Геосферы Земли - строение Земли

 

Земля — одна из восьми планет Солнечной системы, третья планета от Солнца. Место планеты Земля в иерархической организации Вселенной: Вселенная —» Метагалактика (скопление галактик) —» наша Галактика (галактика Млечного пути) —» Солнечная система —» Земля.

Земля, как и остальные планеты, обращается вокруг Солнца по эллиптической орбите. Одновременно она вращается вокруг собственной оси. Основные физические свойства Земли — форма, размеры, масса, плотность, давление и температура.

Форма и размеры. По форме Земля представляет собой шар, сплющенный у полюсов (эллипсоид вращения). Длина экваториального радиуса этого шара составляет 6378 км, вертикального — 6357 км, Длина окружности Земли по экватору — 40 тыс. км. Истинная геометрическая форма Земли была названа геоидом. Масса Земли составляет 5,98 х 10²⁴ кг. Плотность поверхностных слоев земного шара равна 2,7—3,0 г/см³. С глубиной плотность увеличивается и в центре Земли приближается к 11,3 г/см³. Средняя плотность Земли — 5,52 г/см³. Плотность увеличивается с нарастанием давления. Давление с каждым километром возрастает на 27,5 МПа. В центре Земли оно составляет около 300 тыс. МПа. Температура различна в поверхностных и глубинных слоях. Температура поверхности Земли определяется притоком энергии Солнца и зависит от географической широты местности и времени года. Верхняя часть земной коры прогревается на незначительную глубину, ниже которой располагается пояс постоянной температуры, равной среднегодовой температуре данной местности. Ниже этого пояса температура повышается. Расстояние по вертикали, на котором происходит повышение температуры на 1°С, называется геотермической ступенью. Средняя ее величина равна 33 м. На больших глубинах геотермическая ступень не наблюдается. Температура центра Земли составляет 2000—3000°С. Земля создает ряд геофизических полей: гравитационное, магнитное, электрическое и тепловое. Мировой океан занимает 71 % поверхности Земли, суша только 29 %. Суша распределена среди Мирового океана неравномерно. В северном полушарии она занимает 39 % общей площади, а в южном -19 %. В южном полушарии, в отличие от северного, в умеренных широтах (50—60°) суши почти нет, зато в полярной области находится материк — Антарктида.

 

 

Строение Земли

Возникновение и существование на Земле биосферы обусловлены формой и размерами нашей планеты, а также расстоянием ее от Солнца.

Возраст планеты Земля составляет около 4,6 млрд лет. В течение этого времени на Земле происходили процессы превращения и перемещения материи, в результате чего земной шар расчленился на ряд оболочек, или геологических сфер (геосфер). Выделяют различные сферы Земли: ядро, мантию, земную кору, литосферу, атмосферу, гидросферу, педосферу, фитосферу, биосферу, ноосферу и др. Атмосфера (греч. «атмос» — пар) — воздушная оболочка Земли. Гидросфера (греч. «гидора» — вода) — водная оболочка Земли. Литосфера (греч. «литос» — камень) — твердая оболочка земного шара. Педосфера (лат. «педис» — нога, стопа) — оболочка Земли, образуемая почвенным покровом. Биосфера (греч. «биос» — жизнь) — оболочка Земли, преобразованная живыми организмами. Ноосфера (греч. «ноо» — разум) — оболочка Земли, преобразованная деятельностью человека.

Слои Земли имеют разный химический состав, что объясняют дифференциацией первичного вещества планеты. В ходе формирования планеты более тяжелые элементы (железо, никель и др.) «тонули» и образовали ядро, а относительно легкие (кремний, алюминий и др.) «всплывали» и сформировали земную кору. Одновременно из расплава выделялись газы, которые образовали атмосферу, и пары воды, которые сформировали гидросферу. В результате на Земле сложились условия, благоприятные для развития жизни. Живые организмы сформировали особую оболочку — биосферу. С возникновением человека биосфера вступает в новую стадию развития - ноосферу. Характеристика геосфер Земли дана в таблице 2.

Таблица 2

Основные характеристики геосфер Земли (по Н.Ф.Реймерсу)

Показатели	Атмосфера	Гидросфера	Литосфера	Мантия	Ядро
Глубина (толщина), км	1000 - 3000 средняя - 2000	Средняя для океана - 3,8 максимум -11,022	Средняя - около 17, континенты в среднем - 35 (До 70), под океанами -5-7	До 2900	2900 - 6370
Объем, 1018м3		1,4	10,2	896,6	175,2,
Плотность, г/см3	У поверхности Земли - 10-3	0,99-1,03	2,7-3,32	3,32-5,68	9,43-17,20
Масса, 1021 г	5,15-5,9	1455,8	5x104	405x1011	188x1017
Процент от общей массы Земли	Около 0,00001	0,02	0,48	67,2	32,3

АТМОСФЕРА

Атмосфера — сплошная воздушная оболочка Земли. Атмосфера окружает Землю до высоты 3 тыс. км. Она состоит из смеси газов и пылевидных частиц. В сухом чистом воздухе в объемных процентах содержится 78 % азота, 21 % кислорода, 0,9 % аргона, 0,03% углекислого газа и около 0,003 % смеси неона, гелия, криптона, ксенона, оксидов азота, метана, водорода, паров воды и озона (табл. 10). На долю водяного пара приходится до 3 % объема атмосферы. Большая часть пыли в составе атмосферы поднята с поверхности Земли, но также присутствует космическая и бактериальная пыль.

 

Таблица 3

Состав атмосферы (Н.Ф. Реймерсу, 1990)

Элементы и газы	Содержание в нижних слоях атмосферы, %
по объему	по массе
Азот	78,084	75,5
Кислород	20,964	23,14
Аргон	0,0018	0,0012
Криптон	0,000524	0,00007
Водород	0,000114 0,00005	0,0003 0,000005
Углекислый газ	0,034	0,0466
Водяной пар: в полярных широтах у экватора	0,2 2,6
Озон в тропосфере: в полярных широтах у экватора	0,000001 0,001-0,0001
Метан	0,00016	0,00009
Окись азота	0,000001	0,0000003
Окись углерода	0,000008	0,0000078

 

Состав и свойства атмосферы на разных высотах неодинаковы, поэтому ее подразделяют на тропо-, страто-, мезо, термо- и экзосферы. Последние три слоя иногда рассматривают как ионосферу.

Тропосфера (от 0 до 7 км у полюсов и до 18 км у экватора). В тропосфере сосредоточен весь водяной пар и 4/5 массы атмосферы. Здесь развиваются все погодные явления. Погода и климат на Земле зависят от распределения тепла, давления и содержания водяного пара в атмосфере. Водяной пар поглощает солнечную радиацию, увеличивает плотность воздуха и является источником всех осадков. Температура тропосферы с высотой уменьшается и на высоте 10— 12 км достигает минус 55°С.

Стратосфера (до 40 км). Температура постепенно возрастает до 0°С. На высоте 22—24 км наблюдается максимальная концентрация озона (озоновый слой). Он поглощает большую часть губительного для живых организмов жесткого излучения Солнца.

Мезосфера (до 80 км). Температура падает до минус 60-80°С. Наблюдается высокое содержание ионов газов, являющихся причиной возникновения полярных сияний.

Термосфера (до 800 км). Характеризуется ростом температуры. Увеличивается содержание легких газов — водорода и гелия — и заряженных частиц.

Экзосфера (до 1500—2000 (3000) км). Здесь происходит рассеивание (диссипация) атмосферных газов в космическое пространство.

ГИДРОСФЕРА

 

Гидросфера — прерывистая водная оболочка Земли. Располагается между атмосферой и литосферой и включает в себя все океаны, моря, озера, реки, а также подземные воды, льды, снега полярных и высокогорных районов. Гидросферу делят 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. Поверхностная гидросфера покрывает земную поверхность на 70,8 %.

Таблица 4

Распределение вод на Земле (В.И. Коробкнн, Л.В. Передельский, 2000)

Части гидросферы	Площадь распространения, тыс. км2	Объем воды, тыс. км3	Доля от общих мировых запасов воды, %
Мировой океан	361 300	1 138500	96,53
Ледники и снега (полярные и горные области)			1,74
Подземные воды	1 34 800		1,69
Подземные льды в зоне вечной мерзлоты	21 000		0,023
Озера			0,014
Почвенная влага		16,5	0,001
Пары атмосферы		12,9	0,001
Болота		11,4	0,0007
Речные воды		2,1	0,0002

 

Подземная гидросфера — включает воды, находящиеся в верхней части земной коры. Их называют подземными. Сверху подземная гидросфера ограничена поверхностью Земли, нижнюю ее границу проследить невозможно, так как гидросфера очень глубоко проникает в толщу земной коры

 

По отношению к объему земного шара общий объем гидросферы не превышает 0,13 %. Основную часть гидросферы (96,53 %) составляет Мировой океан (табл. 4). На долю подземных вод приходится 1,69 % от общего объема гидросферы, остальное — воды рек, озер и ледников.

Более 98 % всех водных ресурсов Земли составляют соленые воды океанов, морей и др., пресных вод — около 2 %. Основная часть пресных вод сосредоточена в ледниках, воды которых пока используются очень мало. На долю остальной части пресных вод, пригодных для водоснабжения, приходится всего лишь 0,3 % объема гидросферы.

 

⇐ Предыдущая12345678910Следующая ⇒

Поделиться:

Воспользуйтесь поиском по сайту: