Литосфера как часть биосферы
Среди всех оболочек Земли самой неоднородной является земная кора, состоящая из различных минеральных ассоциаций, которые представлены осадочными, изверженными, метаморфическими горными породами с разными формами залегания.
Земная кора является верхним твердым слоем, расположенным выше сейсмической границы, который имеет большую прочность.
Если разделить земной шар по побережью Тихого океана, как предложил ещё В.И. Вернадский, то четко выделятся два полушария:
- континентальное полушарие, в котором будут сосредоточены все материки, а также Индийский и Атлантический океаны;
- океаническое полушарие, в пределах которого будет расположен только Тихий океан.
Эта дисимметрия, выделенная В. И. Вернадским, имеет глубокие корни и связана с составом земной коры и её строением в пределах океанического и континентального полушарий.
Статья: Литосфера и гидросфера
В течение длительного геологического времени континентальная часть находилась в области биосферы, а это наложило отпечаток на весь облик, состав и распространение горных пород осадочного происхождения.
Осадочные горные породы в прошлом были связаны с жизнедеятельностью живых организмов, а это значит, что континентальная земная кора имеет как прямое, так и косвенное отношение к биосфере планеты.
Антропогенная нагрузка на литосферу сегодня приближается к той границе, за которой происходят уже необратимые процессы по всей её поверхности.
Преобразуя литосферу, человек извлекает из её недр огромное количество полезных ископаемых, из них на начало 90-х годов было извлечено 125 млрд. тонн угля, 32 млрд. тонн нефти, других полезных ископаемых более 100 млрд. тонн.
Кроме этого, распахано 1500 млн. га земель, а заболачиванию и засолению было подвергнуто 20 млн. га. Овражная деятельность охватила более 25 млн. га, а эрозия уничтожила 2 млн. га.
В поисках полезных ископаемых человек идет вглубь земной коры, например, в Южной Африке глубина шахт для золотодобычи составляет 4 км, а глубина нефтяных скважин – 6 км.
Литосфера является базовой подсистемой биосферы – в этом заключается её экологическая функция – говоря другими словами, литосфера является опорой для всей континентальной и морской биоты.
Например, минимальный слой горных пород на суше или морском шельфе, разрушенный человеком, уничтожает биоценоз автоматически.
Благодаря твердой оболочке планеты появилась водная оболочка или гидросфера. Ученые считают, что на раннем этапе развития Земли из её плит происходило выделение водяного пара и подземных вод. Благодаря водной оболочке или гидросфере на Земле зародилась жизнь, и появился человек, поскольку без воды жизнь невозможна.
Серьезные повреждения сфере жизни могут нанести природные катаклизмы, такие, как землетрясения и вулканическая деятельность, происходящие в пределах литосферы, а также космические воздействия.
Гидросфера как часть биосферы
Водная оболочка Земли включает в себя мировой океан, воды поверхности континентов и подземные воды. Основной объем воды этой оболочки сосредоточен в океанах. Водяной пар и ледники тоже относятся к гидросфере.
Гидросфера имеет тесную связь и с литосферой и с биосферой. Вода в качестве обязательного компонента входит в состав живого вещества биосферы, являясь водной её частью. Океаны и моря – это основные биотопы, несмотря на то, что 90% их объема представляют глубину, где присутствует полный мрак.
Для 4-х километровой глубины характерно очень высокое давление – около 400 атмосфер. Таким образом, часть Мирового океана представляет собой естественную барокамеру, которая заполнена живыми организмами по всей своей толще.
В гидросфере ученые повсюду находили живые организмы, а это значит, что вода в жидком состоянии в расселении организмов является более важным лимитирующим фактором по сравнению со светом.
В принципе самые жаркие и сухие пустыни мира находятся формально вне биосферы, но и здесь есть присутствие живых организмов. Они находятся под слоем сухого песка – это насекомые, которые существуют за счет сухих пылевидных остатков растений, приносимых ветром. Используя их как пищу, насекомые получают метаболическую воду.
Поверхность Земли на 71% покрыта водами океанов, средняя глубина которых составляет 3 800 м.
Максимальная глубина достигает 11 022 м – это Марианский желоб, который находится в Тихом океане.
В водах Мирового океана растворены соли и некоторые газы. В верхних слоях океанов содержится 140 трлн. тонн углекислого газа и 8 трлн. тонн кислорода.
На воды суши приходится небольшая часть гидросферы, но, эти воды играют огромную роль в жизни наземной биосферы.
Воды суши находятся в постоянном взаимодействии с атмосферой и литосферой.
В биосфере вода выступает в роли универсального растворителя, не вступая в химические реакции, она взаимодействует со всеми веществами литосферы.
В общем объеме гидросферы пресные воды составляют только 2%. Основная часть пресных вод сосредоточена в ледниках у полюсов Земли.
Гидросфера, являясь элементом биосферы, играет огромную роль в природе, принимая участие во многих происходящих процессах.
Вода используется всюду – это и сырье и хладо-агент, источник энергии и важный ресурс орошения.
Почти вся масса кислорода и водорода сосредоточена в гидросфере. В ней же находятся натрий, калий, магний, сера, хлор, бром, соединения которых хорошо растворяются в воде.
Растворенные в воде вещества являются одним из условий существования живых организмов.
Более 300 тыс. видов от планктона до крупных морских животных обитает в океане.
В существовании биосферы морские организмы играют огромную роль, производя половину поступающего в атмосферу кислорода.
Мировой океан аккумулирует тепловую энергию Солнца, поскольку вода имеет способность медленно нагреваться и медленно остывать.
Биосфера перекрывает гидросферу по всей толще, но, самая большая плотность живого вещества находится в поверхностных и хорошо прогреваемых Солнцем слоях.
Жизнь, зародившаяся в гидросфере, постепенно выходила на поверхность образовавшейся литосферы.
Экологические проблемы литосферы и гидросферы
Экологические проблемы водной оболочки Земли специалисты условно делят на внешние и внутренние.
Гидросфера является составной частью биосферы и неразрывно связана с атмосферой и литосферой – этим обусловлены внешние проблемы.
Все оболочки между собой тесно взаимодействуют и оказывают друг на друга влияние, поэтому возникшие экологические проблемы одной оболочки вызывают очень быстрое изменение в других оболочках. В результате между ними происходит своеобразный «обмен» проблемами. Внутренние проблемы связаны с основным составляющим её веществом – водой.
Вода представляет собой неорганическое соединение, состоящее из двух атомов водорода. Эта бесцветная и прозрачная жидкость может находиться в 3-х состояниях – твердом, жидком, газообразном.
Кроме того, вода может быть соленой и пресной. Соленая вода, содержащаяся в океанах, для питья непригодна, нельзя её употреблять и для развития сельского хозяйства, использовать в технологическом процессе производства.
Загрязнение гидросферы может быть разной классификации – тепловое, механическое, органогенное, органическое, радиоактивное.
Загрязнение гидросферы приводит к изменению физических, химических, биологических свойств воды и делают её употребление опасным для человека и животных.
Источников загрязнения сегодня очень много и все они связаны с хозяйственной деятельностью человека.
Что касается литосферы, то и эта оболочка Земли испытывает техногенные изменения и, прежде всего изменения происходят в почве, горных породах и массивах, земных недрах.
Деятельность человека вызывает эрозию почв, вторичное засоление и заболачивание почв, опустынивание, отчуждение земель.
