Изменения во времени

Естественные (природные) изменения. Изменения геохимиче­ских, геофизических и метеорологических параметров за геологиче­ские периоды времени, эволюция живых организмов, обитающих в воде и на суше, а также изменения однородности биосферы в клима­тическом, химическом и биологическом отношении характеризуют качественный и количественный масштаб естественных долгосроч­ных изменений на земле.

В соответствии с законами термодинамики вся Вселенная стре­мится к состоянию с большей энтропией, а установление состояния с большим порядком (меньшей термодинамической вероятностью) связано с затратами энергии. Для Земли с большой степенью вероят­ности принимается непрерывное увеличение энтропии. В соответст­вии с физико-химическими свойствами элементов для нашей плане­ты этот процесс идет постепенно, а поступление солнечной энергии еще в большей степени замедляет его.

Геохимические и геофизические процессы, которые на протя­жении всей геологической истории планеты привели ее к совре­менному химическому, биологическому и энергетическому состоя­нию, включают в себя как упорядочивающие процессы, связанные с затратой энергии, так и диссипативные процессы, сопровождающие­ся ее выделением.

Землетрясения за короткий промежуток времени изменяют картину окружающего мира. Хотя причины их возникновения не полностью изучены, их можно было бы объяснить химическими ре­акциями, протекающими при нагревании и повышении давления в горных породах, а также возникающими при этом изменениями уп­ругости при фазовых переходах.

Вулканическая деятельность внесла большой вклад в мно­гообразие геологических формаций. С высокой степенью вероятно­сти можно полагать, что большая часть океанской воды и газов атмо­сферы появилась в результате вулканических извержений. Типичные вулканические газы содержат (по объему) 79% водяного пара, 12% СО₂,7% SO₂, 1% N₂ и 1% в сумме СО, H₂S, HC1, СН₄, и Аr.

В результате этих длительных изменений земной коры сфор­мировалась весьма разнообразная по своему составу твердая обо­лочка земли (локальные колебания концентрации отдельных элемен­тов различаются в ней на три и более порядка). Выветривание, эрозия и осадочные процессы в течение, по крайней мере, миллиарда лет определялись также периодическими изменениями клима­та. Особенно большое влияние оказывали в последние 250 млн. лет ледниковые периоды с промежуточными теплыми и влажными пе­риодами, а следовательно, изменяющимися условиями протекания химических реакций.

Хотя вода в современных океанах медленно перемешивается (например, на большой глубине коэффициент вертикального пере­мешивания составляет около 10 см2/с) и поэтому океаны значительно однороднее, чем твердая земная кора, вода в разных частях океана различается по содержанию солей: 1) из-за разной концентрации со­лей и твердых веществ в водах, поступающие в океаны; 2) верти­кального перепада температуры; 3) различия в скоростях испарения; 4) образования льда и его таяния; 5) различного количества осадков над районами океана; 6) постоянных океанских и морских течений. Эти факторы обусловливают локальные различия и в составе дон­ных осадков.