Оболочки Земли. Внутреннее строение Земли

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:

1. Тропосфера (высота до 18 км) – нижний слой, где сосредоточена основная масса воздуха и происходят погодные явления.
2. Стратосфера (18-50 км) – слой, где располагается озоновый экран, поглощающий ультрафиолет.
3. Мезосфера (50-80 км) – температура воздуха с высотой понижается.
4. Термосфера (80-700 км) – температура воздуха начинает возрастать.
5. 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.