КАТЕГОРИИ: Архитектура-(3434)Астрономия-(809)Биология-(7483)Биотехнологии-(1457)Военное дело-(14632)Высокие технологии-(1363)География-(913)Геология-(1438)Государство-(451)Демография-(1065)Дом-(47672)Журналистика и СМИ-(912)Изобретательство-(14524)Иностранные языки-(4268)Информатика-(17799)Искусство-(1338)История-(13644)Компьютеры-(11121)Косметика-(55)Кулинария-(373)Культура-(8427)Лингвистика-(374)Литература-(1642)Маркетинг-(23702)Математика-(16968)Машиностроение-(1700)Медицина-(12668)Менеджмент-(24684)Механика-(15423)Науковедение-(506)Образование-(11852)Охрана труда-(3308)Педагогика-(5571)Полиграфия-(1312)Политика-(7869)Право-(5454)Приборостроение-(1369)Программирование-(2801)Производство-(97182)Промышленность-(8706)Психология-(18388)Религия-(3217)Связь-(10668)Сельское хозяйство-(299)Социология-(6455)Спорт-(42831)Строительство-(4793)Торговля-(5050)Транспорт-(2929)Туризм-(1568)Физика-(3942)Философия-(17015)Финансы-(26596)Химия-(22929)Экология-(12095)Экономика-(9961)Электроника-(8441)Электротехника-(4623)Энергетика-(12629)Юриспруденция-(1492)Ядерная техника-(1748) |
Эволюция гидросферы
Важная внешняя оболочка нашей планеты — гидросфера. Она включает в себя и лед, и обычную жидкую воду, и водяной пар, присутствующий в атмосфере в очень небольших количествах (от 0,02% в холодных полярных районах до 3% вблизи экватора). Однако, так как основная масса воды (Мо = 1,4 х 1021 кг или 94% всей воды) приходится на Мировой океан, то, говоря о гидросфере, часто имеют в виду именно океанскую воду. Наличие у Земли океана представляет собой достаточно редкое для Солнечной системы явление. Ведь чтобы образовался океан, то есть значительная масса жидкого вещества, отделенная от атмосферы и литосферы резкой границей, необходимо, чтобы температура поверхности космического тела была, с одной стороны, выше температуры плавления этого вещества, а с другой — ниже его критической температуры, при которой исчезает разница между жидким и газообразным состояниями вещества. Кроме того, общая масса вещества должна быть достаточно большой, чтобы мог сформироваться значительный объем жидкой фазы, в противном случае конденсация пара. На Земле всем этим условиям удовлетворяет вода, для которой температура плавления (льда) Тпл = 0°С, а критическая температура Ткр = 374°С. На первый взгляд, ничего необычного в существовании Мирового океана нет: ведь мы уже говорили, что средняя, температура у поверхности Земли составляет +15°С, Однако простой расчет показывает, что если бы у Земли не было атмосферы, содержащей водяные пары, то температура поверхности была бы минусовой, и океан бы замерз! Чтобы убедиться в этом, найдем энергию Епсолнечного излучения, которую Земля поглощает за секунду. Известно, что солнечная постоянная F, то есть поток энергии солнечного излучения на среднем расстоянии Земли от Солнца, равна 1400 Вт/м2. Тогда Еп= (1-A)FπR2,где R— радиус Земли, А = 0,3 — отражательная способность поверхности Земли (альбедо). Поглощая эту энергию, Земля нагревается и, как любое нагретое абсолютно черное тело, излучает энергию Еи = σТ344πR2, где σ = 5,7 х 10-8 Вт/м2К4 — постоянная Стефана-Больцмана. В стационарном состоянии Еп = Еи, откуда легко получается температура поверхности Земли: Т = ((1-А)F/4σ)1/4 (1.3) Подставив в эту формулу значения A, Fи σ, получаем T=256 K = -17°С. Именно такую, отрицательную (по Цельсию), температуру имеет Земля, если ее наблюдать из космоса. Почему же тогда реальная средняя температура поверхности Земли составляет +15°С? Оказывается, все дело в парниковом эффекте, который создается атмосферой Земли. Суть этого эффекта заключается в следующем. Почти все излучение Солнца, за исключением ультрафиолетовой части спектра, которая задерживается озоном О3, пропускается атмосферой и поглощается Землей. А вот излучение Земли имеет максимум в ближней инфракрасной области спектра, которая поглощается парами воды. В результате атмосфера, содержащая пары воды, становится тепловым экраном, приводящим к повышению температуры поверхности Земли. Парниковый эффект является дестабилизирующим фактором, усиливающим климатические изменения на Земле. Представим себе, что по какой-то причине температура поверхности Земли понизилась. Следствиями этого немедленно станет, во-первых, уменьшение концентрации водяного пара, а значит и парникового эффекта, и, во-вторых, увеличение отражающей способности Земли из-за расширения областей, занятых хорошо отражающим свет льдом. Оба эти следствия приведут к дальнейшему понижению температуры поверхности Земли. Аналогично, если температура возрастет, то увеличение парникового эффекта и уменьшение отражающей способности Земли приведут к дальнейшему возрастанию температуры. Неудивительно, что за время своей эволюции Земля неоднократно переживала периоды глобального потепления и похолодания климата. Океан покрывает около 70% территории Земли. На высокие горы и океанские впадины приходится всего около 1% земной поверхности, а основную площадь Земли занимают две относительно пологие поверхности — равнины и низменности на суше и океанское дно. Типичная зависимость уклона поверхности океанского дна при удалении от берега выглядит так. Сначала глубина растет медленно, с уклоном всего 1,5-2 м на 1 км. Эта мелководная область вокруг материков простирается в среднем на 80 км и называется шельфом. Затем начинается резкий обрыв (континентальный склон), переходящий в обширное, почти плоское ложе океанов. Рекордная глубина океанских впадин составляет, как известно, 11022 м (Марианская впадина в Тихом океане). Количество воды в океане менялось на протяжении геологической истории Земли. Уровень океана неоднократно падал на 120-150 м, а океанская вода при этом накапливалась на суше огромными ледниками, такими же, какие сейчас покрывают Антарктиду и Гренландию. Сейчас общая масса льда на Земле составляет примерно 2,4х1019 кг, причем из-за постепенного потепления климата происходит таяние ледников и, как следствие, поднятие уровня Мирового океана со скоростью в среднем около 0,12см в год.
Дата добавления: 2013-12-13; Просмотров: 360; Нарушение авторских прав?; Мы поможем в написании вашей работы! Нам важно ваше мнение! Был ли полезен опубликованный материал? Да | Нет |