Место Биосферы на Земле и ее границы

Биосфера Земли

ЛЕКЦИЯ 21

Земля как планета состоит из следующих геологических оболочек - литосферы (твердой оболочки), гидросферы (жидкой, на Земле - водной оболочки), атмосферы (газообразной оболочки). Важнейшей особенностью Земли, резко отличающей ее от других планет Солнечной системы, является наличие Биосферы, или оболочки, где обитают живые организмы и находятся продукты их жизнедеятельности. В настоящее время в практическую плоскость поставлен вопрос о существовании биосфер (хотя бы в прошлом) на других планетах, в первую очередь, на Марсе и крупнейшем спутнике Сатурна - Титане.

Литосфера занимает основную часть Земли. Она делится на три основных части:

1. Земная кора - самый верхний слой, простирающийся от поверхности до средней глубины 33 км, максимум до 70 км.

2. Мантия - средний слой, на глубинах от 33 до 2920 км.

3. Ядро - внутренний слой, на глубинах от 2920 до 6375 км.

Земная кора состоит из слоя осадочных пород (песок, глина), гранитового и базальтового слоев. Их образуют силикаты (преимущественно, окись кремния. SiO₂), c примесью окиси алюминия (Al₂O₃). Температура вещества коры на континентах быстро возрастает с глубиной - в среднем приблизительно на 30^оС на 1 км.

Вещество мантии имеет приблизительно такой же химический состав, но находится в вязком, частично расплавленном состоянии. Оно может течь, хоть и с очень низкими скоростями. Температура мантии непосредственно под корой составляет 600 – 700⁰С.

В верхнем слое мантии (до глубины 700 км) имеют место к5онвекционные течения вещества мантии, которые являются причиной движения (дрейфа) континентов по поверхности планеты. Континентальный дрейф оказал и продолжает оказывать огромное влияние на экологические условия планеты и эволюцию жизни на ней.

Ядро состоит преимущественно из окиси железа (Fe₂O₃) c небольшой примесью более легких элементов - кислорода, серы, кремния, алюминия. По современным данным наружный слой ядра находится в расплавленном состоянии, а внутренний (расстояние от 5 000 км от поверхности и до центра планеты) -- из-за огромного давления является твердым телом. Температура в центре ядра оценивается в 10 000 – 12 000^оС, т.е. значительно выше, чем на поверхности Солнца (ок. 6 000^оС).

Гидросфера - тонкая прерывистая водная оболочка на поверхности планеты, а также ледники, снега, почвенные воды и водяные пары. Ее максимальная толщина в океанах (Марианская впадина в Тихом океане) составляет 11 034 м, на континентах – 1645 м (оз. Байкал).

Приблизительно 94% мировых запасов воды находится в океанах и морях. Пресные и слабоминерализованные подземные воды составляют 4% мировых запасов воды. Они обеспечивают подрусловое питание поверхностных континентальных водоемов – рек, озер, болот. Поскольку температура земной коры увеличивается с глубиной, подземные воды глубоких горизонтов имеют очень высокую температуру (до 250^оС) - геотермальные воды. Часть их выходит на поверхность суши в виде геотермальных, или горячих источников.

В поверхностных континентальных водоемах и атмосфере находится приблизительно 0,4% воды. К сожалению, воды большинства континентальных водоемов и значительная часть подземных вод сейчас загрязнены и непригодны для питья без соответствующей очистки.

В вечных льдах Арктики и Антарктики заключено около 4% пресной воды. Это последний резерв чистой питьевой воды на планете.

Огромные запасы воды (гораздо большие, чем на поверхности Земли) заключены в верхней мантии («вторая гидросфера»). Вследствие очень высокого давления вода находится там в жидком состоянии при температуре 350^оС и более и имеет очень высокаую соленость –до 300‰. Часть ее выходит на океаническое дно из гидротермальных источников.

Атмосфера -воздушная оболочка, окутывающая весь Земной шар.

Нижняя часть атмосферы до высоты 16 – 18 км называется тропосферой. В ней заключено 80% массы атмосферы. Ее специфическим компонентом являются водяной пар и водяные облака, которые совместно с углекислым газом, метаном и др. газами создают парниковый эффект, или способность атмосферы пропускать солнечную радиацию до поверхности Земли, но поглощать тепловое излучение от нагретой земной поверхности.

Над тропосферой до высоты 55 км находится стратосфера. У верхней границы тропосферы и в стратосфере наблюдается повышенное содержание озона (О₃) - называемый озоновый слой. Его максимальная концентрация находится на высотах 21 – 25 км. Концентрация озона несколько выше над тропическими и ниже - над полярными областями.

Над стратосферой до высоты 80 км находится мезосфера, до высоты 800 – 1000 км распространяется термосфера, еще выше - экзосфера.

Дата добавления: 2014-01-07