее мощность меняется от 20-25 км под островными дугами и участками с переходным типом коры до 80 км под молодыми складчатыми поясами Земли, например под Андами или Альпийско-Гималайский поясом. В среднем мощность континентальной коры под древними платформами приблизительно равна 40 км. Состоит из осадочного, "гранитного" и "базальтового" слоев. Последние два названия условные: по некоторым физическим свойствам породы этих слоев близки к граниту и базальту. Однако бурение сверхглубоких скважин позволило установить иные причины скачков скоростей продольных сейсмических волн.

Океаническая кора двухслойная. Ее основная масса сложена базальтами, на которых лежит маломощный осадочный слой. Базальтовый слой на материках и в океанических днищах имеет одинаковое название, но принципиально отличается. На материках это контактные формирования между мантией и древнейшими, земными породами, как бы первичная корочка планеты, возникшая до ее самостоятельного развития (возможно, свидетельство "лунной" стадии эволюции Земли). В океанах это реальные базальтовые и иные образования в основном мезозойского времени, возникшие за счет подводных излияний при раздвижении океанических пространств и расколах литосферы. Поэтому границы между материковым и океаническим типами зем. коры обычно резкие, совпадают с глубинными разломами, часто уходящими в мантию; на поверхности они иногда выражены подводными обрывами материковых склонов.

Местами наблюдается так называемый переходный тип земной коры , для которого характерна значительная пространственная неоднородность. Он известен в окраинных морях Восточной Азии (от Берингова до Южно-Китайского), Зондском архипелаге и др. районах мира.

Земная кора формировалась длительное время: наиболее древние изученные горные породы имеют возраст 3.9 млрд. лет. Древнейшими элементами материковой коры являются докембрийские платформы, состоящие из двух слоев. Нижний слой (фундамент) состоит из смятых в складки, разбитых на блоки метаморфических пород, представляющих собой продукты древнейших складчатостей, которые завершились более 1.5 млрд. лет назад. Метаморфические породы прорваны магматическими интрузиями. На фундаменте горизонтально залегает толща слоистых осадочных горных пород, накопившихся в более поздние геологические периоды. Древние платформы отличает относительная стабильность, отсутствие складчатых движений, слабая дислоцированность. Выделяют Северо-Американскую, Русскую, Сибирскую, Китайскую, Южно-Американскую, Аравийскую, Индостанскую, Австралийскую и Антарктическую платформы.

Докембрийские платформы окаймлены более молодыми сооружениями. К ним относятся так называемые молодые платформы, фундамент которых сформировался в палеозое, и складчатые горные сооружения. Самыми молодыми структурными элементами материковой зем. коры являются геосинклинали. Геосинклиналь - это высокоподвижный, линейно-вытянутый и сильно расчлененный участок земной коры, для которого характерны большие скорости вертикальных движений и значительная их изменчивость в пространстве и во времени.

В пределах океанической коры выделяют талассократоны (океанические платформы) - устойчивые области океанического ложа, и георифтогенали - зоны срединно-океанических хребтов, где, как считают, вещество мантии поднимается на поверхность зем. коры и преобразуется в базальтовый слой.

Считается, что литосфера залегает на астеносфере - пластичном слое, который охватывает весь земной шар. Наличие пластичного слоя рассматривалось как необходимое условие горизонтального движения плит, получившего обоснование в 60-70гг. в так называемой гипотезе новой глобальной тектоники.

2 . Гидросфера . К ней относят воду океанов и морей, поверхностные воды суши, льды и снега.

Поверхностные воды суши - это воды, представленные реками, озерами и болотами; составляют всего 0.014% мировых запасов воды, но несмотря на небольшой объем воды, они играют существенную роль в природных процессах.

Самым активным элементом рассматриваемой группы являются воды рек .

Питание рек бывает дождевым, снеговым, ледниковым и подземным. Характер стока рек связан с их питанием.

Текучие воды рек производят значительную работу, размывая русло и транспортируя продукты размыва - аллювий. Речные воды не только механически разрушают, но и растворяют горные породы, а затем переносят их в виде ионов, коллоидов, биогенных веществ, микроэлементов и др.

Обращает на себя внимание различие химического состава солей: в отличие от морских вод в реках абсолютно господствуют карбонаты.

Озера занимают общую площадь приблизительно в 2 млн. км 2 , а суммарный объем их вод составляет свыше 1.76х10 14 м 3 . По условиям образования ложа, размерам, морфологии котловины, химическому составу вод, термическому режиму, структуре водообмена озера очень разнообразны.

Человечество создало также много искусственных водоемов - водохранилищ. Их число приближается к 30 тыс., а объем воды в них составляет более 5х10 12 м 3 .

Болота - это области суши, характеризующиеся избыточным увлажнением, застойным или слабо проточным режимом вод и специфической гидрофитной растительностью. Общая площадь болот на земном шаре равна 2.7х10 6 км 2 (2% площади суши); суммарный объем болотных вод мира - около 11.5х10 9 м 3 , что в 5 раз превышает разовый объем воды в руслах рек. Болота являются специфическими ландшафтными системами. Их возникновение связано как с климатическими условиями, так и с геологическим строением. Заболачиванию территории обычно способствует близость водоупорного горизонта. В некоторых районах умеренных и субполярных широт роль водоупора выполняет вечная мерзлота.

ПОДЗЕМНЫЕ ВОДЫ - воды, находящиеся в горных породах в жидком, твердом и газообразном состоянии. По происхождению различают следующие типы подземных вод:

• - инфильтрационные, образовавшиеся вследствие просачивания с поверхности дождевых, талых и речных вод;
• - конденсационные, возникающие в пустотах и трещинах горных пород из водяного пара;
• - седиментационные, формирующиеся в процессе геологического осадконакопления в водных условиях;
• - магматогенные, или ювенильные, образующиеся при кристаллизации магмы и метаморфизации горных пород. Полагают, что большая часть вод гидросферы возникла путем конденсации водяного пара, выделявшегося при дегазации магмы.

По физическому состоянию п/з воды делят на следующие типы:

• -Гравитационные воды - они перемещаются под действием силы тяжести, заполняют трещины и пустоты земной коры, занимают понижения на земной поверхности, образуя океаны, моря, озера, реки.
• -Капиллярные воды - заполняют мелкие поры в почве и горных породах, удерживаясь в порах ха счет сил поверхностного натяжения и перемещаясь в зависимости от градиента температуры и влажности грунта. Благодаря большой силе поверхностного натяжения капиллярных вод они передвигаются в любых направлениях, в том числе против силы тяжести.

Оба типа воды активно участвуют во влагообороте.

• -Пленочная вода - обволакивает частицы почвы и притягивается к ним силой поверхностного натяжения, поэтому плохо используется растениями и в целом слабо участвует во влагообороте.
• -Гигроскопическая вода - обволакивает мелкие агрегаты почвы и отрывается от них только при сильном нагревании.
• -Кристаллизационная вода - физически связана в минералах (напр. в гипсе), поэтому при ее удалении изменяются их физические свойства - гипс переходит в ангидрит.
• -Конституционная вода - химически связана в минералах, поэтому при ее удалении минералы разрушаются.

По характеру нахождения в горных породах п/з воды подразделяются на поровые, трещинные или жильные, карстовые. Первый от земной поверхности, постоянно существующий безнапорный горизонт называется грунтовыми водами. Они, как правило, пресные и относятся к зоне активного водообмена с поверхностными водами.

В целом воды суши сильно преобразованы человеком в связи с орошением и осушением земель, переброской воды в районы, где ощущается большой ее недостаток, использованием в коммунальном хозяйстве и промышленности.

3. Мировой океан . Воды МО составляют 96.5% массы гидросферы. Они покрывают большую часть поверхности планеты (70.8%), образуя практически непрерывную водную оболочку Земли. Благодаря огромной водной массе океаны оказывают значительное влияние на тепловой режим земной поверхности, выполняя функции планетарного нагревателя и терморегулятора. В едином МО исторически принято выделять 4 океана.

Морские воды - это особый тип природных вод, содержащих почти все элементы таблицы Менделеева. Средняя соленость МО составляет около 35% , т.е. в 1000кг морской воды содержится 35кг солей. Подавляющая часть солей - хлориды натрия и магния (88.7%). Далее идут сульфаты (10.85%), карбонаты (0.3%) и пр. соединения.

Распределение солености в поверхностных водах МО имеет в значительной мере зональный характер, что отражает структуру его водного баланса.

В воде океанов и морей растворены также газы, наибольшее значение среди которых имеют кислород и углекислый газ. Между океаном и атмосферой происходит постоянный обмен газами.

Важной характеристикой является плотность морской воды, средняя величина которой составляет 1.025 г/см 3 . Соленая морская вода имеет максимальную плотность при температуре замерзания.

Сравнительно большой объем воды, формирующийся в определенных районах МО и обладающий относительно постоянными физическими, химическими и биологическими характеристиками, называют океанической водной массой. Поверхностные воды в горизонтальном направлении разделяются океаническими фронтами на следующие типы водных масс: экваториальные, тропические, субтропические, субполярные, полярные.

Поверхностные воды (поверхностная структурная зона) распространяются примерно до глубины 300м и активно взаимодействуют с атмосферой. Поэтому иногда их называют океанической тропосферой по аналогии с тропосферой атмосферы. Ниже поверхностной структурной зоны располагается переходная зона (глубина 300-2000 м), еще ниже - глубинная и придонная.

4 . Атмосфера - это внешняя газовая оболочка Земли. Верхняя часть ее, граничащая с космическим пространством и называемая экзосферой, или внешней атмосферой, простирается до высоты 2-3 тыс. км. На этой высоте плотность воздуха становится равной плотности вещества в Космосе. Воздух атмосферы удерживается у земной поверхности силой притяжения. Плотность воздуха на уровне моря в среднем равны 1.275 г/см 3 , а с высотой убывает, как и температура. На высоте около 300 км плотность воздуха уже в 100 млрд. раз меньше, чем у поверхности. Вес вышележащего столба воздуха определяет величину атмосферного давления, которое у земной поверхности составляет в среднем 760 мм ртутного столба, или 1атм (98066 Па) .

Нижняя часть атмосферы, непосредственно прилегающая к земной поверхности, называется тропосферой . Ее средняя мощность 11км (в полярных широтах - 8 км, в экваториальных - 17 км). В тропосфере сосредоточено свыше 80% массы атмосферы. Физические свойства воздуха тропосферы тесно связаны с характером подстилающей поверхности.

На 76% по массе атмосфера состоит из азота и на 23% из кислорода. Остальная часть воздуха представлена аргоном (0.93%) и малыми количествами неона, гелия, криптона, ксенона и др. Таково соотношение постоянных составных частей воздуха тропосферы. Концентрация водяного пара у земной поверхности колеблется в пространстве и во времени от 0.2 до 4%. Содержание СО 2 довольно быстро убывает, снижаясь практически до 0 на верхней границе атмосферы.

Водяной пар и диоксид углерода служат атмосферными фильтрами, задерживающими длинноволновое излучение зем. поверхности. Благодаря этому возникает оранжерейный эффект атмосферы, который определяет общее повышение температуры на 27 0 С.

Еще одну составляющую атмосферы, имеющую значительные пространственные и временные колебания, образуют аэрозольные частицы. К ним относятся находящиеся в воздухе во взвешенном состоянии минеральная и вулканическая пыль, продукты горения (дым), кристаллики морских солей, споры и пыльца растений, микроорганизмы. Иногда к аэрозолям относят и капельки воды. Содержание аэрозолей определяет уровень запыленности и мутности атмосферы.

Выше тропосферы располагается стратосфера (примерно до 50 км). В ней падение температуры воздуха прекращается, а в верхней части температура даже растет. В стратосфере увеличивается количество озона, который задерживает солнечные и космические лучи определенного спектра, губительно действующие на живые организмы.

Над стратосферой располагается мезосфера . Она простирается до высоты около 80 км. Температура в этом слое снова снижается и достигает -80 0 С. Еще выше находится термосфера , или ионосфера (до 800-1000км). В ней температура воздуха повышается: на высоте около 150 км до 220 0 С, на высоте 600 км до 1500 0 С. Следует, правда, отметить температуру в разреженном воздухе верхних частей атмосферы нельзя отождествлять с температурой у земной поверхности, ибо, рассчитываемая по скорости кинетического движения частиц, она не производит в условиях малой плотности воздуха того термического эффекта, который свойствен соответствующим величинам у земной поверхности.

Выше 1000км находится экзосфера .

В пределах тропосферы выделяют воздушные массы, под которыми понимают большие объемы воздуха, относительно однородные по температуре, влажности, прозрачности и др. характеристикам воздуха. Одновременно в тропосфере существует несколько десятков воздушных масс, которые контактируют в зонах атмосферных фронтов - пограничных слоях, имеющих ширину несколько десятков километров. Воздушные массы постоянно перемещаются, трансформируются, разрушаются и возникают вновь, что приводит к смене погоды.

• 5. Криосфера - неправильная по форме и непостоянная по конфигурации оболочка Земли, для которой характерна отрицательная температура. Вода в криосфере находиться в твердой фазе или в переохлажденном состоянии. К криосфере относятся:
  • - сезонный и многолетний снежные покровы,
  • - сезонная и многолетняя мерзлота,
  • - почвы и горные породы, содержащие лед в пустотах и порах,
  • - горные и покровные ледники, морские льды, трещинные и погребенные льды и т.д. К ней относятся также те части атмосферы, в которых отрицательная температура позволяет существовать ледяным кристаллам или переохлажденным каплям.

Общая площадь постоянного, снежного покрова и материковых льдов на суше в Сев. п/ш равна 2млн. км 2 (главным образом Гренландия), в Южном - 14млн. км 2 (Антарктида). Кроме того, на постоянных морских льдах и высокогорных ледниках площадь снежного покрова составляет приблизительно 14млн. км 2 . Следовательно, на общую площадь постоянных ледников и снегов приходится около 6% площади всей поверхности планеты и примерно 20% площади суши.

Постоянный, снежный покров служит источником образования многолетних горных и материковых ледников, мощные покровы которых находятся в Антарктиде, Гренландии, на островах Земли Франца-Иосифа, Шпицбергене и др. В ледниках сосредоточено почти 69% всех запасов пресной воды, подавляющая ее часть заключена в ледниках Антарктиды.

Верхний слой земной коры, для которого характерны отрицательные температуры, подземный лед в различных формах и промерзание почв, образует криолитозону.

6 . Биосфера - область активной жизни организмов, которая охватывает нижнюю часть атмосферы, гидросферу и верхнюю часть литосферы, т.е. область активного взаимодействия геосфер.

Б/с - совокупность живых организмов, населяющих земную поверхность. В настоящее время в землеведении б/с понимается как сфера современной и былой жизни в воздушной, водной и каменной средах, как бы дополнительная их характеристика, их специфическая особенность.

В настоящее время установлено, что живые организмы обитают в весьма разнообразной, практически любой среде, в том числе в атомных реакторах и океанических днищах с термальными проявлениями, в бескислородных условиях и в среде химических соединений типа сероводорода, углеводородов и др. Выяснено, что жизнь существует даже если света ничтожно мало, давление составляет сотни атмосфер, а температура - сотни градусов Цельсия.

В современных классификациях органический мир Земли на высшем таксономическом уровне организации живого вещества делится на два надцарства : прокариоты (безъядерные) и эукариоты (ядерные).

Первые включают два царства: архебактерии и бактерии, второе - три царства: животные, грибы и растения .

С точки зрения выполняемых функций в обмене веществом и энергией различают автотрофные и гетеротрофные организмы. К первым относятся зеленые растения и некоторые прокариоты (пурпурные фотосинтезирующие бактерии, сине-зеленые водоросли и хемобактерии). Они создают органическое вещество из неорганического, используя в качестве источника энергии чаще всего солнечную радиацию. Гетеротрофные организмы - животные, грибы, большинство бактерий - питаются готовым органическим веществом, причем грибы и бактерии используют органические остатки и продукты жизнедеятельности других организмов.

Живые организмы океана по типу местообитания и образу жизни объединяют в три группы: планктон - пассивно перемещающиеся (преимущественно по вертикали) одноклеточные водоросли и некоторые виды животных, они связывают цепи питания поверхностных и глубинных слоев; нектон - активно передвигающиеся животные; бентос - организмы, живущие на дне.

По условиям существования живых организмов в океанах выделяют несколько зон. По вертикали, соответственно изменению освещенности, это поверхностная зона - эпипелагиаль (до 200м), переходная, или мезопелагиаль (до 750-1000м), и глубоководная . По распределению жизни на дне выделяют литораль (приливно-отливная зона), сублитораль (до 200м), батиаль (до 2500-3000м), абиссаль (до 6000м) и ультраабиссаль (глубже 6 км).

Совокупность живых (живущих и отмерших) организмов, выраженная в вещественно-энергетических характеристиках (масса, химсостав и энергия), называется живым веществом . Основной характеристикой живого вещества является биомасса . Выявляется следующая закономерность - концентрация биомассы в зонах контактов контрастных сред, - теоретически ее предсказал В.И. Вернадский еще в 30-е годы. Главной контактной зоной ГО, ее фокусом является граница суши и океана с атмосферой. Толщина слоя, в котором сосредоточена здесь основная масса живых организмов, составляет от нескольких до десятков метров. Другие контактные зоны: льдов и морской акватории, береговая зона моря, морское дно, берега рек и т.д. - также обогащены биомассой и видовым составом организмов.

Следующая закономерность - основная часть биомассы сосредоточена на суше : здесь биомасса примерно в 200 раз больше, чем в океане. На суше фитомасса на три порядка превышает зоомассу, в океане зоомасса больше фитомассы примерно в 26 раз. Среди животных и растений океана преобладает по массе планктон.

Основные вехи эволюции биосферы :

• -быстрое (в геологическом масштабе времени) завоевание жизнью земного пространства;
• -постепенное преобразование геологических и геохимических круговоротов вещества в биогеологические и биогеохимические;
• -преобразование первичной атмосферы и стабилизация ее газового состава;
• -замена восстановительного (бескислородного) фона геохимической среды окислительным;
• -возникновение почвообразовательного процесса и создание вследствие этого почвенной структуры;
• -детерминация химической активности природных вод (создание зональной структуры гидросферы и вод зоны гипергенеза).
• 7. Кора выветривания . Твердое вещество литосферы образуется в условиях колоссальных температур и давлений, свойственных земным недрам. Попадая в условия земной поверхности, глубинные горные породы оказываются в новой и чуждой им обстановке: ничтожно малого давления и близкой к 0 температуре, присутствия свободного кислорода и воды, функционирования живых организмов, обилия органического вещества. Приспосабливаясь к такой обстановке, твердые горные породы начинают разрушаться. Такой процесс называют выветриванием горных пород или гипергенезом . Под ним понимают сумму процессов преобразования твердого вещества земной коры на поверхности суши под влиянием физико-географических условий. Сущность этих процессов состоит в перегруппировке атомов, образовании новых химических и биохимических соединений, устойчивых в термодинамической обстановке земной поверхности. В среднем наименее устойчивыми являются полевые шпаты, наиболее устойчив - кварц.

Физико-геогр. обстановка определяется наличием (отсутствием) воды, ее фазовыми переходами, биоценозом и активностью живых организмов, наличием энергии, температурой и влажностью. Эти факторы в значительной мере поясно-зональны, поэтому на поверхности суши существуют поясно-зональные типы выветривания. Ярким примером такого типа выветривания может служить латеритный, характерный для экваториально-тропических лесов.

Процесс выветривания приводит к перекристаллизации и измельчению вещества. Особое значение для ГО имеют тонкодисперсные разности вещества - гели, коллоиды (глинистое вещество, ил, гумус и др.). Выветривание воздействует не только на твердое вещество. Оно преобразует природные воды и воздух, находящиеся в зоне гипергенеза. Вода образует растворы и даже рассолы. Ионы раствора мигрируют вместе с водой, попадают в новые условия, где могут взаимодействовать с др. ионами, выпадать в осадок или кристаллизовываться. Этот процесс зависит от условий внешней среды.

Совокупность процессов выветривания создает кору выветривания (КВ) . КВ - это рыхлый слой поверхностных горных пород вместе с включенными в него водами, воздухом, живыми организмами и продуктами их жизнедеятельности, образовавшийся в результате процессов выветривания. По образному определению основоположника геохимии ландшафта Б.Б. Полынова, КВ - это верхняя оболочка литосферы, в которой "земля", вода, воздух и жизнь приходят в тесное соприкосновение, и материя в своем вечном движении дает, быть может, наибольшее разнообразие форм.

Вещество КВ по большей части представлено рыхлыми бесформенными массами, мощность слоя резко изменчива. По вещественному составу - это преимущественно глины. В верхней части они, как правило, переходят в почву.

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 земли или ландшафтная оболочка, сфера взаимопроникновения и взаимодействия литосферы, атмосферы, гидросферы и биосферы. Характеризуется сложным составом и строением. Вертикальная мощность географической оболочки составляет десятки километров. Целостность географической оболочки определяется непрерывным энерго- и массообменом между сушей и атмосферой, Мировым океаном и организмами. Природные процессы в географической оболочке осуществляются за счет лучистой энергии Солнца и внутренней энергии Земли. В пределах географической оболочки возникло и развивается человечество, черпающее из оболочки ресурсы для своего существования и воздействующее на нее.

Верхнюю границу Географическая оболочка проводить по стратопаузе, т.к. до этого рубежа сказывается тепловое воздействие земной поверхности на атмосферные процессы. Границу географической оболочка в литосфере совмещают с нижним пределом области гипергенеза. Иногда за нижнюю границу Географическая оболочка принимают подножие стратисферы, среднюю глубину сейсмических или вулканических очагов, подошву земной коры, уровень нулевых годовых амплитуд температуры. Таким образом, географическая оболочка полностью охватывает гидросферу, опускаясь в океане на 10-11 км ниже поверхности Земли, верхнюю зону земной коры и нижнюю часть атмосферы (слой мощностью 25-30 км). Наибольшая толщина географической оболочки близка к 40 км.

Качественные отличия географической оболочки от других оболочек Земли состоит в следующем. Географическая оболочка формируется под действием как земных, так и космических процессов; она исключительно богата разными видами свободной энергии; вещество присутствует во всех агрегатных состояния; чрезвычайно разнообразна степень агрегированности вещества - от свободных элементарных частиц - от атомов, ионов, молекул до химических соединений и сложнейших биологических тел; концентрацией тепла, поступающего от Солнца; наличие человеческого общества.

Основные вещественные компоненты географической оболочки это слагающие земную кору горные породы формой - рельефом), воздушные массы, водные скопления, почвенный покров и биоценозы; в полярных широтах и высокогорьях существенна роль скоплений льда.

Основные энергетические компоненты это гравитационная энергия, внутреннее тепло Земли, лучистая энергия Солнца и энергия космических лучей. При всей ограниченности набора компонентов сочетания их могут быть весьма многообразными; это зависит и от числа входящих в сочетание слагаемых и от их внутренних вариаций, так как каждый компонент - это тоже очень сложная природная совокупность и главное - от характера их взаимодействия и взаимосвязей, т. е. от географической структуры.

Географическая оболочка присущи следующие важные черты:

1)целостность географической оболочки, обусловленная непрерывным обменом вещества и энергии между её составными частями, поскольку взаимодействие всех компонент связывает их в единую материальную систему, в которой изменение даже одного звена влечёт сопряжённое изменение и всех остальных.

2) Наличие круговорота веществ и связанной с ним энергией, обеспечивающего многократность одних и тех же процессов и явлений и их высокую суммарную эффективность при ограниченном объёме исходного вещества, участвующего в этих процессах. Сложность круговоротов различна: одни из них - механические движения (циркуляция атмосферы, система морских поверхностных течений), другие сопровождаются сменой агрегатного состояния вещества (оборот воды на Земле), в-третьих происходит также и его химическая трансформация (биологический круговорот). Круговороты, однако, не замкнуты, и различия между их начальными и конечными стадиями свидетельствует о развитии системы.

3) Ритмика, т. е. повторяемость во времени различных процсссов и явлений. Она обусловлена главным образом астрономическими и геологическими причинами. Выделяется ритмика суточная (смена дня и ночи), годовая (смена времён года), внутривековая (например, циклы в 25-50 лет, наблюдаемые в колебаниях климата, ледников, уровней озёр, водоносности рек и т.п.), сверхвековая (например, смена за каждые 1800-1900 лет фазы прохладно-влажного климата фазой сухого и тёплого), геологическая (циклы каледонский, герцинский, альпийский по 200-240 млн. лет каждый) и т.п. Ритмы, как и круговороты, не замкнуты: то состояние, какое было в начале ритма, в конце его не повторяется.

4).Непрерывность развития географической оболочки, как некоторой целостной системы под влиянием противоречивого взаимодействия экзогенных и эндогенных сил. Следствиями и особенностями этого развития являются: а) территориальная дифференциация поверхности суши, океана и морского дна на участки, различающиеся по внутренним особенностям и внешнему облику (ландшафты, геокомплексы); определяется пространственными изменениями географической структуры; особые формы территориальной дифференциации - географическая зональность, б) полярная асимметрия, т. е. существенные различия природы Географическая оболочка в Северном и Южном полушариях; проявляется в распределении суши и моря (подавляющая часть суши в Северном полушарии), климата, состава животного и растительного мира, в характере ландшафтных зон и т.п.; в) гетерохронность или метахронность 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 эволюционного 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 т.п.).

Географическая оболочка является предметом изучения физической географии.