Географическая оболочка планеты
Понятие географическая оболочка было введено в оборот в начале XX века и обозначает оболочку всей планеты, т. е. особую природную среду. Эта непрерывная и целостная оболочка состоит из нескольких частей. Части проникают друг в друга, взаимодействуют и постоянно обмениваются веществом и энергией.
Рисунок 1. Географическая оболочка планеты. Автор24 — интернет-биржа студенческих работ
Географическая оболочка – это дом, где существует всё живое, включая человека.
Она не имеет границ, четко обозначенных, и по сравнению с размерами планеты выглядит тонкой пленкой толщиной в среднем 55 км.
Статья: Связь атмосферы и литосферы
В своем развитии и формировании она пережила целый ряд этапов:
- добиогенный или геологический этап, начавшийся около 4,5 млрд. лет назад. Продолжительность этого этапа составила примерно 3 млрд. лет;
- второй биологический этап начался 600 млн. лет назад;
- современный или антропогенный этап, начавшийся 40 тыс. лет назад, продолжается и сегодня.
Географическая оболочка, как и сама планета, имеет шарообразную форму и определенную структуру.
Специалисты делят географическую оболочку на 4-е сферы:
- воздушную оболочку (атмосферу);
- твердую оболочку (литосферу);
- жидкую оболочку (гидросферу);
- оболочку жизни (биосферу).
Структура географической оболочки имеет четкую зональность, которая предусматривает разделение оболочки на сферы и среды и разделение на природные зоны материков и океанов.
Солнечная энергия распространяется по поверхности земли в зависимости от широты места – чем ближе к экватору, тем большее количество солнечной энергии получает поверхность земли.
С удалением от экватора количество поступающей солнечной энергии уменьшается.
Вверх географическая оболочка доходит до высоты 25 км, а нижняя её граница проходит на уровне 6 км под океанами и 30-50 км – на материках. Правда, нижняя граница географической оболочки поводится условно.
Основные законы и характеризующие её свойства действуют в пределах её границ:
- взаимопроникновение или перемещение компонентов веществ, которое может быть вертикальным и горизонтальным;
- основной закон географической оболочки – её зональность;
- закон ритмичности, т. е. повторяемости всех природных явлений;
- единство географической оболочки.
Это единство географической оболочки связывает круговорот веществ и энергии, посредством которого идет беспрерывное взаимодействие между её компонентами.
Такие обменные процессы существуют во всех её сферах – в атмосфере, гидросфере, литосфере и в биосфере.
Постоянные изменения происходят даже в земной коре – из магматических изверженных пород образуются осадочные породы, которые преобразуются в метаморфические.
Внутренняя энергия Земли переплавляет метаморфические породы в магму, которая в свою очередь, извергаясь и кристаллизуясь, создает новые толщи изверженных пород.
Взаимодействие атмосферы и литосферы
Литосфера, атмосфера, гидросфера являются составными частями биосферы, тесно связанными друг с другом.
Рисунок 2. Биосфера. Автор24 — интернет-биржа студенческих работ
Все вместе они образуют единую функциональную систему, а процессы взаимодействия между ними делятся на обмен веществами и обмен энергией.
Благодаря круговороту воды в природе образуется единая замкнутая система – океан-атмосфера-суша.
Круговорот воздуха в тропосфере в вертикальном и горизонтальном направлениях, является самым важным круговоротом.
Вообще круговороты не образуют замкнутых циклов и не похожи друг на друга.
Воздух проникает в горные породы литосферы и принимает участие в процессах выветривания земной коры, при этом он и сам претерпевает изменения.
При сильном ветре и в ходе извержения вулканов, частички горной породы и газы поднимаются в атмосферу и переносятся на большие расстояния.
Взаимосвязь между воздушной и твердой оболочками планеты также происходит в результате круговорота воды.
Солнечные лучи способствуют испарению влаги с поверхности планеты, которая проходит через все слои литосферы и в виде водяного пара поднимается в атмосферу.
Результатом встречи с холодным воздухом, является образование облаков и возвращение влаги на поверхность земли в виде осадков.
Атмосфера и литосфера соприкасаются между собой – нижняя граница атмосферы и верхняя граница литосферы.
Нагревание воздуха происходит от поверхности земли, но, поднимаясь вверх, воздух охлаждается.
Разрушенные мелкие частички и пыль с поверхности литосферы с помощью ветра оказываются в воздухе и влияют на его прозрачность с одной стороны, а с другой стороны оказывают влияние на нагревание верхнего слоя земной поверхности.
Ветер производит как разрушительную, так и созидательную работу – он участвует в разрушении горных пород и создает эоловые формы рельефа (барханы).
Рельеф поверхности земли тоже оказывает влияние на перемещение воздуха – на равнинных формах рельефа воздушные массы передвигаются очень быстро и на большие расстояния. Горные же формы рельефа препятствуют передвижению воздушных масс.
Для развития литосферы очень важным моментом является то, что атмосфера защищает планету от прямого падения космических тел и сильного перегрева, от радиационного излучения.
Арктические и антарктические льды, вечная мерзлота, горное оледенение приводят к охлаждению атмосферы и литосферы.
Газовый круговорот влияет на общую жизнедеятельность планеты.
Ученые считают, что изменение состава атмосферы происходило с развитием живых организмов, а поскольку главным компонентом атмосферы является кислород, то его возникновение связано с процессами окисления всего живого, т. е. в результате дыхания.
Благодаря солнечной энергии и внутренней энергии планеты на Земле происходят все необходимые для жизни процессы, и сохраняется определенное равновесие между всеми компонентами природы, поэтому она имеет способность к самовосстановлению, самоочищению и саморегуляции.
При изменении какого-то одного компонента, изменения происходят во всей цепочке.
Большую защитную функцию несет образовавшийся в атмосфере слой озона.
Говоря другими словами, литосфера подвержена мощному физическому выветриванию, а связь атмосферы и литосферы заключается в обмене между ними жидкими, твердыми, газообразными веществами.
Взаимодействие гидросферы и атмосферы
Взаимодействие этих двух оболочек тоже происходит на уровне энергетического обмена и обмена веществами.
Главным в энергетическом взаимодействии является то, что они действуют как противоположно устроенные термические системы.
Тепловая энергия атмосферы идет снизу, от поверхности суши, которая поглощает 80% солнечной энергии. Воздух и облака непосредственно поглощают только 20% солнечной энергии. Сама же атмосфера не поглощает тепловую энергию, а отражает её в космическое пространство.
Совершенно противоположным образом устроен океан, как тепловая система. Из всего поступающего тепла поверхность океана поглощает 99,6%, а отражает только 0,4%. Таким образом, он является мощным поглотителем тепловой энергии.
Поверхность суши поглощает до 69% тепловой энергии, а она занимает только 1/3 часть поверхности планеты.
Отсюда следует, что основным аккумулятором тепла на Земле является поверхностный слой воды океана.
Воздух имеет низкую теплоёмкость по сравнению с водой, поэтому при контакте водной поверхности и воздуха тепло отдается в атмосферу, а температура поверхностного слоя воды становится ниже.
Поступившая с водяным паром скрытая энергия частично преобразуется в механическую и обеспечивает перемещение воздушных масс.
Обмен веществами – ещё одно взаимодействие гидросферы и атмосферы, среди важнейших веществ являются водяные пары.
В процессе механического испарения водяная пыль при сильном ветре уносится в нижние слои воздуха, также в атмосферу идет поступление солей.
Вынос солей идет и при нормальном испарении. В результате испарения в воздух поступают ионы натрия, магния, хлора, кальция и других веществ.
В свою очередь, атмосфера относится к основному поставщику для океана углекислого газа, азота, кислорода.
Хорошим растворителем углекислого газа является холодная вода, поэтому его максимальное содержание находится в придонных слоях высоких широт.
В поверхностном слое углекислый газ расходуется фотосинтезирующими организмами.
