Земля уникальна благодаря своим оболочкам, взаимодействие которых позволяет существовать жизни. Давайте разберемся в том, из чего состоят эти оболочки и как они устроены.
1. Литосфера - твердая оболочка Земли
Литосфера – это верхний твердый слой земной коры, включающий континенты и дно океанов. Она охватывает земную кору и часть верхней мантии.
Литосфера состоит из земной коры и литосферной мантии. Земная кора имеет толщину от 5 км под океанами до 70 км под горными сооружениями. Она сложена из осадочных, магматических и метаморфических горных пород. Под корой располагается литосферная мантия, представляющая собой твердые породы верхней мантии.
Нижняя граница литосферы находится на глубине 100-250 км, там породы переходят в пластичное состояние. Верхняя граница условна и проводится по подошве осадочного чехла океанов и материков.
Литосфера играет важную роль в формировании рельефа Земли. Движение и взаимодействие литосферных плит приводит к образованию горных систем, океанических желобов, вулканов. Литосфера также содержит полезные ископаемые, которые человек использует в своей деятельности.
2. Гидросфера - водная оболочка
Гидросфера – это совокупность всех вод Земли в жидком, твердом и газообразном состоянии. На долю гидросферы приходится около 70% поверхности планеты.
Общий объем гидросферы составляет 1,4 млрд км3. Из них на долю Мирового океана приходится 96,5% всех вод, на долю ледников – около 2%, на подземные воды – 1,7%, на пресные поверхностные воды – менее 0,01%.
Гидросфера включает в себя:
- Мировой океан с морями и заливами;
- Подземные воды;
- Реки и озера;
- Ледники и снежный покров;
- Водяной пар в атмосфере.
Гидросфера играет огромную роль в формировании климата на Земле, а также является средой обитания для многих живых организмов. Вода необходима для жизнедеятельности человека, животных и растений.
3. Атмосфера - воздушная оболочка
Атмосфера – это газовая оболочка, окружающая Землю. Она удерживается земным притяжением. Верхняя граница атмосферы расположена на высоте 1000-1200 км.
Основными газами в составе воздуха являются: азот – 78%, кислород – 21%, а также аргон, диоксид углерода и небольшие примеси других газов.
По вертикали атмосфера делится на следующие слои:
- Тропосфера (высота до 18 км) – нижний слой, где сосредоточена основная масса воздуха и происходят погодные явления.
- Стратосфера (18-50 км) – слой, где располагается озоновый экран, поглощающий ультрафиолет.
- Мезосфера (50-80 км) – температура воздуха с высотой понижается.
- Термосфера (80-700 км) – температура воздуха начинает возрастать.
- Экзосфера (от 700 км) – верхний разреженный газовый слой, постепенно переходящий в межпланетное пространство.
Атмосфера защищает все живое на Земле от жесткого космического излучения. Без атмосферы жизнь на нашей планете была бы невозможна.
4. Биосфера - живая оболочка
Биосфера – это оболочка Земли, заселенная живыми организмами. Она охватывает нижние слои атмосферы, гидросферу, верхнюю часть литосферы там, где обитает жизнь.
В состав биосферы входят все экосистемы Земли – наземные и водные, от экваториальных лесов до полярных пустынь. Общая масса живого вещества биосферы оценивается в 2,5-3 трлн тонн.
Основу биосферы составляют организмы:
- Растения (фитобиота) – продуценты органического вещества в экосистемах;
- Животные (зообиота) – потребители органического вещества;
- Грибы и микроорганизмы – разлагатели, обеспечивающие круговорот веществ.
Все компоненты биосферы тесно взаимосвязаны и обмениваются веществом и энергией. Без биосферы существование человечества было бы невозможно.
5. Дополнительные оболочки Земли
Помимо основных оболочек, выделяют и дополнительные сферы Земли, такие как педосфера, криосфера, ионосфера, магнитосфера и ноосфера.
Педосфера – это почвенный слой, являющийся результатом взаимодействия литосферы, атмосферы, гидросферы и биосферы. Педосфера имеет среднюю мощность 1,5 м.
Криосфера включает воду в твердом агрегатном состоянии – ледники, многолетнюю мерзлоту, снежный покров. Общая масса льда криосферы составляет около 25 млн км3.
Ионосфера представляет собой ионизированные газы в верхних слоях атмосферы. Она отражает радиоволны, позволяя осуществлять радиосвязь на большие расстояния.
Магнитосфера – область вокруг Земли, где движение заряженных частиц определяется магнитным полем. Она защищает биосферу от солнечного ветра.
Ноосфера – сфера взаимодействия общества и природы, связанная с разумной человеческой деятельностью.
6. Внутреннее строение Земли
Внутреннее строение нашей планеты состоит из трех основных сфер – ядра, мантии и земной коры.
Ядро – внутренняя часть Земли радиусом около 3500 км. Оно состоит из твердого внутреннего ядра и жидкой внешней оболочки. Температура ядра достигает 5000-7000 °C.
Выше ядра располагается мантия радиусом 2900 км. Она состоит из силикатных горных пород, находящихся в расплавленном состоянии. Температура мантии 1000-4000 °С.
Земная кора – это внешняя твердая оболочка планеты. Ее толщина составляет от 5 до 70 км под материками и от 5 до 10 км под дном океанов.
Изучить внутреннее строение Земли позволяют сейсмические и геофизические методы, а также анализ метеоритов и вулканических горных пород.
7. Круговорот веществ между оболочками Земли
Между оболочками Земли происходит постоянный обмен веществом и энергией. Этот процесс называется круговоротом или циклом.
Например, вода испаряется с поверхности Мирового океана, переносится в атмосферу, где конденсируется и выпадает на землю в виде осадков. Затем по поверхности она стекает в реки, озера и снова попадает в океан.
Другой пример – круговорот углерода. Растения поглощают СО2 из атмосферы, а затем отдают кислород в атмосферу в процессе фотосинтеза. Животные поедают растения, а после их отмирания и разложения углерод снова возвращается в атмосферу.
Благодаря круговороту веществ оболочки Земли находятся в равновесии и могут поддерживать жизнь на протяжении миллиардов лет.
8. Зональность географической оболочки
Географическая оболочка имеет четкую зональность, то есть закономерную смену природных комплексов от экватора к полюсам.
Зональность определяется, прежде всего, количеством солнечной радиации, которая уменьшается по мере удаления от экватора. Кроме того, на зональность влияют циркуляция атмосферы и океанических вод.
На суше выделяют следующие природные зоны: экваториальный лес → субэкваториальный лес → тропическая пустыня → субтропики → умеренный лес → степь → тундра → арктическая пустыня.
В океане также наблюдается зональность: экваториальная → тропическая → умеренная → субарктическая → арктическая → антарктическая зоны.
9. Этапы формирования оболочек Земли
Оболочки Земли формировались в течение миллиардов лет. Первой 4,5 млрд лет назад сформировалась твердая литосфера, за ней 3,9-3,8 млрд лет назад - гидросфера. 2,7-2,4 млрд лет назад появилась атмосфера, а около 1 млрд лет назад - биосфера.
Литосфера формировалась в результате остывания расплавленных пород. Накопление воды привело к образованию гидросферы. Вулканические выбросы газов создали атмосферу. Возникновение примитивной жизни положило начало биосфере.
Современный облик оболочки Земли приобрели за последние 500-600 млн лет. Они продолжают изменяться под влиянием внутренних и внешних процессов.
10. Исследования оболочек Земли
Изучение оболочек Земли имеет большое научное и практическое значение. Эти исследования ведут географы, геологи, метеорологи, океанологи, биологи.
Наука позволяет лучше понять происходящие в оболочках процессы, составить прогнозы изменений, оценить запасы ресурсов. Эти знания применяются человеком в хозяйстве, мониторинге окружающей среды.
Основные методы изучения оболочек: наблюдения с помощью приборов и спутников, полевые исследования, лабораторный анализ, моделирование на компьютерах.
Перспективные направления исследований - изучение глубинных недр Земли, космические миссии по изучению атмосферы и климата, исследования Мирового океана.
11. Влияние человека на оболочки Земли
Деятельность человека оказывает заметное воздействие на оболочки планеты. Это проявляется в изменении состава атмосферы, загрязнении гидросферы, опустынивании почв.
Особенно сильное влияние человек оказал на биосферу: исчезло много видов растений и животных, нарушены природные связи в экосистемах. Пример - истощение почв из-за неправильных методов земледелия.
Для сохранения природных оболочек Земли необходим переход к устойчивому развитию с использованием «зеленых» технологий и возобновляемых источников энергии.
12. Значение оболочек Земли
Оболочки имеют огромное значение для нашей планеты. Без них Земля превратилась бы в мертвый каменистый шар.
Атмосфера создает парниковый эффект, удерживая тепло у поверхности. Гидросфера обеспечивает круговорот воды. Биосфера связывает кислород и углерод. Литосфера содержит полезные ресурсы.
Взаимодействие всех оболочек позволяет поддерживать уникальные условия для зарождения и развития жизни на нашей планете на протяжении миллиардов лет.
