Структура геосферных оболочек
Все геосферные оболочки обладают определенной структурой, они состоят из собственных подразделений, некоторые из которых также имеют статус оболочек. Как правило, эти подразделения основываются на динамике состава и свойств геосферных оболочек по мере их удаления от поверхности Земли.
Геосферные оболочки можно классифицировать также на основании их физико-химических особенностей (например, по агрегатному состоянию вещества они подразделяются на твердые, жидкие и газообразные).
Происхождением они обязаны процессу сортировки земной материи в зависимости от плотности входящих в ее состав веществ, в процессе которой более легкие элементы образуют наружные оболочки, а по мере продвижения к центру планеты оболочки включают все большую долю тяжелых элементов. Процесс такой сортировки продолжается до сих пор, хотя на заре геологической истории он был более интенсивным.
Взаимосвязь геосферных оболочек
Все геосферные оболочки Земли существуют в тесной взаимосвязи за счет круговоротов вещества и потоков энергии.
Все многообразие частных круговоротов обычно по принципу масштабности подразделяют на два основных типа:
- большой (геологический);
- малый (биотический).
Большой геологический круговорот измеряется в масштабах геологического времени и длится сотни тысяч или миллионы лет.
Это глобальный круговорот веществ, его движущей силой служат экзогенные и эндогенные (отсюда и название) геологические процессы.
Пространственные границы данного круговорота намного шире границ биосферы, он охватывает все слои земной коры далеко за пределами распространения живого вещества.
Наиболее глобальным его проявлением служит все еще продолжающаяся дифференциация вещества Земли, при которой тяжелые элементы перемещаются к центру планеты, а более легкие – к поверхности литосферы, затем некоторые из них переходят в состав гидросферы и атмосферы.
При таком понимании геологический круговорот затрагивает всю планету в целом. Наиболее активен он в земной коре и верхней мантии. Вещество последней за счет процессов интрузивного и эффузивного магматизма поступает в толщу земной коры или на ее поверхность, где кристаллизуется и впоследствии перерабатывается экзогенными процессами (в том числе – живыми организмами) с образованием осадочных горных пород. При последующем погружении осадочных пород в более глубокие слои земной коры, контакту их с магмой и т.д. они могут метаморфизироваться и снова оказываться на поверхности уже в виде метаморфических пород. Часть осадочных и метаморфических пород в конце концов вновь возвращается в магму и переплавляется.
Для экологии одной из наиболее важных особенностей геологического круговорота веществ служит его протекание без участия (или с незначительным участием) живых организмов, в целом он осуществляет перераспределение вещества между биосферой и ниже лежащими слоями Земли.
На фоне геологического глобального круговорота вещества в биосфере постоянно идут малые круговороты, они характеризуются меньшими территориальными масштабами и большим участием живого вещества, нередко при его основной роли, поэтому носят название биотических. Эти круговороты химических веществ происходят с их переходом из неорганической среды в растительные и животные организмы, а затем снова в неорганическую среду, для их осуществления используется энергия Солнца и энергия химических реакций. Другое название биологических круговоротов – биогеохимические циклы. Попав в биологические круговороты, вещество нередко надолго выключается из большого геохимического потока, перемещаясь в сменяющих друг друга стадиях синтеза и разложения.
