Геосферы
Категории Геология | Под редакцией сообщества: Науки о Земле
Геосферы[1] — (от греч. гео – Земля, сфера – шар) – географические концентрические оболочки (сплошные или прерывистые), из которых состоит планета Земля.
Выделяются следующие геосферы: магнитосфера, атмосфера, гидросфера, литосфера, земная кора, мантия и ядро Земли. Ядро Земли делится на внешнее ядро (жидкое) и центральное – субъядро (твёрдое).
Геосферы условно делятся на базовые или главные (литосфера, атмосфера и гидросфера и другие), а также относительно автономно развивающиеся вторичные геосферы: педосфера, антропосфера, социосфера и ноосфера. Область обитания организмов, включающая нижнюю часть атмосферы, всю гидросферу и верхнюю часть земной коры, называется биосферой. Криосфера характеризуется отрицательной или нулевой температурой, при которых вода, содержащаяся в парообразном, свободном или химически и физически связанном с другими компонентами виде, может существовать в твёрдой фазе (лёд, снег, иней и другие).
Статус геосферы им придаётся лишь исходя из значения в жизни человека на Земле, соизмеримого с ролью первичных геосфер.
Каждая из перечисленных выше геосфер изучается отдельной наукой или набором отдельных наук, изучающих каждую сферу на разных системных уровнях.
Содержание
↑Состав основных геосфер земли
Формирование Земли сопровождалось дифференциацией вещества, результатом которой стало разделение Земли на концентрически расположенные слои (геосферы), различающиеся химическим составом, агрегатным состоянием и физическими свойствами.
В центре образовалось ядро Земли, окруженное мантией. Из наиболее легких компонентов вещества, выделившихся из мантии, возникла расположенная над мантией земная кора – «твердая» Земля, заключающая в себе почти всю массу планеты. Далее возникли водная и воздушная оболочки нашей планеты.
Таким образом, можно выделить следующий ряд геосфер, из которых состоит Земля:
↑Общая характеристика основных геосфер земли
К настоящему времени человечеством получено множество данных, позволивших с высокой степенью достоверности установить характеристики основных геосфер земли.
Ядро Земли – занимает центральную область нашей планеты. Это самая глубокая геосфера. Средний радиус ядра около 3500 км, располагается оно глубже 2900 км. Состоит из двух частей – большого внешнего и малого внутреннего ядра. Природа внутреннего ядра Земли с глубины 5000 км остается загадкой. Это шар диаметром 2200 км, который, как полагают ученые, состоит из железа и никеля и имеет температуру плавления порядка 4500 °С.
Внешнее ядро представляет собой жидкость – расплавленное железо с примесью никеля и серы. Давление в этом слое меньше. Внешнее ядро – шаровой слой толщиной 2200 км.
Мантия – наиболее мощная оболочка Земли, занимающая 2/3 ее массы и большую часть объема. Она также существует в виде двух шаровых слоев – нижней и верхней мантии. Толщина нижней части мантии – 2000 км, верхней – 900 км.
Благодаря высокому давлению вещество мантии, скорее всего, находится в кристаллическом состоянии. Температура мантии составляет около 2500 ° С. Именно высокие давления обусловили такое агрегатное состояние вещества, в ином случае указанная температура привела бы к его расплавлению.
В расплавленном состоянии находится астеносфера – нижняя часть верхней мантии. Это подстилающий верхнюю мантию и литосферу слой. В целом же верхняя мантия обладает интересной особенностью: по отношению к кратковременным нагрузкам она ведет себя как жесткий материал, а по отношению к длительным нагрузкам – как пластичный.
Литосфера – это земная кора с частью подстилающей ее мантии, которая образует слой толщиной порядка 100 км. Земная кора обладает высокой степенью жесткости, но и большой хрупкостью. В верхней части она слагается гранитами, в нижней – базальтами.
Геологические особенности коры определяются совместными действиями на нее атмосферы, гидросферы и биосферы – трех самых внешних оболочек планеты. Состав коры и внешних оболочек непрерывно обновляется.
На поверхности литосферы в результате совокупной деятельности ряда факторов возникает почва – это сложнейшая система, стремящаяся к равновесному взаимодействию с окружающей средой.
Гидросфера – водная оболочка Земли представлена на нашей планете Мировым океаном, пресными водами рек и озер, ледниковыми и подземными водами. Общие запасы воды на Земле составляют 1,5 млрд км 3 . Из этого количества 97 % приходится на соленую морскую воду, 2 % составляет замерзшая вода ледников и 1 % – пресная вода.
Гидросфера – это сплошная оболочка Земли, так как моря и океаны переходят в подземные воды на суше, а между сушей и морем идет постоянный круговорот воды, ежегодный объем которого составляет 100 тыс. км 3 .
Воде свойственны высокая теплоемкость, теплота плавления и испарения. Вода является хорошим растворителем, поэтому в ней содержится множество химическим элементов и соединений, необходимых для поддержания жизни.
Большую часть поверхности Земли занимает Мировой океан (71 % поверхности планеты). Он окружает материки (Евразию, Африку, Северную и Южную Америку, Австралию и Антарктиду) и острова. Океан делится материками на четыре части: Тихий (50 % площади Мирового океана), Атлантический (25 %), Индийский (21 %) и Северный Ледовитый (4 %) океаны.
Важной частью гидросферы Земли являются реки – водные потоки, текущие в естественных руслах и питающиеся за счет поверхностного и подземного стока с их бассейнов.
Озера, болота, подземные воды также часть гидросферы Земли.
Ледники, образующие ледяную оболочку Земли (криосферу), также являются частью гидросферы нашей планеты. Они занимают 1/10 часть поверхности Земли. Именно в них содержатся основные запасы пресной воды (3/4).
Атмосфера – это воздушная оболочка Земли, окружающая ее и вращающаяся вместе с ней. Она состоит из воздуха – смеси газов (азота, кислорода, инертных газов, водорода, углекислого газа, паров воды). Кроме того, воздух содержит большое количество пыли и различных примесей, порождаемых геохимическими и биологическими процессами на поверхности планеты.
Атмосфера Земли имеет слоистое строение, причем слои отличаются по физическим и химическим свойствам. Важнейшими из них являются температура и давление, изменение которых лежит в основе выделения атмосферных слоев. Таким образом, в атмосфере Земли выделяют: тропосферу, стратосферу, ионосферу, мезосферу, термосферу и экзосферу.
Тропосфера – это нижний слой атмосферы, определяющий погоду на нашей планете. Имеет постоянную температуру. Его толщина – 10–18 км. С высотой падают давление и температура. В тропосфере содержится основное количество водяных паров, образуются облака и формируются все виды осадков.
Толщина стратосферы доходит до 50 км. Наблюдается повышение температуры из-за поглощения солнечного излучения озоном.
Ионосфера – эта часть атмосферы, начинающаяся с высоты 50 км и состоящая из ионов (электрически заряженных частиц воздуха). Ионизация воздуха происходит под действием Солнца.
С высоты 80 км начинается мезосфера, роль которой состоит в поглощении ультрафиолетовой радиации Солнца озоном, водяным паром и углекислым газом.
На высоте 90–400 км находится термосфера. В ней происходят основные процессы поглощения и преобразования солнечного ультрафиолетового и рентгеновского излучений.
Верхняя область атмосферы, простирающаяся от 450–800 км до 2000–3000 км, называется экзосферой. В ней содержатся атомарный кислород, гелий и водород. Часть этих элементов постоянно уходит в мировое пространство.
Магнитосфера – это внешняя и наиболее протяженная оболочка Земли. Магнитосфера представляет собой область, физические свойства которой определяются магнитным полем Земли и его взаимодействием с потоками заряженных частиц космического происхождения. Образует магнитный хвост Земли. В ней находятся радиационные пояса.
Ссылки
Эта статья еще не написана, но вы можете сделать это.
Источник
Геосферы Земли
Apr 22, 2020 · 4 min read
Геосферы — сферические оболочки, формирующие нашу планету. Все они тесно взаимосвязаны, и изменение одного приводит к изменению других. Геосферы последовательно чередуются, расходясь от центра Земли, пересекаются (проникают друг в друга) в пространстве и времени, но сохраняют самостоятельность в своём образовании и функционировании.
Геосферы связаны друг с другом и образуют стабильную динамическую систему. Между ними происходит непрерывный обмен веществом и энергией.
Каждая геосфера, на разных уровнях, изучается отдельной наукой или набором научных направлений. Мы рассмотрим основные из них.
Атмосфера — газовая обо л очка, окружающая планету. Границей между космосом и атмосферой принято считать линию Кармана, расположенной на высоте 100 км, выше которой авиационные полёты становятся полностью невозможными.
В настоящее время атмосфера Земли состоит в основном из газов и различных примесей (пыль, капли воды, кристаллы льда, морские соли, продукты горения).
Концентрация газов, составляющих атмосферу, практически постоянна, за исключением воды и углекислого газа, концентрация которого растет с середины XIX века.
Атмосфера включает в себя:
- Тропосфера. 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. Её верхняя граница достигает от 8 до 18 км, в зависимости от широты и времени года;
- Тропопауза. Переходный слой от тропосферы к стратосфере;
- Стратосфера. Слой атмосферы, располагающийся на высоте от 11 до 50 км. В стратосфере располагается озоновый слой, который защищает Землю от ультрафиолетового излучения;
- Стратопауза. Пограничный слой атмосферы между стратосферой и мезосферой;
- Мезосфера. Начинается на высоте 50 км и простирается до 80–90 км;
- Мезопауза. Переходный слой между мезосферой и термосферой;
- Термосфера. Верхняя граница доходит до 800 км. Именно здесь происходят, так называемые, «полярные сияния»;
- Термопауза. Область атмосферы, прилегающая сверху к термосфере;
- Экзосфера. Зона рассеяния, внешняя часть термосферы, расположенная выше 500–1000 км (в зависимости от солнечной активности). Газ в экзосфере сильно разрежён, и отсюда идёт утечка его частиц в межпланетное пространство.
Интересный факт: в середине XIX века полагали, что на высоте 12 км заканчивается атмосфера Земли.
Гидросфера — водная оболочка Земли. Её принято делить на Мировой океан, континентальные поверхностные воды и подземные воды. Солёные океанические воды составляют 93,96% объёма гидросферы, подземные воды — 4,38%, воды ледников — 1,65%, а поверхностные воды (озёра, водохранилища, реки, атмосферный пар, а также вода в почве) — немногим более 0,031%.
Океаны покрывают около 71% земной поверхности. Средняя их глубина составляет 3800 м, а максимальная — 10 994 метра ( Марианская впадина). Поверхностные континентальные воды занимают лишь малую долю в общей массе гидросферы, но тем не менее играют важнейшую роль в жизни наземной биосферы, являясь основным источником водоснабжения, орошения и обводнения.
Переходы воды из одних частей гидросферы в другие составляют сложный круговорот воды на Земле. Принято считать, что именно в гидросфере зародилась жизнь на Земле.
Литосфера — твёрдая оболочка Земли, состоящая из земной коры и верхней части мантии, до астеносферы, по которой двигаются литосферные плиты. Более 90% поверхности Земли покрыто тринадцатью крупнейшими литосферными плитами. Скорость горизонтального движения литосферных плит в наше время варьируется от 1 до 6 см в год.
Земная кора под океанами и континентами значительно различается. Земная кора под континентами состоит из осадочного, гранитного и базальтового слоев общей толщиной до 80 км. Земная кора под океанами претерпела множество этапов частичного плавления в результате образования океанической коры, она сильно обеднена легкоплавкими редкими элементами, в основном состоит из дунитов и гарцбургитов, её толщина составляет 5–10 км, а гранитный слой полностью отсутствует.
Также можно выделить педосферу, почвенную оболочку Земли. Почвенный покров земного шара покрывает почти без разрывов всю поверхность континентов и островов.
Несмотря на малую толщину — всего от нескольких сантиметров до полутора-двух метров, — педосфера выполняет множество планетарных функций, имеющих важное экологическое значение для жизни на Земле, прежде всего для живого мира суши, включая и человека с его хозяйственной деятельностью.
Биосфера — оболочка Земли, заселённая живыми организмами и преобразованная ими. Она проникает во всю гидросферу, верхнюю часть литосферы и нижнюю часть атмосферы. Биосфера представляет собой совокупность всех живых организмов. В ней обитает более 3 000 000 видов растений, животных, грибов и бактерий. Человек тоже является частью биосферы.
Жизнь на Земле зародилась примерно 3,5 млрд лет назад в гидросфере, при этом возраст Земли как самостоятельной планеты Солнечной системы оценивается в 4,5 млрд лет. С течением времени биосфера становится всё более неустойчивой. Существует несколько трагичных для человечества преждевременных изменений состояния биосферы, некоторые из них связаны с деятельностью человечества.
Также следует упомянуть о ноосфере, или антропосфере — сфере взаимодействия общества и природы, в границах которой разумная человеческая деятельность становится определяющим фактором развития. Ноосфера — предположительно новая, высшая стадия эволюции биосферы, становление которой связано с развитием общества, оказывающего глубокое воздействие на природные процессы.
Критики учения о «ноосфере» указывают на то, что оно идеологизированно и носит не научный, а религиозно-философский характер.
Источник
Геосферные оболочки Земли и их особенности
Понятие геосферы
Геосфера — оболочка, имеющая сферическую форму, подобную земной.
Оболочек, формирующих Землю и участвующих в ее строении, несколько. Они соприкасаются друг с другом, но не сливаются, имеют различный состав, особенности и функции, хотя образуют единую систему. Геосферы могут быть сплошными или прерывистыми.
Выделяют первичные и вторичные геосферы. В список первичных входит литосфера, гидросфера, атмосфера, ядро, мантия, земная кора, ионосфера, биосфера и магнитосфера. Вторичные — социосфера и ноосфера, техносфера, антропосфера и другие.
Осторожно! Если преподаватель обнаружит плагиат в работе, не избежать крупных проблем (вплоть до отчисления). Если нет возможности написать самому, закажите тут.
Геосферы Земли
Состав и свойства основных геосфер
Начиная от центра Земли, существуют следующие внутренние оболочки:
- Ядро. Занимает порядка 30% от общего объема планеты, влияет на магнитное поле Земли. Состоит из твердой и жидкой частей.
- Мантия. Практически самая объемная оболочка, составляющая более 80% Земли и более 60% от всей массы. Верхняя часть мантии (800-900 км) менее плотная и представляет собой магму, которая периодически выплескивается на поверхность планеты
- Земная кора. Тонкая оболочка (от 2 до 40 км), находящаяся на поверхности мантии. По плотности превосходит верхние слои мантии. Образуется базальтами и гранитами.
- Литосфера. Так принято называть совокупность земной коры и верхнего слоя мантии (астеносферы), а так же почву, образующуюся на поверхности земной коры. В литосфере выделяют особые движущиеся блоки — литосферные плиты.
- Гидросфера. Водная оболочка Земли, включающая в себя не только воду в жидком состоянии, но и в кристаллическом (ледовый покров Земли), а также в газообразном. Между компонентами гидросферы постоянно происходит взаимодействие за счет перехода воды в разные состояния. Большую часть гидросферы составляет мировой океан — более 70% оболочки. Его глубина в среднем составляет 4 км.
- Атмосфера. Газовая оболочка планеты. Отделяет литосферу и гидросферу от космического пространства. Атмосферу разделяют на несколько слоев: тропосфера, стратосфера, мезосфера, термосфера и экзосфера. При этом 80% воздуха, который необходим для жизни, содержится в тропосфере. Здесь же происходят такие погодные явления, как облака, конвекция, циклоны и антициклоны. Границы тропосферы неоднородны: 8-10 км в полярных областях и 16-18 км в тропиках.
- Биосфера. Состоит из всех живые организмы планеты и располагается на верхних слоях литосферы, в гидросфере, в нижнем слое тропосферы. Оболочка постоянно преображается организмами и включает в себя, в том числе, продукты их жизнедеятельности, которые могут переходить в состав других оболочек (например, каменный уголь).
- Ионосфера. Часть атмосферы, облученной солнцем, начинающейся примерно на уровне от 60 км до 100 км. Состоит из ионов газов (в основном азота и кислорода) и квазинейтральной плазмы. Заряженные частицы ионосферы важны для прохождения радиоволн.
- Магнитосфера. Внешняя оболочка Земли, которая представляет собой магнитное поле, взаимодействующее с магнитными волнами, исходящими от космических объектов: солнца, метеоров и т.д.
Вторичные геосферы
Дополнительные или вторичные геосферы связаны с деятельностью людей.
Антропосфера — геосфера, связанная с хозяйственной деятельностью человечества. Она формируется благодаря влиянию человека на другие географические оболочки.
Ноосфера. Впервые определение этой сферы было дано Вернадским В. И. в 1944 году. Буквально — сфера разума. По мысли ученого, ноосфера — это следующая стадия развития эволюции биосферы, в которой главную роль будет играть воля человека.
Социосфера включает общественные формы и структуры: семья, общество, церковь, государство, нация и другие, а также отношения между этими структурами — всемирные организации, войны, миграция и т.д.
Техносфера — оболочка, полностью созданная человеком и состоящая из технических сооружений и механизмов не природного происхождения. Возникла с развитием технического прогресса.
Источник