Геосфера як біологічна оболонка Землі

[ виправити ] текст може містити помилки, будь ласка перевіряйте перш ніж використовувати.

скачати

Міністерство освіти і науки Російської Федерації
Пензенська ДЕРЖАВНИЙ УНІВЕРСИТЕТ
КАФЕДРА «ФІЗИКА»
РЕФЕРАТ з дисципліни
«Концепції сучасного природознавства»
Тема № 38: «Геосфера ЯК БІОЛОГІЧНА
ОБОЛОНКА ЗЕМЛІ »
Виконала:
студентка групи 05Ю1
Мураєва Д.Ю.
Перевірила:
доцент Суровіцкая Г.В.
Пенза 2006

Зміст:
I. Введення.
II. Основна частина.
1. Будова Землі.
2. Історії геосферно оболонок Землі.
3. Геосферно оболонки та їх будова.
4. Асиметричність процесів, що протікають в геосфері.
5. Сучасні концепції розвитку геосфер.
III. Висновок.

I. Введення
Фізичні, космологічні, хімічні концепції підводять впритул до уявлень про Землю, її походження, будову і найрізноманітніших властивості. Комплекс наук про Землю зазвичай називають геологією (грец. geо - Земля). Земля - ​​місце і необхідна умова існування людства. З цієї причини геологічні концепції мають для людини найнагальнішою значення. Геологічні концепції виникають не спонтанно, вони є підсумком копіткої наукових пошуків.
Земля - ​​унікальний космічний об'єкт. Планетарний погляд на всі події, на Землі процеси сформувався в епоху Великих географічних відкриттів. Ця епоха охоплює XV - XVΙΙ ст., Коли людина зуміла поглянути на Земну кулю як на єдине ціле. Орієнтація на такий «погляд» визначила «дух» всієї наступної епохи, аж до середини XX століття (до зникнення «білих плям» на планеті). Всі устремління того періоду були направлені на досягнення повноти уявлень про Земній кулі, що стало можливим у XX ст. завдяки появі аерофотозйомки, а потім завдяки можливостям фотографувати Землю з космосу. Після цього з'явилася можливість сформулювати вихідні поняття фізичної географії, створити фундамент для дослідження земних оболонок, геосфер. Цей період можна назвати «перевалом», подолавши який, одна з найважливіших наук природознавства - географія перетворилася в строгу науку, і почалося активне вивчення геосфер.
Сучасна геологія констатує той факт, що Земля має складну і ще недостатньо вивчену історію розвитку. Земля - ​​це об'єкт, який продовжує перебувати в процесі становлення. Тому вивчення будови Землі актуально і до цього дня. У своїй роботі я постараюся перерахувати і дати характеристику основним геосферно оболонок Землі. А також розкрити концепції розвитку геосфер у сучасному природознавстві і експерименти сучасних вчених, що поповнили картину надр Землі.
II. Основна частина
1. Будова Землі
Про будову Землі геологи судять в основному за сейсмічними даними, одержуваних при реєстрації коливань, що викликаються землетрусами та атомними вибухами. При цьому враховується швидкість передачі коливань, а також той факт, що поздовжні хвилі поширюються в будь-якому середовищі - рідкої, твердої, газоподібної, а поперечні лише в середовищах, що володіють великою пружністю, тобто у твердих об'єктах. Поздовжні хвилі пов'язані зі стисненням середовища (будь-який). У поперечної хвилі частинки середовища коливаються у площині, перпендикулярної до напрямку поширення поздовжньої хвилі. Поперечні хвилі пов'язані з деформацією зсуву пружного середовища. Прикладом поперечних хвиль є коливання, що розповсюджуються уздовж струн музичних інструментів.
Отже, сейсмічні дані дозволяють судити про просторових параметрах Землі та її структурних компонентів, так само як про їх агрегатному стані. Важливі відомості про будову Землі отримані також в результаті надглибокого буріння (Кольська свердловина має глибину більше 12 км).
У глобальному масштабі форма Землі найкраще апроксимується еліпсоїдом обертання - рівноважною фігурою обертається однорідної рідини. Форма Землі (геоїд) незначно відрізняється від сфероида обертання. Саме тому географічні глобуси виготовляють у вигляді куль. У сучасної Землі полярний радіус R п = 6356, 78 км, а екваторіальний Rе = 6378, 16 км. Маса Землі Мз = 5,98 10 24 кг, а середня щільність ρ з = 5, 52 г / см 3.
Будова Землі дуже складне, воно постійно деталізується. Оскільки Земля має форму кулі, то її структурні частини звичайно представляють у вигляді Сферна оболонок, число яких зростає разом з розвитком геологічного знання. Для початку розглянемо внутрішні геосферно оболонки.
Спочатку Земля багатьма людьми сприймалася як твердий куля, більш-менш однорідний. Потім, зокрема у зв'язку з бажанням осмислити вогненні викиди вулканів, виникло уявлення про двоступеневу структуру Землі: внутрішня оболонка, мантія, покрита земною корою. Перехід до триступеневої структурі Землі був пов'язаний з виділенням ядра Землі. Подальша диференціація уявлень про структуру Землі виявилася пов'язаною з виділенням її своєрідних подоболочек.
Відповідно до сучасних поглядів, ядро ​​Землі складається з внутрішнього та зовнішнього ядра. Мантія Землі складається з верхньої, середньої та нижньої мантії, відокремлених один від одного розділами. Що стосується земної кори, то вона відокремлена від верхньої частини мантії, що перетворилася в результаті остигання в гірську породу, розділом Мохоровичича. Земна кора, розділ Мохоровичича і згадана верхня частина мантії утворюють літосферу (від грец. Litos - камінь). До літосфері примикає астеносфера (від грец. Astenes - слабкий), шар зниженої в'язкості у верхній частині мантії Землі. Над земною корою знаходиться атмосфера, а області океанів, морів, озер і річок утворюють гідросферу. Магнітне поле Землі утворює її магнітосферу.
Отже, сходження від центру Землі до її периферії пов'язано з перетином наступних геосферно оболонок:
1) внутрішнього ядра Землі;
2) зовнішнього ядра Землі;
3) нижньої мантії Землі;
4) середньої мантії Землі;
5) верхньої мантії Землі;
6) астеносфери;
7) нижнього шару літосфери;
8) розділу Мохоровичича;
9) земної кори (верхнього шару літосфери);
10) гідросфери;
11) атмосфери;
12) магнітосфери.

2. Історії геосферно оболонок Землі
Історії еволюції геосферно оболонок Землі пов'язані одна з одною, але кожна з цих історій має свої дуже своєрідні етапи.
ІСТОРІЯ ЯДРА ЗЕМЛІ
Формування ядра Землі почалося приблизно 4,6 10 9 років тому (відлік часу ведеться по напряму від минулого до сьогодення). Відповідні розрахунки показують, що воно особливо інтенсивним було в період 3 - 2,6 10 9 років тому. Після 2600 млн років нарощування маси земного ядра почала різко, а потім плавно спадати. У наші дні маса ядра збільшується, згідно з розрахунками, на 130 млрд т на рік. «Металеве залізо» покинуло мантію Землі приблизно 500 млн років тому, залишився в ній магнетит (Fe 3O4) розпадається: 2Fe 3 О 4 → 3FeO + 5O, при цьому FeO переходить у зовнішнє ядро Землі. Остигання Землі призведе до часткового або повного затвердіння, як її мантії, так і ядра. Подальша доля нашої планети буде залежати в першу чергу від Сонця - переходу його у стан білого карлика, що буде супроводжуватися гігантським викидом випромінювання, яке «буде палити» Землю.
З усіх геосферно оболонок найбільші шанси вціліти у «сонячної парильні» має якраз земне ядро. Воно, мабуть, розігріється, потім знову охолоне й стане космічним мандрівником, який або під дією випромінювання буде повільно розсіюватися, або, з нагоди, потрапить «у топку» невідомої нам зірки.
ІСТОРІЯ МАНТІЇ ЗЕМЛІ
За своїм речовинним складом мантія планети найбільш близька до складу первинної речовини Землі. Тим не менше, саме в ній процеси хіміко-плотностной диференціації йдуть найбільш енергійно: протягом 4 млрд років вона проходить всі нові стадії свого речового збідніння. Важке речовина йде до центру планети - в її ядро. Легкі елементи переміщуються в літо-, атмо-, і гідросферу. З мантії Землі повністю зникли FeS, Fe, Ni, в порівнянні зі складом первинної Землі вона істотно збідніла легкими речовинами (Ka2O, Na2O, N2, H2 та ін.) Разом з тим відбувається в мантії хіміко-плотностной диференціація призводить до зростання в процентному вмісті окислів кремнію (SiO 2) і магнію (MgO). У сумі ці два оксиду складають близько 83% складу сучасної мантії (проти 57% у складі первинної речовини Землі).
Сучасна мантія вся охоплена потужними конвективними рухами, за рахунок яких теплова енергія ядра і мантії передається іншим геосферно оболонок. Тепловтрати Землі незмінно призведуть до її охолодженню і переходу мантії в тверде, літосферні стан. Перехід Сонця в стан білого карлика, мабуть, буде пов'язаний з випаровуванням значної частини літосфери, яка на той час буде складати у фазовому відношенні єдине ціле з затверділої мантією планети.
ІСТОРІЯ ЛІТОСФЕРИ
Літосфера утворюється в процесі охолодження і кристалізації частково розплавленої речовини мантії Землі. Її часто називають «силікатною льодом». Мається на увазі, що літосфера, що складається в основному з силікатів, тобто солей кремнієвих кислот, що містять SiO 4, формується подібно утворення льоду при замерзанні води. Її формування почалося 4 - 3,5 млрд років тому. Близько 2 млрд років пішло на формування суперконтиненту Пангеї. Подальша тектонічна діяльність Землі приводить до розколювання Пангеї і утворення нових суперконтинентів.
Сучасна історія літосфери пов'язана перш за все з тектонікою океанічних плит. При раздвижении літосфери речовина астеносфери впроваджується в розломи рифтових зон і, охолоджуючись, утворює молоду океанічну літосферу. Океанічна кора здатна насуватися на кінці континентальних плит, у результаті чого утворюються складчасті структури. Уламки океанічних літосферних плит, захоплюючись мантійними потоками, опускаються аж до ядра Землі, перемішуються з іншим мантійним речовиною і знову піднімаються на поверхню. Так здійснюються цикли тектонічної діяльності Землі. У далекому майбутньому неодмінно станеться їх уповільнення аж до повної зупинки.
ІСТОРІЯ ГІДРОСФЕРИ
Молода Земля була позбавлена ​​гідросфери. Остання з'явилася завдяки дегазації Землі, ініційованої виливається на її початкову поверхню мантійними розплавами, які, потрапивши в умови з мінімальним тиском, скипали (як відомо, температура кипіння тим нижче, чим менше тиск) і виділяли леткі речовини, в тому числі пари води. Чим сильніше наростали конвективні явища в мантії, тим частіше і в більшій масі вивергалися на поверхню Землі потоки магми, тим більше ставав обсяг спочатку неглибокого океану. Через поглинання частини води океанічної, а також континентальної корою глибина океану збільшувалася повільно. І лише після повного насичення водою серпантинної шару океанічної кори, а сталося це близько 2,2 млрд років тому, дно океану стало швидко опускатися (до середньої глибини сучасного океану).
Найбільший приплив води відбувався в період охоплення конвективними рухами всій мантії Землі, тобто близько 2,6 млрд років тому. Приплив води у Світовий океан має місце і в наші дні, він буде продовжуватися надалі. Ослаблення тектонічної активності Землі, остигання її мантії, освіта в зв'язку з цим особливо глибоких океанічних западин і поглинання частини води глибоко залягають осадовими породами океанічної літосфери призведе до того, що будуть знову видно серединно-океанічні хребти. Перетворення Сонця в білий карлик призведе через 5 млрд років до такого могутнього потоку випромінювання, що він випарує весь Світовий океан. Виник одного разу, йому не судилося існувати вічно.

ІСТОРІЯ АТМОСФЕРИ
Згідно некласичної концепції глобальної еволюції Землі, історія атмосфери пов'язана з дегазацією планети аж ніяк не менше, ніж історія гідросфери. Вважають, однак, що вже на ранніх етапах своєї еволюції (4,7 - 4 млрд. років тому) Земля, ще не набувши гідросфери, вже мала атмосферою, але вкрай розрядженою. Вона, мабуть, полягала головним чином з летючих сполук, які поширені в космосі, тобто H 2, He, N 2, CH 4, NH 3, H 2 O, CO 2, CO. Народження щільної атмосфери був пов'язаний із виділенням тих летючих сполук, які потрапили на Землю у зв'язаному стані: вода - з гідросилікатами, азот - з нітридами і нітратами, вуглекислий газ - з карбонатами і т. д. Справжнім динамічним джерелом атмосфери Землі опинилася її почалася активна дегазація (4 млрд років тому). Близько 3 млрд років тому земля була оповита щільною, що складається в основному з азоту (N 2) і вуглекислого газу (CO 2) атмосферою з тиском до 4 атм. Подальша історія Землі пов'язана в основному зі своєрідною «заміною» вуглекислого газу на кисень.
Насичення серпентінового шару океанічної кори водою супроводжувалося зв'язуванням CO2 в карбонатах (доломітах). Можна показати, що при надлишку вуглекислого газу в атмосфері реакції гідротації супроводжуються його зв'язуванням в карбонатах. Типова в цьому сенсі реакція виглядає наступним чином:
Mg 2 SiO 4 + 4H 2 O + 2CO 2 → Mg 6 [Si 4 O 10] (OH) 8 + 2MgCO 3.
Олівін серпентин Магнезит серпентиніт
Серпентінізація океанічної кори призвела до «вилучення» вуглекислого газу з атмосфери, його парціальний тиск знизився майже до сучасного. Збіднення атмосфери CO 2 - газом, який затримує інфрачервоне (теплове) випромінювання Землі, призвело до різкого зниження приземної температури (з 90 до 6 ˚ С). Супроводжувалося це (2,4 млн років тому) грандіозним заледенінням.
Активну роль у витяганні вуглекислого газу з атмосфери зіграли також зелені рослини і фотосинтезуючі мікроорганізми. Мова йде про процес фотосинтезу, сумарне вираження якого, як відомо, виглядає наступним чином:
6CO 2 + 6H 2 O → C 6 H 12 O 6 + 6O 2
Хлорофіл (фотосинтез проходить за участю хлорофілу, що поглинає кванти світла).
Насичення атмосфери киснем відбувалося також завдяки фотодиссоціації парів води короткохвильовим випромінюванням Сонця
H 2 O → HO + O
і Галогенизация оксидів лужних і лужноземельних металів
Na 2 O + 2Cl → 2NaCl + O; CaO + 2F → CaF 2 + O
(Галогенами є хлор і фтор).
У насиченні атмосфери киснем домінує біогенез, а аутсайдером є галогенез.
Далеко не весь кисень переходив безпосередньо в атмосферу. Його потужним поглиначем було вільне залізо:
2Fe + O 2 → 2FeO.
Вільне залізо зникло з мантії Землі близько 600 млн років тому. Це сприяло зростанню виходу кисню в атмосферу, що сприяло швидкому розвитку багатоклітинних організмів.
У сучасних умовах виділяється в мантії кисень частково поглинається:
3FeO + O → Fe 3 O4.
Розрахунки показують, що через 600 млн років міститься в мантії залізо опиниться в стані магнетиту (Fe3O4). Магнетит стійкий в мантії, але при переході в ядро ​​Землі воно розпадається:
2Fe 3 O 4 → 3FeO +5 O.
Вільний кисень, не зустрічаючи перешкод, через рифтові зони кинеться в атмосферу. Це, згідно з розрахунками, призведе до швидкого зростання тиску атмосфери (10 атм), приземна температура досягне 250 ˚ С. Після закипання води океанів тиск зросте до 350 атм, а приземна температура досягне 450 ˚ С. У нових обставинах життя виявиться неможливою. Історія життя атмосфери перерветься через 5 млрд років, після вибуху Сонця. Атмосфера не зможе протистояти сонячному випромінюванню і буде їм випарується.

3. Геосферно оболонки їх будову.
Земних оболонок, або геосфер, виділяють дуже багато.
Внутрішнє ядро Землі являє собою кулю діаметром 2500 км і має кристалічну структуру. Сейсмологи помітили, що хвилі землетрусів, що пробігають планету від краю до краю, витрачають на свій шлях в залежності від його напряму різні проміжки часу. Ця обставина узгоджується з розрахунками, які показують, що внутрішнє ядро ​​Землі, будучи кристалом, володіє анізотропними властивостями, воно пропускає сейсмічні хвилі в одному напрямку з більшою швидкістю, ніж в іншому. Зрозуміло, мова йде про дуже специфічному кристалі. Його температура перевищує 4000 ˚ С, але завдяки гігантському тиску він зберігає свою кристалічну природу. Внутрішнє ядро ​​Землі більш ніж на 90% складається із заліза.
Американські геофізики Рональд Кохен і Ларс Штіхруде опублікували цю гіпотезу в науковому журналі «Science» (США). Вони пишуть, що гіпотеза може пояснити багато властивості нашої планети, що здаються поки загадковими. Наприклад, деякі особливості магнітного поля або поведінку під час переполюсовки, тобто коли Північний магнітний полюс стає Південним і навпаки, що бувало неодноразово.
Гіпотезі про сверхкрісталле усередині планети (автори порівнюють його з діамантом в центрі Землі) привернула увагу сейсмологів, які помітили, що хвилі землетрусів витрачають на свій шлях на 4 секунди більше, ніж сейсмічні хвилі, що йдуть від полюса до полюса.
Розрахунки геофізиків показали, що кристал, іони якого розташовані в гексагональної структурі і щільно притиснуті один до одного, пропускають через себе сейсмічні коливання, що йдуть зверху чи знизу, з більшою швидкістю, ніж хвилі, що проходять із бічних напрямків. Всім кристалам властива анізотропія: їх фізичні властивості різні за різними напрямками. Уздовж осі або поперек неї кристал проводить теплові і звукові коливання по-різному. Якщо б земне ядро ​​складалося з безлічі кристалів, анізотропія була б погашена разнооріентірованнимі кристалами. Але досліди Р. Кохена і Л. Штіхруде чітко показали прояв анізотропії. Значить, можна говорити про те, що внутрішньо ядро ​​Землі - єдиний, цілий кристал.
Зовнішнє ядро Землі знаходиться в рідкому стані (в ньому загасають поперечні хвилі) і в основному містить залізо, його оксиди, а також домішки більш легких речовин - кремнію, сірки.
Залізна складова ядра Землі відповідальна за земний магнетизм. А енергійне конвективное рух всередині зовнішнього ядра пояснює неодноразові зміни магнітної полярності нашої планети, про що свідчать палеомагнітние дані. Стародавні породи «запам'ятовують», фіксують спрямованість магнітного поля Землі. Дослідження цих порід показують, що північний і південний магнітний полюси неодноразово мінялися місцями.
Мантія Землі, розташована від підошви земної кори аж до поверхні ядра, що знаходиться на глибині 2900 км, головним чином складається з оксидів кремнію, магнію і заліза. Речовина мантії перебуває в рідкому стані, але в'язкість його дуже висока. Для всієї мантії характерні інтенсивні конвективні руху, що обумовлюють зміщення літосферних плит і призводять до виверження на поверхню Землі високотемпературних (бл. 1300 ˚ С) лав - мантійного речовини.
Найближчі до поверхні Землі шари мантії - це літо-та астеносфера. Літосфера складається з плит, які за відсутності зовнішніх впливів тривалий час зберігають свою форму. Як правило, розташоване під літосферними плитами речовина астеносфери частково розм'якшена і під тиском деформується, тече.
Деформованість астеносфери допускає ковзання по ній літосферних плит. Переміщення літосферних плит, найбільші з яких Тихоокеанська, Північноамериканська, Південно-американська, Африканська, Євроазіатська, Індоавстралійская і Антарктична, становлять одиниці сантиметрів (близько 3 см) на рік, однак за мільйони років їм вдавалося долати шляху в тисячі кілометрів. Стикаючись, літосферні плити взаємодіють один з одним і проходять в обертання. Існує досить ретельно розроблені глобальні кінематичні моделі сучасного відносного руху літосферних плит. Потужність (товщина) літосферних плит складає від 2 до 100 км.
Земна кора - зовнішня оболонка Землі, товщиною менше 10 км під океанами, але більше 25 км під материками. Утворюється за рахунок руху літосферних плит, руйнування і вивітрювання гірських порід і осаду накопичень. Океанічна кора складається в основному з базальту - порід вулканічного походження, в яких переважає польовий шпат і піроксен. Континентальна кора складена головним чином з гранітів і магматичних порід, що містять переважно кварц, кальцієвий польовий шпат, кислий плагіоклаз і слюду. Щільність океанічної кори більше, ніж щільність континентальної кори. Максимальна контрастність рельєфу визначається тектонічної активністю Землі і сягає 16 - 17 км. З часом нерівності рельєфу зменшуються, «розтікаються» в наслідок дії на земну кору гравітаційних сил. З цієї причини перепади висот у таких древніх гірських поясах як, наприклад, Уральські гори, не перевищує 2 км.
Гідросфера складається з вод океанів, морів, озер, річок, підземних джерел і материкових льодів, а також води, що містяться у зв'язаному стані в гідросилікату. Велика частина гідросфери (близько 63%) зосереджена в Світовому океані. На прісні води суші припадає не більше 0,05% всіх вод, зосереджених у верхніх геосферах Землі (21,73 жовтня 1920 кг). Середня глибина океану 3711 м, а найбільша 11022 м (Маріанський жолоб у Тихому океані). Середня річна температура поверхні вод океану 17,5 ˚ С. Світовий океан займає 70,8% земної поверхні. У океанічній воді розчинені чи не всі елементи таблиці Менделєєва, переважає хлор (19,35%) і натрій (10,76%).
Підземними водами називають всі води, які знаходяться під земною поверхнею. Якщо вода вільно тече по підземному каналу, в товщі твердих порід (тріщини, печери), то має місце підземний водотік, швидкість якого може вимірюватися метрами в секунду. Води, просочуються через рихлі породи (пісок, гравій, галька), називаються фільтрівними. В останньому випадку воді доводиться долати сили тертя у кожного зерна пухкої породи, а швидкість водотоку буде вимірюватися метрами на добу. Самий ближній до поверхні Землі горизонт носить назву грунтових вод. Підземні води бувають водозние (волога атмосфери) і ювеніальние (з парів води розпеченої магми). Ювеніальние води в місцях недавнього вулканізму часто утворюють джерела. Вода, що потрапила в грунт, доходить до водотривкому шару. Накопичуючись на його поверхні, вона рясно просочує вищерозміщені породи і утворює так званий водоносний горизонт (зазвичай він має нахил). Коли з'являється штучний чи природний доступ до такого горизонту, виникають артезіанські колодязі. У певних умовах підстильним шаром може бути мерзлота.
Озера, болота володіють величезним різноманіттям. По генезису озера можуть бути льодовиковими, проточними, термокарстових, солоними. Бувають озера, промерзаючі до дна і частково. Є озера, в яких сонячні промені досягають дна (глибиною 4,5 м і менше). Їх часто називають ставками, і в них є рослинність по всій поверхні дна. У цілому рослинне і тваринне життя озер, дуже різноманітна. Однак першопричиною походження більшості озер є танення льодовиків.
Болотами називають ділянки земної поверхні, надмірно зволожені прісної або солоною водою. Найбільш поширені болота трав'яні, мохові і змішані.
Льодовики займають на земній кулі площа, приблизно рівну 16 млн км 2. Якби весь цей лід розтанув, то рівень Світового океану підвищився б на 50 м. Серед сучасних льодовиків гляціологи розрізняють два типи - материкові покриви, або щити, і гірські льодовики. Найбільш великі сучасні материкові льодовикові покриви розташовані в Антарктиді і Гренландії. У деяких їхніх районах товщина льоду перевищує 3200 м. На вершинах високих гір і гірських хребтів льодовики є складовою частиною гірських снігів. Висота снігової лінії залежить від кількості опадів. У Піренеях вона становить 2800 м, на Кавказі - 2900-3500 м, в горах Тянь-Шаню - 3500-4500 м. Найбільш поширені льодовики скандинавського типу (плоскі вершини, невеликі мови) і альпійського типу (долинні, заповнюють річкові долини, і висячі мови, характерні для високих гір).
У річках перебіг і витрата води визначається нахилом русла, який, у свою чергу, визначається відношенням різниці висот двох пунктів до довжини ділянки, розташованої між цими пунктами. Нахил русла багатьох рівнинних річок мізерно малий. Так, наприклад, ухил Волги від Волгограда до Астрахані складає 0,00002, а Дніпра від Каховки до Херсона - 0,00001. Це означає зниження рівня річки на 2 і 1 см відповідно на 1 км довжини. Навіть з цих цифр видно, що будівництво ГЕС на Дніпрі і Волзі мало поставити їх перебіг на межу стану стоячої води, що має місце на деяких ділянках цих річок. У залежності від величини кінетичної енергії води, яку переносять річках, останні здійснюють два типи роботи: 1) кінетична енергія води долає силу тяжіння і силу зчеплення частинок, що складають дно і стінки русла; 2) кінетична енергія води не достатня для переносу часток. Результатом першого виду роботи є ерозія навколишніх берегів; другого - відкладення, акумуляція матеріалу та підвищення дна.
Продовольчі запаси Світового океану величезні. Тут мешкає 150 тис. видів гідробіонтів із загальною масою приблизно 30 млрд т. Маса водоростей становить 1,7 млрд т, але вони щодня виробляють майже в 10 разів більше органічно речовин, ніж інші гідробіонти, тому що біологічна активність їх перевищує таку інших видів приблизно в 200 разів.
Атмосфера Землі - це її газова (повітряна) оболонка, що розповсюджується до висот більше 100 км. Атмосфера обертається разом з Землею. У поверхні Землі сучасна атмосфера складається в основному з азоту (78,1%) і кисню (21%). Тиск і щільність повітря з висотою убувають. На висоті 20-25 км знаходиться шар озону, що оберігає живі організми на Землі від шкідливого для короткохвильового випромінювання. В атмосфері часто виділяють 5 шарів: тропосфера (досягає на екваторі товщини 16-18 км), стратосфера (доходить до 55 км), мезосфера (досягає висоти 80 км, біля верхньої межі температура 80-90 ˚ С), іоносфера (розташована до висоти 800 км, значно впливає на розповсюдження радіохвиль), екзосфера (простягається від іоносфери до 2000-3000 км, ефективна температура близько 2000 ˚ С). Для атмосфери Землі характерний так званий парниковий ефект, що обумовлюються поглинанням молекулами H 2 O, CO 2 і O 3 теплового випромінювання нагрітого сонячними променями поверхні планети. Техногенна діяльність людини різко збільшила в атмосфері зміст вуглекислого газу CO 2, в зв'язку з цим парниковий ефект становить небезпеку для здоров'я людей.
Повітря в атмосфері забруднений: навіть над відкритим морем у 1 див3 міститься більше 1000 пилинок. В атмосферу з земної поверхні безперервним потоком надходять всілякі домішки, породжувані геохімічними та біологічними процесами, а також людською діяльністю. Перш ніж повернутися на Землю, в грунт або води, ці речовини разом з потоками повітря мандрують у атмосфері, беручи участь у мікрохімічний і мікрофізичних процесах.
Магнітосфера Землі простягається на десятки і навіть сотні тисяч кілометрів. Стан магнітосфери визначається взаємодією магнітного поля Землі з потоками космічних, особливо високоенергетичних, частинок. Конфігурація силових ліній магнітного поля Землі така, що рухаються по них частинки потрапляють у так звані пастки, курсуючи від Північної півкулі в Південне і назад. Магнітні пастки подібно озоновому шару захищають живі організми Землі від шкідливих для них випромінювань. На жаль, технічна діяльність людства не тільки руйнує не тільки озоновий шар, але і магнітні пастки. Проблеми з озоновим шаром стали гранично актуальними вже в наші дні. Проблеми з магнітними пастками очікують людство в майбутньому, можливо досить недалекому.
Магнітні явища, що спостерігаються на земній поверхні, в атмосфері та космосі, дають підставу вважати Землю величезним магнітом з двома чітко вираженими магнітними полюсами. Північний магнітний полюс знаходиться в Північній Америці на півострові Ботія (70 ˚ 5'3''північної широти та 96 ˚ 45'3''західної довготи). Південний магнітний полюс знаходиться в Антарктиді на станції Схід (75 ˚ 6 'південної широти і 154 ˚ 8' східної довготи). Лінії магнітних сил утворюють магнітні меридіани, які не збігаються з географічними. У дії магнітних сил зустрічаються аномалії, які іноді мають розповсюдження на тисячі кілометрів. Мають місце і магнітні бурі, завдяки яким виникають серйозні радіоперешкоди, аж до припинення зв'язку. Встановлено, що магнітні бурі тісно пов'язані з полярними сяйвами і мають 11-річну періодичність, збігається з 11-річною періодичністю виникнення сонячних плям. Магнітне поле Землі має яскраву історію, його вивчає Палеомагнетизм. Цією наукою були встановлені два найважливіших факту: 1) полярність магнітного поля Землі кілька разів змінювалася протягом історії її розвитку; 2) розташування континентів щодо магнітних полюсів радикально змінювалося, підкоряючись певній системі. Ці факти означають не просто переміщення магнітних полюсів, а й те, що континенти міняють магнітну орієнтацію відносно один одного. Останнє є надійним доказом дрейфу континентів.

4. Асиметричність процесів, що протікають в геосферах
Поверхня Земної кулі і процеси, що протікають в його оболонках, мають яскраво виражену асиметричністю, яку зручніше розглянути на ряді прикладів.
1. Візьмемо глобус, зроблений з м'якого матеріалу (пап'є-маше, поролону), і будемо протикати його довгої спицею наскрізь так, щоб спиця проходила через центр глобуса. Тоді якщо ми увійдемо в глобус та, де суша, то обов'язково вийдемо там, де море. Тобто ділянки суші і ділянки моря симетричні щодо центру Земної кулі. Слід зазначити, що мілководні прибережні зони морів (шельфи) і глибоководні регіони Світового океану будуть симетричні щодо центру Земної кулі. Особливо наочні в цьому сенсі Арктика і Антарктика. У центрі Арктики знаходиться океан, покритий в основному плаваючим льодом, який до того ж активно переміщається в межах Північного Льодовитого океану. Так, наприклад, «папанінская четвірка», висаджена в червні 1937 р. на Північному полюсі, в лютому 1938 р. виявилася в Гренландському морі - цей шлях пройшла обрана для дрейфу крижина.
2. Тепловий режим Північної і Південної півкуль асиметричний. Тепловий екватор, тобто лінія, що з'єднує точки на земній кулі, де спостерігається максимальна середньорічна температура, зміщені від географічного екватора на північ в середньому на 10 ˚. Таким чином, північну півкулю тепліше, ніж Південне. Дійсно, в Північній півкулі найнижча температура становить -70 ˚ С, а в Південній півкулі -90 ˚ С. Крім того, в Південній півкулі розташований абсолютний полюс вітрів (в Антарктиді) і «ревучі сорокові» широти - зона постійних бур і ураганів.
Над Арктикою і Антарктикою Земля втрачає велику частину свого минає в космос тепла. Арктика включає в себе околиці материків Євразії та Північної Америки і майже весь Північний Льодовитий океан з усіма його островами (крім норвезьких), а також прилеглі частини Атлантичного й Тихого океанів. Среднелетніе температури в Арктиці не перевищують 10 ˚ С. Антарктида - найвищий материк. Середня висота його - 2040 км. Середня товщина льоду - більше 1740 км. Тільки 2% площі материка від криги.
3. Тепловий режим Східного та Західного півкуль також асиметричний. В Америці, наприклад, клімат набагато більш помірний, ніж в Азії. Це пояснюється тим, що основні гірські хребти Азії розташовані за паралелями (Тянь-Шань, Гімалаї), і повітряні маси, що піднімаються в екваторіальній частині Азії, не можуть просуватися на Північ в повному обсязі. Тому так різко клімати Індостану, Індокитаю відрізняються від клімату Монголії, Маньчжурії, де значні частини територій містять в собі багаторічномерзлі грунти. При подальшому просуванні на Північ є і другий ланцюг гірських хребтів, розташованих за паралелями (Становий і Яблуневий хребти). Внаслідок цього в Східному Сибіру взимку має місце стійкий антициклон і, як наслідок цього, - низькі негативні температури.
У західній півкулі більше води, ніж у Східному, і це пом'якшує американський клімат. Крім того, Північна Америка з обох сторін омивається потужними течіями (Гольфстрімом і Північним Тихоокеанським).

5. Сучасні концепції розвитку геосфер
Розробка некласичної концепції глобальної еволюції Землі дозволила з нових позицій уявити розвиток геосферно оболонок. Мова зовсім не йде про констатацію фактів, вони інтерпретуються в принципово новій концептуальній манері. Саме в зв'язку з цим нижче розглядається розвиток геосферно оболонок.
У некласичній концепції глобальної еволюції Землі в поясненні динамічних витоків розвитку геосферно оболонок вирішальне значення надається: однорідності хімічного складу первинної Землі; зміни її термодинамічних станом під впливом енергетичних потоків; придбання розплавленим речовиною Землі текучо-рухомих станів, що призводять до хіміко-площинний диференціації цієї речовини; утворення в результаті диференціації речовини Землі її геосферно оболонок; еволюції геосферно оболонок в процесі безперервних змін динамічних потенціалів Землі.
Енергетична динаміка Землі визначається в основному трьома складовими: енергією гравітації (бл. 82%), енергією радіоактивного розпаду (бл. 12%), припливної енергією (бл. 4%). Що стосується сонячної енергії, то вона, частково поглинаючись зовнішніми геосферно оболонками, відбивається ними ж у космос. Слід зазначити, що Земля стала тектонічно активній далеко не відразу, а лише після її розігріву, який через наявність приливних сил (висота хвиль припливу досягала 1 км) виявився найбільшим у приповерхневих шарах планети. Теплова енергія з поверхні планети поступово розігрівала всі її речовина, переводячи його в розплавлене стан. Речовини Землі, що володіли найбільшою щільністю, стали дифундувати в центр планети.
Був час, коли Земля не була диференційована на геосферно оболонки, які, подібно до всіх космічних об'єктів, виникають, проходять деякі етапи своєї еволюції і вмирають. Всі геосферно оболонки є результатом диференціації речового складу первинної Землі. Виникнувши одного разу, вони здобувають відносну самостійність і стають геодинамічних активними.
Таке уявлення у світлі некласичної концепції глобальної еволюції Землі. Дещо вище була розглянута історія розвитку геосфер також з точки зору некласичної концепції.

ΙΙΙ. Висновок
Земля - ​​унікальний космічний об'єкт. Планетарний погляд на всі події, на Землі процеси сформувався в епоху Великих географічних відкриттів. Ця епоха охоплює XV - XVΙΙ ст., Коли людина зуміла поглянути на Земну кулю як на єдине ціле. Орієнтація на такий «погляд» визначила «дух» всієї наступної епохи, аж до середини XX століття (до зникнення «білих плям» на планеті). Всі устремління того періоду були направлені на досягнення повноти уявлень про Земній кулі, що стало можливим у XX ст. завдяки появі аерофотозйомки, а потім завдяки можливостям фотографувати Землю з космосу. Після цього з'явилася можливість сформулювати вихідні поняття фізичної географії, створити фундамент для дослідження земних оболонок, геосфер. Цей період можна назвати «перевалом», подолавши який, одна з найважливіших наук природознавства - географія перетворилася в строгу науку, і почалося активне вивчення геосфер.
Сучасна геологія констатує той факт, що Земля має складну і ще недостатньо вивчену історію розвитку. Земля - ​​це об'єкт, який продовжує перебувати в процесі становлення. Тому вивчення будови Землі актуально і до цього дня. У своїй роботі я постараюся перерахувати і дати характеристику основним геосферно оболонок Землі. А також розкрити концепції розвитку геосфер у сучасному природознавстві і експерименти сучасних вчених, що поповнили картину надр Землі.

Використана література:
1) В. А. Канке. Концепції сучасного природознавства. М.: Логос, 2004.
2) Забєлін І. М. Фізична географія в сучасному природознавстві: питання історії і теорії. М.: Наука, 1978.
3) Остроумов Г. Анатомія земної кулі, якою вона є сьогодні / / Наука і життя. 1996. № 6.
4) Рєзанов І. А. Історія взаємодії наук про Землю. М.: Наука, 1998.
5) Фішер Д. Народження Землі. М.: Світ, 1990.
Додати в блог або на сайт

Цей текст може містити помилки.

Біологія | Реферат
73.1кб. | скачати


Схожі роботи:
Водяна оболонка Землі
Газова оболонка Землі
Повітряна оболонка Землі - атмосфера
Географічна оболонка
Географічна оболонка літосфера
Графічна оболонка X-Windows System
Плата за землі сільськогосподарського призначення землі міст та інших населених пунктів
Будова Землі Вулканізм та землетрусу Тектоніка материків Атмосфера Землі клімат і погода
Первинна клітинна оболонка і її структурні особливості
© Усі права захищені
написати до нас