Водная оболочка земли

Водная оболочка земли

Литосфера — твердая оболочка Земли

Литосфера, иногда называемая геосферой, относится ко всем горным породам Земли. Она включает земную кору и верхнюю часть мантии. Выше, литосфера ограничена атмосферой, а ниже — астеносферой (слоем в верхней мантии Земли). Валуны горы Эверест, песок на пляжах Майами и лава, извергающаяся с горы Килауэа на Гавайях, являются примерами компонентов литосферы.

Литосфера является самой твердой сферой нашей планеты. Ее фактическая толщина может варьироваться от примерно 40 км до 280 км. Литосфера заканчивается в момент, когда минералы земной коры становятся вязкими и жидкими. Точная глубина, при которой это происходит, зависит от химического состава горной породы, а также от температуры и давления.

Существует два типа литосферы: океаническая литосфера и континентальная литосфера. Океаническая связана с океанической корой и немного плотнее континентальной литосферы. Континентальная литосфера, связанная с континентальной корой, может быть намного толще, чем океаническая, простираясь на 200 км ниже поверхности Земли.

Наиболее известной особенностью, связанной с литосферой Земли, является тектоническая активность, которая описывает взаимодействие огромных плит литосферы, называемых тектоническими плитами.

Литосфера разделена на тектонические плиты, которые соединяются между собой как зазубренная головоломка. Эти плиты не имеют постоянного расположения; они медленно двигаются. Большая часть тектонической активности происходит на границах этих плит, где они могут сталкиваться, разрываться или пододвигаться друг под друга. Движение тектонических плит стало возможным благодаря тепловой энергии от мантийной части литосферы. Тепловая энергия делает твердую литосферу более эластичной.

Тектоническая активность отвечает за некоторые из самых драматических геологических событий Земли: землетрясения, вулканы, орогенез (горообразование) и глубокие океанические впадины, которые образовались в результате тектонической активности в литосфере.

Гидросфера — водная оболочка Земли

Гидросфера — водная оболочка, включающая всю воду на нашей планете. К ней относится вода, которая находится на поверхности планеты, под землей и в воздухе. Гидросфера планеты может быть жидкостью, паром или льдом.

На Земле жидкая вода существует на поверхности в виде океанов, озер и рек. Под землей она встречается в колодцах и водоносных горизонтах, а также как грунтовые воды. Водяной пар наиболее заметен в виде облаков и тумана.

Замерзшая часть гидросферы Земли состоит из льда: ледников, ледяных вершин и айсбергов, и имеет свое название — криосфера.

Вода проходит через гидросферу благодаря циклическому перемещению. Она накапливается в облаках, затем падает на Землю в виде дождя или снега. Эта вода собирается в реках, озерах и океанах. Затем она испаряется в атмосферу, чтобы снова начать цикл. Этот процесс называется гидрологическим циклом.

По оценкам ученых, на нашей планете есть более 1386 млн. км³ воды.

В океанах содержится более 97 % запасов воды на Земле. Остальная часть приходится на пресную воду, две трети которой находится в замерзшем состоянии в полярных регионах планеты и на снежных вершинах гор. Интересно отметить, что, хотя вода покрывает большую часть поверхности планеты, она составляет всего 0,023 % общей массы Земли.

Атмосфера — воздушная оболочка Земли

Атмосфера — это совокупность газов, окружающих нашу планету, удерживаемых на месте земной гравитацией. Большая часть нашей атмосферы находится вблизи земной поверхности, где она наиболее плотная. Воздух Земли на 79 % состоит из азота и чуть менее 21 % — из кислорода, а также аргона, двуокиси углерода и других газов. Водяной пар и пыль также являются частью атмосферы Земли. Другие планеты и Луна обладают очень разными атмосферами, а некоторые вообще не имеют таковой. В космосе нет атмосферы.

Атмосфера настолько распространена, что она почти незаметна, но ее вес равен слою воды глубиной более 10 метров, которая покрывает всю нашу планету. Нижние 30 километров атмосферы содержат около 98 % всей ее массы.

Ученые утверждают, что многие из газов в нашей атмосфере были выброшены в воздух ранними вулканами. В то время вокруг Земли было мало или вообще не было свободного кислорода. Свободный кислород состоит из молекул кислорода, не связанных с другим элементом, таким как углерод (с образованием углекислого газа) или водород (с образованием воды).

Свободный кислород, возможно, был добавлен в атмосферу примитивными организмами, вероятно бактериями, во время фотосинтеза. Позднее более сложные формы растительной жизни добавили больше кислорода в атмосферу. Кислороду в сегодняшней атмосфере, вероятно, потребовалось миллионы лет чтобы накопиться.

Атмосфера действует как гигантский фильтр, поглощая большую часть ультрафиолетового излучения и позволяя проникать солнечным лучам. Ультрафиолетовое излучение вредно для живых существ, и может вызвать ожоги. Тем не менее солнечная энергия необходима для всей жизни на Земле.

Атмосфера Земли имеет слоистую структуру. От поверхности планеты к небу идут следующие слои: тропосфера, стратосфера, мезосфера, термосфера и экзосфера. Другой слой, называемый ионосферой, простирается от мезосферы до экзосферы. Вне экзосферы находится космос. Границы между атмосферными слоями четко не определены и изменяются в зависимости от широты и времени года.

Оболочки Земли

Земля – единственная планета в нашей Солнечной системе, на которой зародилась жизнь. Во многом этому способствовало наличие у нее шести различных оболочек: атмосферы, гидросферы, биосферы, литосферы, пиросферы и центросферы. Все они ведут между собой тесное взаимодействие, которое выражается обменом энергии и материи. В данной статье мы рассмотрим их состав, основные характеристики и свойства.

Внешние оболочки Земли – это атмосфера, гидросфера, литосфера.

Газовая оболочка Земли – атмосфера, внизу она граничит с гидросферой или литосферой, а вверх простирается на 1000 км. В ней выделяются три слоя: тропосфера, которая является двигающейся; после нее находится стратосфера; за ней – ионосфера (верхний слой).

Высота тропосферы – примерно 10 км, а масса – 75% от массы атмосферы. В ней происходит перемещение воздуха горизонтальным или вертикальным способом. Выше находится стратосфера, которая простирается на 80 км вверх. Она образует слои, перемещаясь в горизонтальном направлении. За стратосферой существует ионосфера, в которой воздух непрестанно ионизируется.

Размер гидросферы – водной оболочки Земли, составляет 71% от всей поверхности планеты. Средняя соленость воды – 35 г/л. Океаническая поверхность имеет плотность примерно 1 и температуру 3-32° С. Солнечные лучи способны проникать не глубже двухсот метров, а ультрафиолетовые – на 800 м.

Сфера обитания живых организмов – биосфера, она сливается с гидросферой, атмосферой и литосферой. Верхний край биосферы поднимается до верхних шаров тропосферы, а нижний достигает дна впадин в океанах. В ней выделяют сферу животных (более миллиона видов) и сферу растений (более 500 тыс. видов).

Толщина литосферы – каменной оболочки Земли, может изменяться от 35 до 100 км. В нее входят все материки, острова и океаническое дно. Ниже под ней находится пиросфера, которая является огненной оболочкой нашей планеты. В ней наблюдается повышение температуры приблизительно на 1° С через каждые 33 метра вглубь. Вероятно, на большой глубине под влиянием огромного давления и очень высоких температур породы расплавлены и находятся в состоянии, близком к жидкому.

Расположение центральной оболочки Земли – ядра – 1800 км в глубину. Большинство ученых поддерживает версию, что оно состоит из никеля и железа. В нем температура компонентов составляет несколько тысяч градусов по Цельсию, а давление – 3000000 атмосфер. Состояние ядра пока достоверно не изучено, но известно, что оно продолжает охлаждаться.

Геосферные оболочки Земли постоянно изменяются: огненная – сгущается, а твердая – утолщается. Этот процесс в свое время спровоцировал появление каменных твердых глыб – материков. И в наше время огненная сфера не прекращает своего влияния на жизнь на планете. Ее воздействие очень велико. Постоянно меняются контуры материков, климат, океаны, состав атмосферы.

Эндогенные и экзогенные процессы влияют на непрерывное изменение твердой поверхности Земли, что воздействует на биосферу планеты.

Все внешние оболочки Земли имеют общее свойство – высокую подвижность, из-за которой малейшее изменение любой из них незамедлительно распространяется на всю ее массу. Это объясняет, почему однородность состава оболочек относительная в разное время, хоть они и подверглись значительным изменениям во время геологического развития. Например, в атмосфере, по мнению многих ученых, изначально не было свободного кислорода, но ее насыщал углекислый газ. И позже, в результате жизнедеятельности растений, она приобрела сегодняшнее состояние. Подобным образом изменялся и состав водной оболочки Земли, что доказывают сравнительные показатели солевого состава замкнутых вод и океанических. Так же менялся и весь органический мир, в нем до сих пор происходят изменения.

§ 28. Атмосфера (учебник)

§ 28. Атмосфера

Вспомните, почему воздуха называют естественной смесью.

Состав воздуха. Внешне наша планета окружена оболочкой из воздуха. От земной поверхности она простирается вверх на несколько тысяч километров. Поэтому можно сказать, что мы живем на дне воздушного океана. Воздушную оболочку Земли называют атмосферой. Почему воздух не рассеивается в космическом пространстве? Его удерживает земное притяжение. Поэтому атмосфера вращается вместе с Землей как единое целое.

Атмосферный воздух — это смесь газов. В его состав входит 20 различных газов. Однако основными являются азот (78%) и кислород (21%). На другие приходится всего 1%. Такой состав газов почти везде на Земле одинаков до высоты 100 км.

Каждый из газов выполняет свою роль. Азот входит в состав различных соединений, из которых состоят все живые существа. Кислород необходим всем живом для дыхания. Углекислый газ — «Утеплитель» Земли. К ней он пропускает солнечные лучи, а ее тепло задерживает. Озона в атмосфере очень мало. Однако на высоте 20-30 км он концентрируется и образует озоновый слой. Этот слой задерживает ультрафиолетовые солнечные лучи, губительные для всего живого.

Кроме того, в воздухе содержится водяной пар. Есть в нем и разные твердые примеси: пыль, пепел от лесных пожаров и вулканических извержений, кристаллики льда и морской соли, сажа. Так, над пустынями в атмосфере много пыли, над океанами — кристалликов соли, над большими городами — сажи.

Нижней пределом атмосферы считают земную поверхность. Однако воздух проникает в поры и трещины горных пород. Оно есть в воде, почве, Живых организмах. В атмосфере воздуха распределено неравномерно: с высотой его количество уменьшается. Примерно 50% всей массы воздуха располагается высоты 5 км, и почти все (99,5%) — до высоты 80 км. У земной поверхности, где притяжения сильнее, воздух плотнее и тяжелее. С высотой оно становится более разреженным. Поэтому четкой верхней границы атмосфера не имеет. Условно ее проводят на высоте 3 000 км. Там атмосфера постепенно переходит в космическое пространство.

Рис. Состав воздуха

Строение атмосферы. Как можно рассмотреть строение атмосферы, если воздух прозрачен и внешне не отличается в разных ее частях? Выяснилось, что с высотой изменяется плотность, содержание водяного пара, температура и другие особенности воздуха. По этим признакам в атмосфере выделяют отдельные слои: тропосферу, стратосферу, верхние слои.

Тропосфера — Нижний (приземный) слой атмосферы. Его толща над полюсами составляет 9 км, в средних широтах — 11 км, над экватором — до 18 км. Тропосфера является плотным слоем: в ней сосредоточено около 80% всей массы воздуха. В тропосфере находится почти вся водяная пара, из которой образуются облака, а затем и осадки. Поэтому именно в тропосфере формируется погода Земли.

Стратосфера размещается над тропосферой и простирается до высоты в 55 км. Воздух там очень разреженный. В нем почти нет примесей и водяного пара. Поэтому облака, как правило, отсутствуют. На высоте 20-30 км концентрируется газ озон, образуя озоновый слой. Он поглощает смертоносное ультрафиолетовые лучи Солнца, губительное для всего живого на Земле.

У верхних слоях атмосферы воздух так сильно разрежен, что почти не поглощает солнечное тепло и не рассеивает солнечный свет. Поэтому космонавты, пролетая там, видят небо не голубым, а черным. Там одновременно светят и Солнце, и звезды. Крайняя внешняя часть атмосферы составлена в основном из атомов кислорода, гелия и водорода. Они могут преодолевать земное притяжение и «ускользать» в космическое пространство.

Рис. Строение атмосферы

Значение атмосферы. Без атмосферы жизнь на нашей планете было бы невозможным. Благодаря кислорода, содержится в воздухе, дышат все организмы на Земле. Только одному человеку на сутки нужно около 11 000 л (железнодорожная цистерна) воздуха.

Атмосфера предохраняет Землю от чрезмерного нагревания солнечными лучами днем и сильного охлаждения ночью. Поэтому ее сравнивают с невидимой одеялом, которая укрывает планету, сохраняя тепло.

Прозрачная воздушная оболочка служит Земли … бронежилетом. Так, сам воздух защищает Землю от метеоритов. Большинство из них сгорает в атмосфере, не долетая до поверхности. Это явление — «падающие звезды» — хорошо видно летней звездной ночи.

Изучение атмосферы. Изучением атмосферы занимается наука метеорология. О состоянии атмосферы и ее изменения в ближайшее время нужно знать практически всем людям. Но особенно это важно для тех, кто работает на транспорте (на флоте, в авиации), в сельском хозяйстве.

Для наблюдения за состоянием атмосферы в разных уголках планеты размещены тысяча метеорологических станций. В труднодоступных местах (высоко в горах, пустынях, полярных районах) действуют автоматические радиометеорологични станции. В океанах они установлены на плавучих платформах (буйках), содержащихся якорями. Исследуют атмосферу также и с научно-исследовательских судов.

В наше время исследуют не только приземные, но и высокие слои. Для этого применяют специальную технику. До высоты 40 км поднимаются воздушные шары, к которым пристроены приборы. Они отмечают температуру, влажность и перемещения воздуха на разных высотах. Еще выше, до 120 км поднимаются метеорологические ракеты. Метеорологические спутники, Оснащенных теле- и фотоаппаратурой, с высоты 900 км передают на Землю сообщения о облачность, границы снежного покрова на поверхности, загрязнения воздуха.

Рис. Научно-исследовательское судно

Рис. Метеостанция

Вопросы и задания

1. Расскажите о составе атмосферного воздуха.

2. Сравните тропа- и стратосферу. Назовите не менее трех различий между ними.

3. Космические корабли летают на высотах 300 км. В которых слоях атмосферы они при этом находятся? Расскажите об особенностях этих слоев.

4. Какое значение имеет атмосфера для нашей планеты?

5. Какими способами и средствами изучают атмосферу?

6. Почему тропосферу называют «фабрикой» погоды?

Сферы Земли

Если рассматривать строение планеты с точки зрения ее ландшафтной сферы, то можно увидеть, что она включает в себя не только всем известную поверхность земной коры, но и несколько «соседних» оболочек. Именно такая тесная связь между границами обуславливает общие признаки, свойственные атмосфере, гидросфере, литосфере и биосфере. Они проявляются в постоянном обмене жидких, твердых и газообразных компонентов, присущих каждой из оболочек. Например, круговорот воды в природе – это обмен между гидросферой и атмосферой.

Если происходит извержение вулкана с выбросом пепла в воздух – это взаимосвязь литосферы с нижними слоями атмосферы, хотя некоторые катаклизмы могут быть такой мощности, что почти достигать ее средней части. В том случае, если вулкан расположен на острове или на дне океана, то будут задействованы все оболочки Земли, и атмосфера, и гидросфера, и литосфера, и биосфера. Последняя чаще всего выражена гибелью растительности и животного мира в радиусе действия природного катаклизма.

Условно сферы Земли можно разделить на 4 части: атмосферу, биосферу, гидросферу, литосферу, но некоторые из них состоят из нескольких составляющих.

Атмосфера

Атмосферой называют всю внешнюю газообразную сферу планеты, окружающую ее вплоть до вакуума в космосе. Если следующие оболочки Земли – литосфера, гидросфера, атмосфера, биосфера — взаимодействуют друг с другом, то о некоторых из их частей этого сказать нельзя. Атмосфера делится на 3 области, каждой из которых выделена своя высота, например:

  • Нижняя часть – это тот самый воздух, которым дышит все живое на планете. Она называется тропосфера и простирается вверх на 15 км. Между ней и следующей частью атмосферы находится озоновый слой, который как раз и защищает жизнь на Земле от радиационного фона, который может «прийти» из космоса, и ультрафиолетовых лучей, испускаемых Солнцем. Самой уязвимой и жизненно важной является нижняя часть тропосферы, особенно та, что простирается над уровнем моря не выше 100 м. Обмен энергиями и различными веществами между атмосферой, биосферой, гидросферой, литосферой происходит именно на этом уровне.
  • Стратосфера – это еще один своеобразный «буфер» между космосом и жизнью на Земле. Расположенная в средней части атмосферы стратосфера с литосферой, гидросферой, биосферой никак не пересекается, так как простирается на 100 км выше уровня моря. Она состоит из различных газов, например, водорода, гелия, азота и других.
  • Ионосфера – это самый верхний слой, выше которого уже открытый космос. Она состоит из распавшихся ионов и электронов, движение которых в виде северного сияния можно наблюдать в ее нижней части.

Наибольший интерес для ученых и защитников природы представляет нижняя область тропосферы.

Гидросфера

Расположенное на поверхности земной коры и под ней водное пространство называется гидросферой. Это совокупность всех вод, как пресных, так и соленых, которые есть на планете. Глубина некоторых водоемов может достигать 3,5 км, что присуще океанам, а в некоторых участках, именуемых впадинами, даже углубляться более чем на 10 км. Самый глубокий из известных подводных «желобов» — это Марианская впадина, которая по данным на 2011 год уходит вниз на 10 994 м.

Так как от качества воды зависит жизнь на Земле, то гидросфера так же важна, как и воздух, вот почему все большее количество ученых-экологов обеспокоено следствием воздействия людей на эти сферы. Из воды на планете не только появилось все сущее, но от нее также зависит, чтобы на ней оставалась жизнь.

Ученые смогли доказать, что на месте, например, Сахары были прерии, которые пересекали полноводные реки. Когда вода покинула эту местность, ее постепенно заполнили пески. Если рассматривать, какие общие признаки у гидросферы, атмосферы, литосферы, биосферы, то можно заметить, что они напрямую зависят друг от друга, и все они влияют на существование жизни на Земле.

Если происходит экологическая катастрофа, из-за которой пересыхают реки (гидросфера), то страдают растительность и животные в этом регионе (биосфера), меняется состояние воздуха (атмосфера), и поверхность земной коры (литосфера).

Воздействие человека на атмосферу

Выше были перечислены основные признаки литосферы, гидросферы, атмосферы, биосферы. Так как они очень плотно взаимодействуют, то влияние на одну из них сразу же отражается на других. Это связано с тем, что общим признаком всех этих оболочек Земли является наличие в них жизни.

Сегодня можно наблюдать, какой вред нанесла деятельность людей на сферы планеты. Так выбросы в атмосферу вредных веществ, вырубка амазонских джунглей, запуск ракет и взлеты самолетов каждый день постепенно разрушают озоновый слой Земли. Если он станет меньше (сегодня его размер порядка 8 км), то все живое на планете может либо мутировать, либо погибнуть.

Если верить археологам, то Земля уже испытывала подобные потрясения, но в те далекие времена она не была населена людьми. В наше время все по-другому. Еще не так давно существовали города, где уровень выбросов выхлопных газов из автомобилей был столь высок, что люди вынуждены ходить по улицам в масках. Ученые и энтузиасты-экологи смогли «достучаться» до общественности, чтобы повернуть угрожающую ситуацию вспять.

Все больше стран, понимая, что качество жизни напрямую зависит от чистоты воздуха, которым дышит их население, переходят на альтернативные источники энергии, внедряют в повседневную жизнь электромобили, закрывают или модернизируют вредные производства. Это вселяет надежду, что у будущих поколений землян будет чистый воздух.

Нарушение человеком оболочек Земли

Так как все сферы планеты взаимосвязаны и обладают общим признаком – наличием жизни в них, то дисбаланс в одной тут же отражается на остальных. Углубление людей в недра Земли ради добычи полезных ископаемых, выбросы в атмосферу вредных химических веществ, разливы нефти в морях и океанах — все это приводит к тому, что каждый день исчезает или находится под угрозой исчезновения животный и растительный мир (биосфера).

Если человечество не остановит свою вредительскую деятельность, то спустя несколько сотен лет нарушения в оболочках планеты будут столь существенны, что все живое на планете вымрет. Примером может стать та же пустыня Сахара, которая когда-то была цветущим краем, в котором проживали первобытные люди.

Каждый миг оболочки Земли обмениваются между собой своими составляющими. Они существуют уже миллиарды лет, взаимодействуя друг с другом. Выше были даны определения литосферы, атмосферы, гидросферы, биосферы, и пока люди не поймут, что планета – это живой организм, и если удалить в нем один «орган», тут же страдает все тело, то смертность населения будет только увеличиваться.

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *