Географическая оболочка Земли и ее эволюция

Оглавление

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Введение.

Географическая оболочка Земли – сложный природный комплекс, возникающий в зоне взаимопроникновения и взаимодействия литосферы, атмосферы и гидросферы.

Географическая оболочка формируется под воздействием солнечной энергии и характеризуется развитием органической жизни. В географическую оболочку Земли включается тропосфера (в среднем около 10 км над уровнем океана), вся гидросфера и верхний слой литосферы (на материках в среднем глубиной 4-5 км.), соответствующей оболочке осадочных пород. Общая мощность географической оболочки колеблется от 20 до 30-35 км. Общие закономерности структуры и развития географической оболочки Земли, ее главные качества как единого природного комплекса составляют предмет изучения физической географии.

Несмотря на критику термина географическая оболочка и сложности для его определения активно используется в географии и является одним из основных понятий в географии.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1. Компоненты 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.

Тропосфера

Её верхняя граница 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.

Стратосфера

Верхняя граница — на высоте 50—55км. Температура с ростом высоты возрастает до уровня около 0 C. Малая турбулентность, ничтожное содержание водяного пара, повышенное по сравнению с ниже — и вышележащими слоями содержание озона (максимальная концентрация озона на высотах 20-25 км).

Гидросфера

Гидросфера — совокупность всех водных запасов Земли. 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. Часть воды находится в твёрдом состоянии в виде ледников, снежного покрова, и в вечной мерзлоте, слагая криосферу.

Биосфера — это совокупность частей земных оболочек (лито-, гидро- и атмосфера), которая заселена живыми организмами, находится под их воздействием и занята продуктами их жизнедеятельности.

Антропосфера или ноосфера - является сферой взаимодействия человека и природы. Признается не всеми учеными.

2. Ритмичность процессов и явлений в географической оболочке Земли.

Ритмичность динамики развития, зональность – разные, но одинакового важные свойства географической оболочки, раскрывающие её пространственно-временные особенности. При всей несхожести этих свойств они имеют общую природу и служат выражением одного из законов диалектического материализма – перехода количества в качество. Каждая оболочка Земли с её вертикальными ярусами, каждая зона с её подзонами – это своего рода застывшая пространственная форма временного ритма. 
Закону ритмики подвержен весь процесс развития географической оболочки. И, вероятно, речь здесь нужно вести не о наложение ритмики на направленный процесс развития, а о ритмичности внутренней структуры самого развития, слагающийся из закономерного чередования ускоренных и замедленных фаз.

1. Наиболее продолжительные  ритмы – эпохи горообразования (165-180 млн. лет). Вероятнее всего, данный ритм связан с движение Солнечной системы вокруг общего центра масс Галактики.

Многие утверждают, что всё дело в изменение угловой скорости вращение Земли: при прохождение Солнечной системы вблизи центра масс Галактики она увеличивается, при удалении на периферию – уменьшается. Соответственно увеличивается или уменьшается масса тел в нашей системе, что, в свою очередь, влечет изменение гравитационных сил и возникшее при увеличении гравитации сжатие сменяется «расширение». Показанный механизм прост лишь на первый взгляд, на самом деле четкой взаимосвязи между положением Солнечной системы относительно центра масс Галактики и интенсивностью горообразования нет (пока нет). 
            2. Ритмы, обусловленные изменением сил гравитационного взаимодействия в системе Солнце – Земля – Луна (приливно-отливные ритмы). В настоящее время практически доказано существование как короткопериодных, так и длиннопериодных ритмов, изучены их проявления в географической оболочке.

3. Ритмы, вызванные циклическими  изменениями солнечной активности. На тесную связь некоторых явлений в географической оболочке с солнечной активностью указывал еще А.Л. Чижевский (1936), писавший о том, что «Земля лежит в объятьях Солнца» и подавляющее большинство физико-химических процессов на земле представляет собой результат действия космических сил. В разной степени от солнечной активности зависят: напряженность земного магнетизма; частота полярных сияний; количество ультрафиолетовой радиации; напряженность атмосферного электричества; климатические характеристики (температура воздуха, атмосферное давление, количество осадков); уровень озёр, рек, грунтовых вод; солёность и ледовитость морей; биологическая продуктивность вод и т.д.

Степень зависимости на самом деле разная. Так, из 50% изменчивости климата Земли под влиянием внешних воздействий только около 20% приходится на солнечную активность. Иными словами, большой ошибкой можно считать попытки выявления 100% зависимости земных явлений от Солнца.

Современное состояние географической оболочки — результат ее длительной эволюции, начиная с возникновения планеты Земля. Правильное понимание процессов и явлений различного пространственно-временного масштаба, протекающих в географической оболочке, требует, по меньшей мере, многоуровневого их рассмотрения, начиная с глобального — общепланетарного.

Когда и как образовалась земная гидросфера и каковы пути ее дальнейшей эволюции? Это оставалось вне внимания исследователей. Вместе с тем вода — главнейший итог эволюции протовещества.  Ее постепенное  накопление на поверхности планеты сопровождалось вулканизмом и разноамплитудными нисходящими движениями перисферы. Это в свою очередь определило ход эволюции газовой оболочки, рельефа, соотношения площади и конфигурации суши и моря, а с ними и условий седиментации, климата и жизни. Иными словами, вырабатываемая планетой и выносимая на поверхность свободная вода по существу обусловила ход эволюции географической оболочки. Без нее облик Земли, ее ландшафты, климат, органический мир были бы совершенно иными.

Важнейшим показателем внутренней активности планеты и эволюции географической оболочки является земная гидросфера. Длительное время существовали представления о постоянстве ее объема или небольших и равномерных поступлениях за геологическое время. Однако количественные оценки эндогенных поступлений и фотолитических потерь земной гидросферы показали, что до рубежа мезозоя и кайнозоя скорость выноса свободной воды на поверхность Земли была на порядок ниже, чем в последние 70 млн. лет.

Каковы прогнозы эволюции географической оболочки на более близкую перспективу? При наблюдаемых темпах поступления эндогенной воды — 0,6 мм в 1000 лет — через 10 тыс. лет уровень океана поднимется на 6 м. Это неизбежно будет сопровождаться ускорением таяния полярных ледников Гренландии и Антарктиды. Их исчезновение повысит уровень в ближайшие тысячелетия еще на 63 м, что приведет к затоплению всей низменной суши, треть которой лежит на отметке ниже 100 м. Через 100 тыс. лет уровень моря поднимется еще на 60 м и достигнет +120-130 м. Под водой окажутся все равнины Земли. В дальнейшем подъем уровня воды замедлится, пока темпы фотолитических потерь не превысят темпы эндогенных поступлений. Согласно расчетам, максимум океанизации достигнет в ближайшие сотни тысяч лет, а затем начнется падение уровня океана. Таким образом, океанизация — это финал новейшей эволюции планетарного вещества, а продолжительность его в условиях Земли составляет 140-160 млн. лет.

Анализ эволюции географической оболочки будет неполным, если не рассмотреть еще один ее компонент — атмосферу. Как и гидросфера, газовая оболочка Земли формировалась за счет дегазации и вулканизма из зоны астеносферы. В связи с этим следовало бы ожидать, что ее состав будет близок составу глубинных газов, т.е. она должна содержать Н2, СН2, NН3, Н2S, СО2 и др. Вероятно, таким состав атмосферы был бы в глубоком докембрии. С началом фотолиза паров выносимой воды в атмосфере образовались атомы водорода и свободный молекулярный кислород. Свободные атомы водорода поднимались в верхние зоны атмосферы и диссипировали в космос. Молекула кислорода достаточно велика, чтобы диссипировать, поэтому опускаясь в нижние зоны атмосферы, она становится ее важнейшим компонентом. Постепенно накапливаясь, кислород положил начало химическим процессам в земной атмосфере. Благодаря химической активности кислорода в первичной атмосфере начались процессы окисления глубинных газов. Образовавшиеся при этом окислы выпадали в осадок. Часть газов, в том числе и метана, осталась в коллекторах земной коры, дав начало глубинным залежам нефти и газа.

Фотолитическое образование кислорода атмосферы было основным процессом в начале эволюции Земли. По мере очищения от глубинных газов формировалась вторичная атмосфера на основе углекислоты и двуокиси азота, создавались условия для появления фотосинтезирующих сине-зеленых водорослей и бактерий. С их появлением процесс насыщения атмосферы кислородом значительно ускорился. При ассимиляции углекислоты зелеными растениями образовывался кислород, а почвенными бактериями — азот.

Неустойчивая вторичная атмосфера в конце палеозоя переходит в третичную, состоящую из смеси свободного азота и кислорода, причем количество кислорода продолжало накапливаться и в последующее время. Степень устойчивости этой современной атмосферы определяется массой планеты и характером ее взаимодействия с жестким солнечным излучением.

Заключение.

В ходе эволюции географическая оболочка осваивалась и насыщалась органическим веществом. Адаптируясь к изменяющимся условиям, биосфера прошла длинный путь от простейших одноклеточных до сложных многофункциональных органических систем, венцом которых около 50 тыс. лет стал хомосапиенс. “Человек, как всякое живое вещество, есть функция биосферы, — писал В.И. Вернадский, — а взрыв научной мысли в XX столетии был подготовлен всем прошлым земной биосферы”. Постепенная цивилизация человечества явилась не чем иным, как формой организации этой новой геологической силы на поверхности Земли. Хомосапиенс как активный фактор географической оболочки, в отличие от остальной сосуществующей с ним биосферы, характеризуется наличием разума, а с точки зрения экологии разум — это высшая способность целесообразно реагировать на изменение внешних условий.

Из проведенного анализа также видно, что современный баланс суши и моря оказывается величиной непостоянной. Становится также понятным, что зарождение и развитие земной цивилизации пришлось на лучшую пору эволюции географической оболочки в смысле сбалансированности суши и моря, климатических условий, органического мира и т.д. Однако уже в ближайшее время цивилизации придется вести трудную борьбу с наступлением океана, приспосабливаться к новым условиям существования. Многие страны Средиземноморья и Европы начиная с XII века уже ведут эту борьбу, возводя дамбы и плотины на морских побережьях и в устьях рек. Будущее Земли еще в значительной мере зависит от ее внутренних ресурсов. А эти ресурсы, как мы видим, еще достаточно велики.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Список использованной литературы.

1. https://www.google.ru/search?
2. http://ru.wikipedia.org/wiki/
3. http://geographyofrussia.com/evolyuciya-geograficheskoj-obolochki/
4. http://rudocs.exdat.com/docs/index-6218.html?page=5