Как возникли оболочки земли атмосфера гидросфера литосфера как они впоследствии изменялись кратко

Обновлено: 05.07.2024

Географическая оболочка — совокупность всех оболочек Земли: литосферы, гидросферы, атмосферы и биосферы.

В своём развитии географическая оболочка прошла три основных этапа:

1) неорганический — до появления жизни на Земле, в этот этап сформировались литосфера, первичный Океан и первичная атмосфера;

2) органический — формирование и развитие биосферы, преобразовавшей все существующие сферы Земли;

3) антропогенный — современный этап развития географической оболочки, когда с появлением человеческого общества началось активное преобразование географической оболочки и возникновение новой сферы — ноосферы — сферы разума.

Архейская эра

В это время рельеф планеты только начал формироваться, образовались магматические горные породы, в океане появилась органическая жизнь — бактерии.

Протерозойская эра

Появляются метаморфические горные породы, формируются основные платформы земной коры. Появляются первые растения и простейшие моллюски.

Палеозойская эра

Происходит активная вулканическая деятельность, в это время образовалось много современных горных хребтов — Уральские горы, Тянь-Шань, Аппалачи. Появляются рыбы, затем земноводные и пресмыкающиеся, на суше активно разрастаются папоротниковые.

Мезозойская эра

Активные изменения рельефа, появление новых горных хребтов. Расцвет, а затем вымирание крупных пресмыкающихся ящеров — динозавров. Появляются первые деревья современного вида — хвойные, а затем и лиственные.

Кайнозойская эра

Ледниковые периоды в истории Земли.

Период наступления льда называется ледниковым периодом, а период отступления - межледниковым.

В данный момент на Земле длится межледниковый период, хотя в Гренландии и Антарктике все еще наблюдаются условия ледникового периода.

Интервалы холодного климата, в течение которых образуются обширные материковые ледниковые покровы и отложения длительностью в сотни миллионов лет, именуются ледниковыми эрами;

в ледниковых эрах выделяются ледниковые периоды длительностью в десятки миллионов лет, которые, в свою очередь, состоят из ледниковых эпох — оледенений (гляциалов), чередующихся с межледниковьями (интергляциалами).

В истории Земли выделяются следующие ледниковые эры:

Раннепротерозойская — 2,5—2 млрд лет назад
Позднепротерозойская — 900—630 млн лет назад (см. Криогений)
Палеозойская — 460—230 млн лет назад
Кайнозойская — 65 млн лет назад — настоящее время

65.Основные вехи в истории происхождения человека (антропогенеза).

Происхождение человека и основные стадии антропогенеза были предметом спора многие столетия. Среди всех теорий происхождения человека разумного наиболее обоснованной и наиболее разработанной на сегодняшнее время является теория Дарвина, которая уже дополнилась новыми фактами и утверждениями.

СТАДИИ АНТРОПОГЕНЕЗА

ДРИОПИТЕКИ (DRYOPITHECUS) 1. к — род вымерших антропоморфных приматов, известный по ряду остатков, найденных в Восточной Африке и Евразии. Жил примерно 6 миллионов лет назад. Общий предок горилл, шимпанзе и людей.

1. Дриопитек обитал деревьях и вероятно, ягодами на питался, и фруктами. 2. Найденные коренные зубы покрыты очень тонким слоем эмали.

АВСТРАЛОПИТЕКИ (AUSTRALOPITHECUS AFARENSIS) 1. Жили примерно от 4 - 1,5 млн. лет назад. 2. Головной мозг до 530 см³. 3. Могли хватать объекты, такие как пищу и детенышей, передними лапами.

ЧЕЛОВЕК УМЕЛЫЙ (HOMO HABILIS) древний тип человека способный к прямохождению, способен выполнять ряд трудовых операций. 2. Существовал 2,6—2,5 млн. лет назад.

ЧЕЛОВЕК ПРЯМОХОДЯЩИЙ ( HOMO ERECTUS ) . Жил от 1,5 млн. до 700 тыс. лет назад.

НЕАНДЕРТАЛЬЦЫ ( HOMO NEANDERTHALENSIS ) Палеоантропы (ископаемые люди). Обитали в Азии, Африке и Европе 600—250 тыс. лет назад.

КРОМАНЬОНЦЫ ( HOMO SAPIENS )Неоантропы (от греч. néos — новый и ánthropos — человек).

Обобщенное название людей современного вида (Homo sapiens), ископаемых и ныне живущих, появились около 100 тысяч лет назад.

Жили общинами по 15— 30 человек и впервые в истории создали поселения. 2. Жилищем были пещеры, шатры из шкур, в Восточной Европе встречаются землянки.

1.В процессе антропогенеза увеличивался объем головного мозга.

2. Уменьшалась роль биологических факторов (животного инстинкта), увеличивалась роль социальных (племенного общения).

3. Развивались анатомо-морфологические особенности, связанные с прямохождением и трудовой деятельностью.

Тема 9. Глобальные изменения в географической оболочке.

Географическая оболочка — совокупность всех оболочек Земли: литосферы, гидросферы, атмосферы и биосферы.

В своём развитии географическая оболочка прошла три основных этапа:

2) органический — формирование и развитие биосферы, преобразовавшей все существующие сферы Земли;

Архейская эра

Протерозойская эра

Палеозойская эра

Мезозойская эра

Кайнозойская эра

Ледниковые периоды в истории Земли.

Период наступления льда называется ледниковым периодом, а период отступления - межледниковым.

В истории Земли выделяются следующие ледниковые эры:

Раннепротерозойская — 2,5—2 млрд лет назад
Позднепротерозойская — 900—630 млн лет назад (см. Криогений)
Палеозойская — 460—230 млн лет назад
Кайнозойская — 65 млн лет назад — настоящее время

65.Основные вехи в истории происхождения человека (антропогенеза).

СТАДИИ АНТРОПОГЕНЕЗА

ЧЕЛОВЕК ПРЯМОХОДЯЩИЙ ( HOMO ERECTUS ) . Жил от 1,5 млн. до 700 тыс. лет назад.

КРОМАНЬОНЦЫ ( HOMO SAPIENS )Неоантропы (от греч. néos — новый и ánthropos — человек).

1.В процессе антропогенеза увеличивался объем головного мозга.

3. Развивались анатомо-морфологические особенности, связанные с прямохождением и трудовой деятельностью.

Тема 9. Глобальные изменения в географической оболочке.

Механическое удерживание земляных масс: Механическое удерживание земляных масс на склоне обеспечивают контрфорсными сооружениями различных конструкций.

Организация стока поверхностных вод: Наибольшее количество влаги на земном шаре испаряется с поверхности морей и океанов (88‰).

Опора деревянной одностоечной и способы укрепление угловых опор: Опоры ВЛ - конструкции, предназначенные для поддерживания проводов на необходимой высоте над землей, водой.

Наша планета образовалась из протопланетного газопылевого облака 4,5 млрд лет назад. В процессе своего развития Земля остывала, формировалась кора, океаны, атмосфера, изменялись конвективные режимы в мантии. Менялись очертания суши – тектоника плит приводила к образованию и распаду суперконтинентов. Установить особенности этих процессов оказалось возможным с помощью современных методов геологических исследований – анализа химического состава пород, их радиоизотопного датирования. Оказалось, что следствием непрерывного экспоненциального остывания планеты стали глобальные геологические процессы с четкой периодичностью: по крайней мере четыре известных на сегодня древних суперконтинента возникали через практически равные промежутки времени

Развитие нашей планеты – от планетного зародыша, сформировавшегося из окружавшего Солнце газопылевого облака, до ее современного состояния – прошло ряд важных стадий. Основным фактором, влияющим на изменение внутреннего и внешнего облика Земли, является ее непрерывное остывание после формирования ее 99,9 % массы, а также ступенчато-прогрессивное окисление ее поверхности и приповерхностных оболочек (земной коры, гидросферы, атмосферы). Информацию об этих изменениях можно получить путем сравнения эндогенных и приповерхностных процессов и явлений, а также анализа геологических данных, включающих содержание различных элементов в коре и ядре, радиоизотопный состав пород, результаты палеомагнитных исследований.

Реконструкция исторической картины происходивших с нашей планетой изменений, позволяет лучше понять ее современное состояние, оценить перспективы развития. Эти познания имеют для человечества значение, которое трудно переоценить.

От Пангеи до Пангеи

Современные астрофизические данные говорят о том, что формирование Земли происходило по механизму горячей аккреции. В результате нагрева от падающих планетных зародышей и распада короткоживущих изотопов молодая планета была горячей, разогретой до достаточно высоких температур. В процессе эволюции Земля остывала – уменьшался средний тепловой поток и средняя температура мантии. Современная температура на границе верхней и нижней мантий составляет 2000—2100 °С, а в конце архея — начале протерозоя (2,6—2,7 млрд. лет назад) достигала 2400 °С. Затем это тепло рассеивалось в виде излучения в окружающее космическое пространство, запас тепловой энергии в недрах уменьшался.

РОЖДЕНИЕ ПЛАНЕТ

Планеты Солнечной системы образовались из газопылевого протопланетного диска, окружавшего Солнце. Механизм зарождения крупных объектов из газопылевого облака называется аккрецией, он изучен пока -недостаточно. В течение первых сотен тысяч лет благодаря гравитационным взаимодействиям и столкновениям частиц облака сформировались объекты размерами до 10 км. Моделирование этих процессов при помощи систем многих тел показывает, что есть определенный размер планетных зародышей (планетезималей), после превышения которого их размеры начинают быстро расти. Это происходит из-за того, что наиболее крупные объекты теряют кинетическую энергию за счет внутреннего трения во взаимном гравитационном взаимодействии, а траектории более мелких фокусируются на них. Такой механизм роста зародышей планет называется олигархическим, и этот процесс, по оценкам специалистов, длился несколько миллионов лет. После завершения фазы олигархического роста сформировалось несколько десятков объектов с массами порядка нескольких процентов от массы Земли. В дальнейшем скорость их роста уменьшалась экспоненциально и финальная стадия аккреции была достаточно медленной, ее характерное время для Земли составляло десятки миллионов лет. Эта стадия сопровождалась как вылетом зародышей за пределы Солнечной системы в результате рассеяния на крупных телах, так и серией мощных аккреционных столкновений с все более увеличивающимися в размерах объектами (Wood, 2011)

Данные по химическому составу пород, содержащих повышенное количество выносимых из глубины планеты элементов, доказывают, что формирование суперконтинентов проходило вследствие конвективных процессов в мантии. Кривые содержания изотопов стронция в карбонатных осадках, калиевости гранитов и аркозовых песчаников показывают возрастание их количества в интервале от 3000 до 2000—1700 млн лет и периодические колебания в дальнейшем. Главные максимумы отношений 87 Sr/ 86 Sr и К₂O/Na₂O, как и максимумы изотопных датировок основных пород, формирующих кору, коррелируют со временем существования суперконтинентов (Condie, 2005)

Непрерывное остывание Земли приводило к перестройке режимов конвекции в мантии. Удивительно то, что приблизительно экспоненциальное падение теплового потока из недр имело следствием хорошо прослеживающуюся периодичность формирования суперконтинентов, а следовательно, изменения в конвекции при этом носили так же периодический характер.

Сначала Земля была без Луны…

История Земли как планеты началась 4,55—4,44 млрд лет назад. Длительность первоначального роста и выделения железного ядра решающим образом зависела от динамической вязкости мантии, которая могла изменяться во время аккреции на два-три порядка. Поэтому оценки длительности этого этапа отличаются также на два порядка – от 10 млн лет до 1 млрд лет. Уточнить временные рамки позволили измерения содержания элементов гафния и вольфрама в земных и лунных породах, из которых следует, что земное ядро формировалось практически одновременно с ростом планеты, а именно – в первые 30—50 млн лет ее существования.

Истории образования Земли и ее состояния после аккреции сильно зависит от механизма формирования Луны. Согласно гипотезе мегаимпакта, Луна образовалась примерно 4,48 млрд лет назад в результате удара гипотетической планеты размером с Марс о практически уже сформировавшуюся Землю. К этому времени верхняя оболочка Земли представляла магматический океан глубиной 600—1000 км с тонкой, до 10 км, базальтовой корой, регулярно взламываемой метеоритами. В результате удара часть коры и мантии Земли и столкнувшегося с ней тела были выброшены на околоземную орбиту, и из них впоследствии сформировалась Луна. Однако, по мнению некоторых исследователей, гипотеза мегаимпакта маловероятна, так как сильный удар массивного небесного тела должен был привести к эксцентриситету орбиты Земли, на порядок превышающему современный.

Согласно другой гипотезе, Луна могла образоваться за счет серии более мелких импактов тел, размером сопоставимых с ней самой. В этой модели Земля могла обладать небольшим по мощности ( ГАФНИЙ И ВОЛЬФРАМ – МЕТКИ ВРЕМЕНИ

Для определения времени формирования металлического ядра Земли исследуют содержание радиоактивного изотопа 182 Hf и продукта его распада 182 W в геологических породах. Оба этих элемента тугоплавки, они присутствуют в одной и той же относительной распространенности в планете перед выделением ядра. Со временем благодаря распаду гафния-182 доля вольфрама-182 возрастает относительно других устойчивых, но нерадиогенных вольфрамовых изотопов, таких как 184 W.
В процессе выделения железа из слагавших Землю пород растворимый в железе сидерофильный вольфрам большей частью уходит в ядро, а литофильный гафний остаётся целиком в силикатном слое. Поэтому в этом слое соотношение 182 W/ 184 W из-за радиоактивного распада гафния будет больше, чем это было в первоначальной смеси, и его количество зависит от того, сколько этого элемента еще не успело распасться на момент вымывания вольфрама из породы в ядро. Измеряя соотношение изотопов вольфрама в коре и сравнивая эти данные с содержанием их в хондритах – метеорных телах, сформировавшихся в протопланетном диске во времена, предшествующие началу образования Земли, – можно определить разницу в возрасте между хондритами и древними породами и тем самым датировать время формирования ядра (Wood, 2011)

Главным образом за счет падения комет к концу этапа аккреции была создана горячая атмосфера, состоявшая в основном из водорода и метана. В пересчете на воду ее масса могла составлять от 2 до 10 масс современной гидросферы. Но к рубежу 4,4 млрд лет ранняя атмосфера была потеряна за счет интенсивной диссипации водорода в космос, и началось ее окисление. Окисление атмосферы, поверхности Земли, а затем коры и верхней мантии продолжалось и в последующие этапы.

Хадей – юная Земля, океаны без жизни

Интервал от конца аккреции, 4,44 млрд лет, до 3,9 млрд лет носит название Хадей, или догеологическая стадия, поскольку геологическая летопись этого периода практически не сохранилась. В это время происходило наиболее интенсивное остывание планеты, исчезновение магматического океана, существовавшего в объеме, близком к верхней мантии, и разделение мантии на верхнюю и нижнюю. Начала формироваться кора, в том числе континентального типа, образовался Мировой океан на поверхности. Свидетельством существования в это время континентальной коры и океана считаются окатанные (что свидетельствует о наличии воды в жидком состоянии) цирконы с возрастом 4,0—4,2 млрд лет, а также отдельные цирконы, датируемые временем 4,4 млрд лет, выделенные из более молодых осадочных пород. В этих цирконах в некоторых случаях были найдены микровключения алмазов, для которых микроструктура и распределения тория и ванадия сходны с импактными алмазами на Луне. Этот факт говорит об их происхождении в результате интенсивной бомбардировки крупными метеоритами поверхности Земли.

Время существования магматического океана и его глубина, как указано выше, зависит от механизма образования Луны и интенсивности метеоритной бомбардировки и колеблется в значительных пределах, но после 4,0 млрд лет наличие магматического океана маловероятно. Тем не менее, B. C. Шкодзинский (2009) считает формирование магматического океана мощностью до 1000 км важнейшим событием в истории Земли и допускает наличие реликтов этого океана довольно длительное время (см. статью В. С. Шкодзинского в этом выпуске журнала на стр. 12).

Алмазный рубеж

ГЛУБОКИЙ МАГМАТИЧЕСКИЙ ОКЕАН

В целом к концу архея сформировалось от 20 до 50 % объема континентальной коры.

В любом случае, на рубеже 2,6—2,7 млрд лет режим конвекции в мантии изменился, и это вызвало вышеописанные, а также и другие крупные последствия.

Специального внимания заслуживает период около 750 млн лет назад. До рубежа 1 млрд лет все извлекаемые метаморфические породы свидетельствовали о достаточно небольшом давлении, существовавшем при их формировании. Примерная глубина, на которой может наблюдаться такое давление – порядка 40—60 км. Возрастом в 750 млн лет датируются породы, для образования которых необходимо более высокое давление. Это свидетельствует об увеличении глубины их формирования, 150—200 км, или, что то же самое, о снижении температуры при той же самой глубине. Например, для глубины 100 км температура могла снизиться от 1000 до 400—600 °С.

Это возможно только в том случае, если скорость субдукции (погружения коры в мантию) заметно повысилась и достигла или превысила современную максимальную скорость субдукции (около 10 см/год).

Фотосинтез привел к увеличению содержания кислорода в атмосфере, возникновению озонового слоя, защищающего поверхность от жесткого ультрафиолетового излучения, и на Земле создались условия для возникновения жизни на суше.

Усиление субдукции в интервале 750—600 млн лет дало вспышку островодужного магматизма, сопровождавшегося масштабными извержениями вулканов, массовое, но очень изменчивое поступление СO₂ в атмосферу, ее дополнительное окисление и потепление климата. Начиная с 600 млн лет и эндогенные системы, и климат, и биосфера развиваются по сценариям, сходным с современными.

Таким образом, имеющее непрерывный характер остывание и окисление Земли приводило к ряду разнообразных процессов. Менялись конвективные режимы в мантии, из-за чего собирались и распадались суперконтиненты. Росла толщина литосферы и земной коры, остывала поверхность, формировались моря и, соответственно, – осадочные породы. Кристаллизовавшаяся кора погружалась в зонах субдукции в мантию, поднимая находящиеся над ней континенты. Постепенно геологический характер планеты становился все более спокойным, снижалась средняя температура поверхности, возникли условия для жизни и эволюции живых форм.

Несмотря на то, что остывание Земли носило экспоненциальный характер, происходящие в ней тектонические и геологические процессы демонстрируют периодичность. Существует корреляция между химическим составом, возрастом пород, глубиной и температурой их образования, временем существования суперконтинентов, интенсивностью накопления осадков и рядом других показателей. Это указывает на то, что происходившие на планете процессы взаимосвязаны – геологические изменения поверхности являются следствием взаимодействия внутренних и внешних факторов, таких как активность конвекции в мантии, cолнечная активность и др. Это говорит о целостности происходящих на нашей планете явлений, о том, что Земля является единым организмом, живущим и развивающимся в своих различных аспектах согласованным образом.

Добрецов Н. Л. Основы тектоники и геодинамики / учебное пособие / Новосибирск: НГУ, 2011.

Wood B. The formation and differentiation of Earth // Physics Today. December 2011. P 40—45.

В настоящее время активно развивается новая парадигма геологии – глубинная геодинамика, оценивающая природу глобальных процессов с учетом взаимодействия разноглубинных, вплоть до ядра, оболочек Земли. В различных тектонических процессах показано широкое участие плюмов, горячих полей и суперплюмов (Зоненшайн, Кузьмин, 1983; Hoffman, 1997; Flower, 2000; Кузьмин и др., 2001; Ярмолюк, Коваленко и др., 2002; Добрецов, 2003). При этом происходят сложные процессы взаимодействия глубинного мантийного магматизма с корой и литосферной мантией с формированием бимодальных вулканических ассоциаций, габбро-гранитных серий и траппов. Учебной литературы по данной проблеме практически нет, в то же время в последние годы крупным магматическим провинциям и их металлогении уделяется большое внимание в зарубежных публикациях (Abbott et al., 2002; Ernst et al., 2004). В данной монографии этому разделу глубинной геодинамики уделено большое внимание. При этом приведен не только фактический материал, но и расчеты термохимической модели плюмов различной мощности, отделяющихся от границы ядро – верхняя мантия (слой D``), и их взаимодействия с различными геосферами. В отдельном разделе приведены данные по эволюции биосферы как одной из геосфер Земли. Этот раздел представляет интерес для палеонтологов и биологов.

Заведующий лабораторией петрологии и рудоносности магматических формаций Института геологии и минералогии, профессор, д. г.-м. н. А. Э. Изох

Антропогенное воздействие на природу в настоящее время проникает во все сферы планеты Земля, поэтому необходимо кратко рассмотреть характеристику отдельных оболочек Земли.

Земля состоит из ядра, мантии, земной коры, литосферы, гидросферы и атмосферы. За счет воздействия живого вещества и деятельности человека возникли еще две оболочки — биосфера и ноосфера, включающая техносферу. Деятельность человека распространяется на атмосферу, гидросферу, литосферу, биосферу и ноосферу. Кратко рассмотрим эти оболочки и характер воздействия деятельности человека на них.

Общая характеристика атмосферы

Атмосфера Земли — внешняя газообразная оболочка Земли. Нижняя часть атмосферы контактирует с литосферой или гидросферой Земли, а верхняя — с межпланетным пространством. Атмосфера состоит из трех частей:

1. Тропосфера (нижняя часть атмосферы) и ее высота над поверхностью составляет 15 км. Тропосфера состоит из воздуха, плотность которого с высотой уменьшается. Верхняя часть тропосферы контактирует с озоновым экраном — слоем озона толщиной 7-8 км.

Озоновый экран предотвращает попадание на поверхность Земли (литосферу, гидросферу) жесткого ультрафиолетового излучения или космического излучения с высокой энергией, которые губительны для всего живого. Нижние слои тропосферы — высотой до 5 км от уровня моря — являются воздушной средой обитания, при этом наиболее плотно заселены самые нижние слои атмосферы — до 100 м от поверхности суши или воды. Самое большое воздействие от деятельности человека, имеющее наибольшее экологическое значение, испытывает тропосфера и особенно ее нижние слои.

2. Стратосфера — средний слой атмосферы, пределом которого является высота в 100 км над уровнем моря. Стратосфера заполнена разреженным газом (азотом, водородом, гелием и т.д.). Она переходит в ионосферу.

В экологическом отношении наибольшее значение имеет тропосфера.

Краткая характеристика литосферы и гидросферы

Поверхность Земли, находящаяся под тропосферой, неоднородна — часть ее занята водой, которая образует гидросферу, а часть является сушей, образующей литосферу.

Общая характеристика биосферы и ноосферы

Биосфера (сфера жизни) — та часть оболочек Земли, в которых живут различные организмы. Биосфера занимает часть атмосферы (нижнюю часть тропосферы), литосферы (верхнюю часть, включая почву) и пронизывает всю гидросферу и верхнюю часть донной поверхности.

Биосферу можно определить и как геологическую оболочку, населенную живыми организмами.

Границы биосферы определяются наличием условий, необходимых для нормальной жизнедеятельности организмов. Верхняя часть биосферы ограничена интенсивностью ультрафиолетового излучения, а нижняя — высокой температурой (до 100°С). Споры бактерий встречаются на высоте 20 км над уровнем моря, а анаэробные бактерии обнаружены на глубине до 3 км от земной поверхности.

Известно, что живые организмы образованы живым веществом. Концентрацией живого вещества характеризуется плотность биосферы. Установлено, что наибольшая плотность биосферы характерна для поверхности суши и океана на границе соприкосновения литосферы и гидросферы с атмосферой. Очень высока плотность жизни в почве.

Масса живого вещества по сравнению с массой земной коры и гидросферы мала, но живое вещество играет огромную роль в процессах изменения земной коры.

Биосфера — это совокупность всех биогеоценозов, имеющихся на Земле, поэтому она считается высшей экосистемой Земли. В биосфере все взаимосвязано и взаимообусловлено. Генофонд всех организмов Земли обеспечивает относительную стабильность и возобновляемость биологических ресурсов планеты, если в природные экологические процессы не будет резкого вмешательства различных сил геологического или межпланетного характера. В настоящее время, как это было указано выше, антропогенные факторы воздействия на биосферу приняли характер геологической силы, что необходимо учитывать человечеству, если оно хочет выжить на Земле.

Краткая характеристика чрезвычайных ситуаций, возникающих на поверхности Земли, и их классификация

Важную роль в природных экологических процессах играют чрезвычайные ситуации, постоянно возникающие на поверхности Земли. Они разрушают местные биогеоценозы, и, если повторяются циклически, то в ряде случаев являются экологическими факторами, способствующими протеканию эволюционных процессов.

Ситуации, при которых затрудняется или становится невозможным нормальное функционирование большого количества людей или биогеоценоза в целом, называются чрезвычайными.

По происхождению чрезвычайные ситуации разделяют на природные и антропогенные (техногенные).

Природные чрезвычайные ситуации возникают в результате явлений природного характера. К ним относят наводнения, землетрясения, оползни, сели, ураганы, извержения вулканов и др. Рассмотрим некоторые явления, вызывающие чрезвычайные ситуации природного характера.

Землетрясения — это внезапное освобождение потенциальной энергии земных недр, приобретающее форму ударных волн и упругих колебаний (сейсмических волн).

Землетрясения возникают главным образом за счет подземных вулканических явлений, смещения пластов друг относительно друга, но могут иметь и техногенный характер и возникать за счет обвала выработок полезных ископаемых. При землетрясениях происходят смещения, колебания и вибрация горных пород от сейсмических волн и тектонических движений земной коры, что приводит к разрушению поверхности — появлению трещин, разломов и т. д., а также к возникновению пожаров, разрушению зданий.

Оползни — скользящее смещение пород вниз по уклону с наклонных поверхностей (гор, холмов, морских террас и т. д.) под действием силы тяжести.

При оползнях нарушается поверхность, гибнут биоценозы, разрушаются населенные пункты и т. д. Наибольший ущерб наносят очень глубокие оползни, глубина которых превышает 20 метров.

Вулканизмом (извержениями вулканов) называют совокупность явлений, связанных с движением магмы (расплавленной массы пород), горячих газов и паров воды, поднимающихся по каналам или трещинам земной коры.

Вулканизм является типичным природным явлением, вызывающим большие разрушения природных биогеоценозов, приносящим огромный ущерб хозяйственной деятельности человека, сильно загрязняющим атмосферу прилегающего к вулканам региона. Извержения вулканов сопровождаются другими катастрофическими природными явлениями — пожарами, оползнями, наводнениями и др.

Сели — это кратковременные бурные паводки, несущие большое количество песка, гальки, крупного щебня и камней, имеющие характер грязекаменных потоков.

Сели характерны для горных районов и могут наносить значительный ущерб хозяйственной деятельности человека, служить причиной гибели различных животных и вызывать разрушение местных растительных сообществ.

Снежными лавинами называют обвалы снега, увлекающие за собой все новые и новые массы снега и других сыпучих материалов. Лавины бывают как природного, так и антропогенного происхождения. Они наносят большой ущерб хозяйственной деятельности человека, разрушая дороги, линии электропередач, вызывая гибель людей, животных и растительных сообществ.

Вышерассмотренные явления, являющиеся причиной возникновения чрезвычайных ситуаций, тесно связаны с литосферой. В гидросфере также возможны природные явления, создающие чрезвычайные ситуации. К ним относят наводнения и цунами.

Наводнения — это затопление водой местности в пределах речных долин, побережий озер, морей и океанов.

Если наводнения носят строго периодический характер (приливы, отливы), то в этом случае природные биогеоценозы приспособлены к ним как к среде обитания в определенных условиях. Но часто наводнения бывают неожиданными и связанными с отдельными непериодическими явлениями (избыточное выпадение снега зимой создает условия для возникновения обширных паводков, вызывающих затопление большой площади и т. д.). При наводнениях нарушаются почвенные покровы, может происходить заражение местности различными отходами за счет размыва их хранилищ, гибель животных, растений и людей, уничтожение населенных пунктов и т. д.

Цунами — гравитационные волны большой силы, возникающие на поверхности морей и океанов.

Цунами имеют природные и техногенные причины. К природным причинам относят землетрясения, моретрясения и подводные извержения вулканов, к техногенным — подводные ядерные взрывы.

Цунами вызывают гибель судов и аварии на них, что в свою очередь приводит к загрязнению природной среды, например, разрушение танкера, транспортирующего нефть, приведет к загрязнению огромной водной поверхности нефтяной пленкой, ядовитой для планктона и пеларгических форм животных (планктон — взвешенные мелкие организмы, живущие в поверхностном слое воды океана или другого водоема; пеларгические формы животных — животные, свободно перемещающиеся в толще воды за счет активного передвижения, например, акулы, киты, головоногие моллюски; бентосные формы организмов — организмы, ведущие придонный образ жизни, например камбала, раки отшельники, иглокожие, прикрепленные к дну водоросли и др.). Цунами вызывают сильное перемешивание вод, перенос организмов в несвойственную им среду обитания и гибель.

В атмосфере также происходят явления, вызывающие чрезвычайные ситуации. К ним относят ураганы, смерчи, различные виды бурь.

Ураганы — тропические и внетропические циклоны, у которых сильно понижено давление в центре, сопровождаются возникновением ветров, обладающих большой скоростью и разрушительной силой.

Различают слабые, сильные и экстремальные ураганы, которые вызывают появление ливней, морских волн и разрушение наземных объектов, гибель различных организмов.

Вихревые бури (шквалы) — атмосферные явления, связанные с возникновением сильных ветров, обладающих большой разрушительной силой и значительной территорией распространения. Различают снежные, пыльные и беспыльные бури. Шквалы вызывают перенесение верхних слоев почвы, их разрушение, гибель растений, животных, разрушение сооружений.

Смерчи (торнадо) — вихреобразная форма движения воздушных масс, сопровождающаяся возникновением воздушных воронок.

Сила смерчей велика, в области их движения наблюдается полное уничтожение почвы, гибнут животные, разрушаются постройки, предметы переносятся с одного места на другое, вызывая поражение объектов, находящихся там.

Кроме охарактеризованных выше природных явлений, приводящих к возникновению чрезвычайных ситуаций, существуют и другие явления, их вызывающие, причина которых — деятельность человека. К антропогенным чрезвычайным ситуациям относят:

1. Аварии на транспорте. При нарушении правил движения на различных магистралях (автомобильных, железнодорожных, речных, морских) происходит гибель транспортных средств, людей, животных и т. д. В природную среду попадают различные вещества, в том числе и те, которые приводят к гибели организмов всех царств (например, нефть, пестициды и др.). В результате аварий на транспорте возможно возникновение пожаров и попадание в атмосферу газов (хлороводорода, аммиака, пожаро- и взрывоопасных веществ).

2. Аварии на крупных предприятиях. Нарушение технологических процессов, несоблюдение правил эксплуатации оборудования, несовершенство технологии могут служить причиной выброса в окружающую среду вредных соединений, вызывающих различные заболевания человека и животных, способствующих появлению мутаций в организмах растений и животных, а также привести к разрушениям зданий и возникновению пожаров. Наиболее опасны аварии на предприятиях, использующих энергию атома. Большой вред наносят аварии на атомных электростанциях (АЭС), так как кроме обычных поражающих факторов (механические разрушения, выброс вредных веществ однократного действия, пожары) для аварий на АЭС характерно поражение местности радионуклидами, проникающей радиацией и радиус поражения в этом случае значительно превышает вероятность возникновения аварий на других предприятиях.

3. Пожары, охватывающие значительные территории лесов или торфяников. Как правило, такие пожары носят антропогенный характер из-за нарушения правил обращения с огнем, но могут иметь и природный характер, например за счет грозовых разрядов (молнии). Причиной подобных пожаров могут быть и нарушения в линиях электропередач. Пожары уничтожают на больших территориях природные сообщества организмов, наносят большой экономический ущерб хозяйственной деятельности человека.

Все охарактеризованные явления, нарушающие природные биогеоценозы, приносящие большой ущерб хозяйственной деятельности человека, требуют разработки и принятия мер по уменьшению их негативного воздействия, что реализуется при осуществлении природоохранных действий и борьбы с последствиями чрезвычайных ситуаций.

Оболочки также называют геосферами – сферические сплошные и прерывистые пространства, которые формируют планету Земля. Отсчет сфер начинают от земного ядра. Геосферы проникают друг в друга в пространстве и времени, но сохраняют свою основу, имеют самостоятельные функции, собственные физические законы. Сферы Земли находятся в постоянном взаимодействии, даже существование одних напрямую зависит от остальных.

Виды оболочек Земли

Существует четыре основных геосфер и несколько дополнительных. К основным оболочкам относят: литосферу, гидросферу, биосферу и атмосферу.

Педосфера. Состоит из всех видов почвы, которая укрывает сушу и дно водоемов
Ионосфера. Самый верхний слой атмосферы
Магнитосфера. Включает магнитное поле Земли, защиту других геосфер

Многие ученые за весь период истории предлагали выделять другие различные виды оболочек, которые входят в состав как основных, так и друг друга: тропосфера, ноосфера, социосфера, астеносфера, стратосфера, техносфера и многие другие.

В зависимости от своего расположения, земные сферы бывают внешние и внутренние.

Внешние оболочки Земли

К внешним геосферам относят литосферу, гидросферу, биосферу и атмосферу со всеми их составляющими. Это самая разнообразная составляющая земного шара, все ее части очень тесно взаимодействуют между собой.

Внутренне и внешне оболочки разделяет верхняя часть земной коры.

Внутренние оболочки Земли

Внутренние геосферы земного шара разделяют благодаря сейсмическим волнам, а точнее скорости с которой они проходят сквозь каждую оболочку. Отделяют одну сферу от другой поверхности раздела, в которых резко меняются различные показатели. Таким образом, существует три вида геосфер:

Мантия. Ее части находятся на разной глубине от поверхности земного шара. Делиться на верхнюю (от 33 до 400 км), переходную (от 400 до 1000 км) и нижнюю (от 1000 до 2900 км). Верхняя оболочка еще называется Астеносферой. Твердая часть мантии преимущественно состоит из расплавленного базальта. Именно там расположены центры землетрясений.
Ядро. Эту составляющую разделяют на внешнее и внутреннее ядро, которое состоит из жидкого металла, расположенного на глубине от 2900 до 5120 км.

Твердая оболочка Земли: литосфера

Это внешняя твердая сфера земного шара, заканчивается там, где минералы становятся вязкими или жидкими. Включает в себя земную кору со всеми горными рельефами, равнинами и океаническим дном. Потому условно делиться на континентальную и океаническую.

Условно данная сфера состоит из коры и части мантии, до астеносферы. Что до состава литосферы, то существует два слоя:

Верхний слой, состоит из гранита и осадочных пород. На той, части, которая принадлежит суше, литосфера покрыта тонким слоем плодородной почвы
Нижний слой, состоит из твердых базальтовых пород

Основа литосферы – это тектонические плиты, они не скреплены между собой, а больше похожи на кусочки пазлов, которые хоть и подходят друг к другу, но все являются отдельными элементами. Плиты постоянно находятся в движении, хоть и замедленном, что приводит к ряду процессов, которые неизбежно происходят из-за такой активности.

Процессы, которые происходят с литосферой:

Тектонические. Сдвиги тектонических плит, являются причиной землетрясений
Вулканические. Явление, при котором магма в виде лавы прорывается на поверхность, разрушая все на своем пути. Этот процесс не только разрушает, но созидает, лава формирует новый ландшафт
Существует также ряд процессов, который происходит из-за влияния сил земного притяжения – сели, обвалы, осыпи, оползни. Некоторые из них также могут являться следствием воздействия человека.

Каждая область земного шара имеет свои особенности тектонических процессов. Это объясняется тем, что некоторые тектонические плиты активны чуть больше, чем другие. Например, острова Гавайского архипелага, Индонезии – самая активная вулканическая зона на планете, потому что там постоянно происходят активные тектонические процессы, плиты там нестабильны. В то время как другие области Земли так же наполнены вулканами, но они менее активны или находятся в спячке.

Водная оболочка Земли: гидросфера

Сфера земного шара, к которой относятся все водные пространства, а это 70% площади планеты. В ее состав входят не только моря и океаны, гидросфера прерывиста – вода разделена сушей, а это значит, что к данной оболочке также относятся реки, озера, водохранилища, болота, подземные воды. К гидросфере относиться также вода в газообразном состоянии в виде облаков и тумана, а также в виде снега, льдов айсбергов и ледников. Вода в твердом виде на Земле имеет название – криосфера.

Вода существует в пресном и соленом виде. В водах мирового океана содержится 97% всех водных ресурсов, тогда так только 3% всех вод являются пресными. Хотя человечество изобрело технологию по опреснению воды для собственных нужд, но в большей части земного шара, вода так продолжает быть в огромном дефиците. Что касается соли в воде, то не во всех соленых водоемах ее концентрация одинаковая, потому разделяют океаны, моря, озера сильносоленые и слабосоленые.

Живая оболочка Земли: биосфера

Если перевести дословно, то биосфера – сфера жизни. В ее состав входят абсолютно все живые организмы во всех геосферах земного шара, а также изменения, которые они вносят в свою среду обитания. Продуктами жизнедеятельности различных живых организмов является: горные породы органического происхождения, кислород, нефть.

Биосфера представлена во всех других основных оболочках земного шара. От почв литосферы, до 500м над поверхностью в атмосфере, отдельные споры были найдены на высоте 20 км, под озоновым слоем.

Ученые выделяют следующую структуру Биосферы:

Живое вещество. Все живые организмы, их виды и системы
Биогенное вещество. Это то, что создают и перерабатывают живые организмы
Косное вещество. Часть биосферы, которая образуется без участия живых организмов
Биокосное вещество. Создается косными процессами и живыми организмами. Результатом такого взаимодействия становить ил, почва
Вещество, которое находится в радиоактивном распаде
Рассеянные атомы
Вещество космического происхождения

Существует несколько подходов к изучению биосферы:

Энергетический. Связь явлений биосферы с космическими, Солнечными излучениями, а также с радиоактивными процессами самой Земли
Биогеохимический. Изучает, как все живое влияет на распределение атомов
Информационный. Этот подход изучает законы, принципы по которым устроены те или иные живые системы, их организацию
Пространственно-временной. Предметом исследования данного метода является зарождение и эволюция органических систем
Ноосферный. Изучает влияние человека на окружающую среду

Биосфера больше остальных подвержена изменениям вследствие преображения окружающей среды. За всю свою историю существования живые организмы зарождались, видоизменялись и вымирали. Ученым известно, описано свыше 2 млн видов растений, животных и прочих живых организмов. Но ученые едины во мнении, что это небольшой процент от реального разнообразия всего живого на Земле. По приблизительным подсчетам, чтобы описать всех представителей флоры и фауны, понадобиться не менее 500 лет.

Все живые организмы делятся на царства:

Растения
Животные
Простейшие
Вирусы
Грибы
Бактерии

Каждое из царств содержит миллионы видов, которые обитают в глубинах литосферы и даже в части стратосферы.

Воздушная оболочка Земли: атмосфера

Геосфера, которая включает в себя все воздушное, газовое пространство земного шара.

Тропосфера. Первый слой атмосферы, начинается от поверхностей суши или водоемов и простирается на 15 км вверх. Отличительной чертой является разная плотность воздуха, которая меняется в зависимости от высоты, чем выше, тем плотность больше. Верхний слой тропосферы соприкасается с озоновым шаром – это слой озона шириной в 7 км, который защищает планету от разрушительных космических воздействий.

Тропосфера наиболее подвержена влиянию на нее человека.

Некоторые ученые разделяю ионосферу на мезосферу, термосферу и экзосферу. Каждая из них имеет свои характеристики температуры и давления, которые отличаются в зависимости от высоты каждой.

Чем отличается биосфера от других оболочек Земли

Биосфера полностью состоит из живых организмов, в то время как остальные сферы земного шара состоят из неживых элементов. Зародилась она позже всех главный геосфер, менее 4 млрд лет назад в гидросфере. А на суше жизнь существует лишь около 500 млн лет. В то время как гидросфера, атмосфера и литосфера зародились существенно раньше.

Во всех организмах содержаться все известные химические элементы, хотя концентрация отдельных частиц ничтожно мала. И сама биосфера ничтожно мала, по сравнению с остальными оболочками. К примеру, ее общий вес приблизительно составляет 0, 01% от общей массы всех сфер Земли.

Биосфера постоянно развивается, меняется. А в лице отдельного ее представителя – человека, еще и меняет весь окружающий мир. К сожалению, человечество на сегодняшний день приносит больше вреда, чем пользы. Например, вымирание некоторых видов животных – прямое следствие влияния людей.

Взаимосвязь и взаимодействие разных оболочек Земли

Все сферы земного шара, так или иначе, контактируют, взаимодействуют между собой. Внутренние оболочки, например, постоянно находятся в движении. Когда интенсивность этого движения слишком высока, то эта энергия начинает влиять на литосферу в виде землетрясений, вулканов, которые в свою очередь могут влиять на атмосферу, гидросферу и биосферу.

Глобальным примером влияния литосферы на другие оболочки можно назвать извержение вулкана Тоба 75 тысяч лет назад. Эта катастрофа практически уничтожил человечество. На время изменила климатические условия в виде ядерной зимы. Такие происшествия крайне редки, в основном же оболочки взаимодействую друг с другом постоянно, не нанося вред, а поддерживая существование.

Такой связью можно назвать круговороты воды, жизни, кислорода. Во всех этих процессах, так или иначе, участвуют несколько географических сфер. Что бы наглядно продемонстрировать взаимосвязь, стоит воспользоваться таблицей:

Литосфера	Гидросфера	Атмосфера	Биосфера
Литосфера	Вода в жидкой форме способна проникать сквозь почву накапливаться в виде грунтовых вод, подземных озер	В глубинах литосферы существуют воздушные карманы	Останки животных и растений пополняют, удобряют почву
Гидросфера	Рельеф поверхности часто диктует форму и направление рек	Режим, питание водоемов зависит от климата	Многие растения накапливают в себе воду
Атмосфера	В атмосфере присутствуют частицы в виде пыли	В атмосфере присутствует вода в газообразной форме	Фотосинтез
Биосфера	Среда обитания живых организмов. Обязательное условие жизни	Среда обитания живых организмов. Обязательное условие жизни	Среда обитания живых организмов. Обязательное условие жизни

Планета земля многогранна, состоит из множества составляющих, которые работают как одна слаженная система, единый организм.

Читайте также: