Строение оболочек Земли, их структура, зональность, динамика.

Земля имеет неоднородное строение и состоит из концентрических оболочек (геосфер), – внутренних и внешних. К внутренним относится ядро, мантия, а к внешним – литосфера (земная кора), гидросфера, атмосфера и сложная оболочка земли – биосфера.

Классическое определение земных оболочек дал В.И. Вернадский: «… Более или менее правильные концентрические слои, охватывающие всю планету, меняющиеся с глубиной, в вертикальном разрезе планеты и отличающиеся друг от друга характерными для каждой, только ей свойственными особыми физическими, химическими и биологическими свойствами».

Литосфера греч. «литос» – камень) – каменная оболочка Земли, включающая земную кору мощностью (толщиной) от 6 км. (под океанами) до 80 км. под горными системами (рис. 6.1., стр. 151). Земная кора сложена горными породами. Доля различных горных пород в земной коре неодинакова. Более 70% приходится на базальты, граниты и другие магматические породы. Около 17% – на преобразованные давлением и высокой температурой породы и лишь чуть более 12% – на осадочные породы – глины и глинистые сланцы, пески и песчаники, карбонатные породы и др. (табл. 6.1., стр. 151).

Земная кора состоит из огромных, плотно прилегающих друг к другу блоков (литосферные плиты), которые как бы «плавают» по поверхности мантии, медленно перемещаясь вместе с ней.

Поверхность литосферы отличается значительными неравномерностями, которые и определяют рельеф Земли. Наиболее крупными формами рельефа являются океанические впадины (обширные понижения, заплоненные водой) и возвышающиеся массивы суши (континенты или материки) – Евразия, Африка, Австралия, Северная и Южная Америка, Антарктида.

Земная кора – важнейший ресурс для человечества. Она содержит горючие полезные ископаемые (уголь, торф, нефть, газ, горючие сланцы), рудные (железо, алюминий, медь, олово и др.) и нерудные (фосфориты, апатиты и др.) полезные ископаемые, естественные строительные материалы (известняки, пески, гравий и др.).

Гидросфера (греч. «гидрор» – вода) – водная оболочка Земли. Её подразделяют на поверхностную и подземную.

Поверхностная гидросфера – водная оболочка поверхностной части Земли. В ее состав входят воды океанов, морей, озер, рек, водохранилищ, болот, ледников, снежных покровов и др. Все эти воды постоянно или временно находятся на земной поверхности и носят название поверхностных. Поверхностная гидросфера не образует сплошного слоя, и прерывисто покрывает Землю на 70,8%.

Подземная гидросфера – включает воды, находящиеся в верхней части земной коры. Их называют подземными. Сверху подземная гидросфера ограничена поверхностью земли, нижнюю ее границу проследить не удается, т.к. гидросфера очень глубоко проникает в толщу земной коры.

По отношению к объему земного шара общий объем гидросферы не превышает 0,13%. Основную часть гидросферы занимает Мировой океан (табл. 6.2., стр. 152). Глубина океана, в среднем, составляет 4 км., а отдельные впадины до 11 км.. На долю подземных вод приходится 23, 4 млн км³, или 1,69% от общего объема гидросферы, остальное – воды озер, рек, водохранилищ, болот, ледников, снежных покровов и др.

Более 98% всех водных ресурсов Земли составляют соленые воды океанов, морей и др. Общий объем пресных вод на Земле равен 28, 25 млн км³, или около 2% общего объема гидросферы. Основная часть пресных вод сосредоточена в ледниках, воды которых используются очень мало. На долю остальной части пресных вод, используемых для водоснабжения, приходится 4,2 млн км³ воды, или всего лишь 0,3% объема гидросферы.

Гидросфера играет огромную роль в формировании природной среды нашей планеты, воздействует на атмосферные процессы (нагревание и охлаждение воздушных масс, насыщение их влагой и т.д.).

Атмосфера (греч. «атмос» – пар) – газовая оболочка Земли, состоящая из смеси различных газов, водяных паров, пыли и т.д. океан (табл. 6.2., по Н. Реймерсу, 1990 стр. 153). Общая масса атмосферы – 5,15 х10¹⁵ т. Она простирается над поверхностью литосферы и гидросферы и не имеет резкой верхней границы (до высоты 1000 км.), постепенно переходя в космическое пространство.

Нижний слой атмосферы (до высоты 8-10 км. в полярных, 10-12 км. в умеренных и 16-18 км. в тропических широтах) называют тропосферой (от слова «тропос» – поворот). Её роль особенно велика в формировании природной среды Земли. В тропосфере происходят глобальные вертикальные и горизонтальные перемещения воздушных масс, во многом определяющие круговорот воды, теплообмен, трансграничный перенос пылевых частиц и загрязнений.

Над тропосферой простирается стратосфера, область холодного, разреженного воздуха толщиной приблизительно 20 км. В стратосфере, на высоте 20-30 км. расположен «озоновый слой», отражающий губительные для жизни космические излучения и ультрафиолетовые излучения Солнца. Сквозь стратосферу непрерывно падает метеоритная пыль, в нее выбрасывается вулканическая пыль, а в прошлом и продукты ядерных взрывов в атмосфере.

Выше стратосферы расположена мезосфера и ионосфера (термосфера) – слой разреженного газа из ионизированных молекул и атомов и, наконец, экзосфера (внешняя оболочка).

Атмосферные процессы тесно связаны с процессами, происходящими в литосфере и водной оболочке, показателем чего являются атмосферные явления.

К атмосферным явлениям относят: осадки, облака, туман, грозу,, гололед, пыльную (песчаную) бурю, шквал, метель, изморозь, росу, иней, обледенение, полярное сияние и др.

Практически все поверхностные (экзогенные) геологические процессы, обусловленные взаимодействием атмосферы, литосферы и гидросферы происходят, как правило в биосфере.

Биосфера – внешняя оболочка Земли, в которую входят часть атмосферы до высоты 25-30 км (до озонового слоя), практически вся гидросфера и верхняя часть литосферы (до глубины 3 км). Особенностью этих частей является то что они населены живыми организмами, составляющими живое вещество планеты. Крайних пределов биосферы достигают лишь низшие организмы – бактерии и представители царства вирусов. Биосфера состоит из абиотической части (воздуха, воды, горных пород) и биотической или биоты. Взаимодействие этих частей обусловило формирование почв и осадочных пород, которые по В.И. Вернадскому несут на себе следы деятельности древних биосфер, существовавших в прошлые геологические эпохи.

Необходимыми условиями существования биосферы являются наличие воды в жидком состоянии и лучистой энергии Солнца.

Ноосфера («ноо» – разум, «сфера разума») – новая геологическая оболочка Земли, главный определяющий фактор ее развития. Это понятие было введено франц. математиком и философом Э. Леруа в 1927г., развито в работах П. Тейярда де Шардена и обосновано в работах В.И. Вернадского в 1944 году.

Ноосфера рассматривается как высшая стадия развития биосферы, связанная с возникновением в ней цивилизованного общества. В.И. Вернадский развил представление о ноосфере, как о качественно новой форме организованности, возникающей при взаимодействии природы и общества. В.И. Вернадский писал: «Ноосфера есть новое геологическое явление на нашей планете. В ней впервые человек становится крупной геологической силой. Он может и должен перестраивать своим трудом и мыслью область жизни, перестраивать коренным образом по сравнению с тем, что было раньше». При этом он так же отмечает, что человек неразрывно связан с биосферой, уйти от нее он не сможет, его существование есть ее функция, которую он несет с собой всюду, неизбежно изменяя ее.