рефераты конспекты курсовые дипломные лекции шпоры

Реферат Курсовая Конспект

Геосферы Земли, их строение и функции

Геосферы Земли, их строение и функции - Конспект Лекций, раздел Экология, Экология Структура Нашей Планеты Неоднородна И Состоит Из Различных Геосфер, Которые В...

Структура нашей планеты неоднородна и состоит из различных геосфер, которые в основном повторяют общую форму планеты – сферу. В центре Земли имеется ядро (R ~ 3500 км). Ядро окружено мантией (толщина около 2900 км). Над мантией расположена земная кора (толщина колеблется от 5 до 80 км). По мере движения к центру Земли температура и давление повышаются. Наиболее тяжелые и плотные вещества находятся в ядре (tя=3500 °С).

Оболочка, состоящая из земной коры и части верхней мантии, называется литосферой (греч. «литос» – камень). Ее толщина от 50 км в океанической части до 200 км – в материковой.

Водная оболочка Земли называется гидросферой (водная геосфера). Большую часть гидросферы (96,5%) составляет соленая вода Мирового океана. Гидросфера состоит из трех частей: Мирового океана, воды суши и воды атмосферы, которые взаимосвязаны.

Далее идет атмосфера (воздушная геосфера). Это самая верхняя и наименее плотная из всех земных геосфер. Нижняя граница атмосферы – это поверхность Земли, верхняя условно проходит на высоте 3000 км (воздух не рассеивается в Космосе вследствие сил земного притяжения).

2.5. Строение атмосферы

Условно (по высоте) атмосфера подразделяется на три зоны.

Первая зона от поверхности земли – тропосфера. Толщина (высота) обычно принимается равной 10…12 км., но на экваторе она достигает 17 км, на полюсах 8…9 км. С увеличением высоты температура в атмосфере падает в среднем на 6…5 °С на 1 км. Тропосфера содержит почти весь пар атмосферы и около 80% объема всего воздуха атмосферы. Наличие большого количества паров в тропосфере, образующих кучевые и перистые облака, приводит к тому, что почти все инфракрасное излучение Земли экранируется тропосферой и поглощается ей.

Выше тропосферы расположена стратосфера, распространяющаяся на высоту 50…55 км (по некоторым данным до 80 км) и включающая в себя озоновый слой (20…25 км над уровнем моря). В ней почти полностью отсутствует водяной пар. До высоты 20…25 км температура стратосферы практически постоянна, на большей высоте она начинает увеличиваться вследствие поглощения ультрафиолетового излучения озоном.

Выше стратосферы расположена ионосфера, которая представляет собой ионизированные слои атмосферы. Она распространяется до высоты 500…5000 км. Причиной повышенной ионизации воздуха в ионосфере является разложение молекул атмосферных газов под действием ультрафиолетового (УФ), рентгеновского и космического излучении. Ионосфера обладает высокой электропроводностью, в ней протекают очень мощные электрические токи.

Вспышки на Солнце порождают мощные потоки плазмы в космическом пространстве. Потоки плазмы вместе с частицами космического пространства, достигающими магнитосферы Земли, захватываются магнитным полем Земли и наполняют радиационный пояс. В полярных областях эти частицы движутся вдоль силовых линий магнитного поля, проникают в атмосферу, бомбардируют молекулы воздуха, ионизируют их и возбуждают ударное свечение (полярные сияния). Ионосфера оказывает большое влияние на распространение радиоволн (рассеяние или поглощение).

Экзосфера – это внешняя часть атмосферы Земли (иначе говоря – сфера рассеивания), которая простирается до 2000…10000 км. Здесь происходят процессы диссипации газов, отрыв их составляющих, которые уносятся в космическое пространство.

Диссипация (от лат. dissipatio – рассеяние, разложение) – процесс разрушения, происходящий в результате уменьшения полной внутренней энергии (Екин + Епот) и перехода ее в другие формы энергии (например, в энергию хаотического теплового движения). Понятие «диссипация» нужно отличать от понятия «диссоциация» (от лат. dissociatio – разделение, разложение), т.е. распадения молекул на простые составляющие из-за приложения энергии (термической, электролитической и фотохимической) извне.

Образовавшиеся элементарные составляющие газов в экзосфере испытывают сильное воздействие «солнечного ветра», благодаря чему скорость их движения приближается ко второй космической скорости (11,2 км/с). Такая скорость позволяет им преодолеть поля тяготения Земли, вследствие чего газы рассеиваются в космическом пространстве.

Большая часть составляющих экзосферы приходится на водород, так как он является самым легким элементом и ему энергетически легче преодолеть земное притяжение. Водород образует корону вокруг Земли, которая заканчивается на высоте около 20 тыс. км.

Унос водорода из атмосферы Земли компенсируется дегазацией мантии Земли, поэтому его содержание в атмосфере практически не меняется.

Рассмотренные геосферы Земли находятся в тесном взаимодействии, они взаимосвязанны и воздействуют друг на друга.

2.6. Биосфера

Существует много различных гипотез происхождения жизни на Земле.

По В.И. Вернадскому жизнь появилась из Космоса (он считал, что она существовала вечно).

Наиболее популярная гипотеза – жизнь появилась из Океана.

Жизнь появилась из недр земной коры, где она поддерживалась благодаря глубинному теплу.

Жизнь появилась в лужице на самой суше.

Но как бы ни возникла жизнь на Земле, в любом случае она умножалась, усложнялась и совершенствовалась на поверхности планеты между двумя энергетическими источниками: недрами планеты и космическим пространством Солнечной системы.

Именно этот пласт живого, обволакивающий земной шар как еще одна его оболочка, и был назван в 1875 г. Э. Зюссом (1831–1914) биосферой (иногда его называют биостромой – в переводе «ковер жизни»). Слово «биосфера» образованно от греческих слов bios – жизнь и sphaira – шар.

Идея о влиянии жизни на природные процессы была впервые научно обоснована на рубеже ХХIV и XX вв. в трудах В.В. Докучаева, который указал на зависимость типа почв не только от климата, но и от совокупного влияния растительности и животных.

В 20-х годах XX вв. в трудах В.И. Вернадского было разработано представление о биосфере как о глобальной единой системе Земли, где весь основной ход геохимических и энергетических превращений определяется жизнью.

Ранее большинство процессов, меняющих в течение геологического времени лик нашей планеты, рассматривалось как чисто физические, химические или физико-химические процессы.

Биосферой (по В.И. Вернадскому) называется та область нашей планеты, в которой существует или когда-либо существовала жизнь и которая постоянно подвергается или подвергалась воздействию живых организмов. Биосфера непостоянна в размерах и имеет тенденцию к расширению.

Исходя из определения биосферы можно заключить, что ее возраст определяется временем возникновения жизни на Земле и составляет 3,4…4,5 млрд. лет.

Значение организмов обусловлено их повсеместным распространением, большим разнообразием, длительностью существования в истории Земли, избирательным характером биохимической деятельности и исключительно высокой химической активностью по сравнению с другими компонентами природы.

Всю совокупность организмов на планете В.И. Вернадский назвал живым веществом, рассматривая в качестве его основных характеристик суммарную массу, химический состав и энергию.

Косное вещество (по В.И. Вернадскому) – это совокупность тех веществ в биосфере, в образовании которых живые организмы не участвуют.

Биогенное вещество создается и перерабатывается жизнью, совокупностью живых организмов. Это источник чрезвычайно могучей потенциальной энергии (каменный уголь, битумы, известняки, нефть и т.п.). После образования биогенного вещества все живые организмы в нем малодеятельны.

Особой категорией является биокосное вещество. По В.И. Вернадскому оно создается в биосфере одновременно живыми организмами и косными процессами, представляя системы динамического равновесия тех и других. Организмы в биокосном веществе играют ведущую роль. Биокосное вещество планеты – это почвы, кора выветривания, все природные воды, свойства которых зависят от деятельности на Земле живого вещества.

Таким образом, биосфера – это та область Земли, которая охвачена влиянием живого вещества. С современных позиций биосферу рассматривают как наиболее крупную экосистему планеты, поддерживающую глобальный круговорот веществ.

Современная жизнь распространена в верхней части земной коры (литосфере), в нижних слоях воздушной оболочки Земли (атмосфере) и в водной оболочке Земли (гидросфере).

Пределы распространения биосферы обусловлены физическими условиями существования живых организмов.

В глубь Земли живые организмы проникают на небольшие расстояния. В литосфере жизнь ограничивается прежде всего температурой горных пород и подземных вод, которая постепенно возрастает и на глубине 1,5…5 км уже превышает 100 °С. Самая большая глубина, на которой в породах земной коры были обнаружены бактерии, составляет 4 км. В нефтяных месторождениях, находящихся на глубине 2…2,5 км, бактерии регистрируются в значительном количестве. В океане жизнь распространена и на более значительных глубинах и встречается даже на дне океанических впадин, находящихся в 10…11 км от поверхности, так как температура в них около 0 °С. Однако, по В.И. Вернадскому, нижнюю границу биосферы следует проводить еще глубже. Постепенно накапливающиеся в океане гигантские толщи осадочных пород, происхождение которых связано с деятельностью живых организмов, – это тоже части биосферы. В соответствии с динамическими процессами в земной коре осадочные породы постепенно вовлекаются в глубь нее, метаморфируясь под действием высокой температуры и давления. Метаморфические породы земной коры образуются из осадочных пород и в конечном счете также являются производными жизни.

Верхняя граница жизни в атмосфере определяется нарастанием высоты уровня ультрафиолетовой радиации. На высоте 25…27 км большую часть ультрафиолетового излучения Солнца поглощает находящийся здесь тонкий слой озона – озоновый экран. Все живое, поднимающееся выше защитного слоя озона, погибает. Выше этого слоя находиться часть стратосферы с давлением в четыре раза меньше атмосферного и постоянной температурой −60оС. Высота озонового экрана могла бы быть и большей, учитывалось во внимание явление анабиоза (скрытой жизни), заключающегося в том, что при снижении количества воды в организме с 80 до 10% и менее организмы способны оставаться живыми при температуре приблизительно −273 °С и давлении 102 Па (10−3 атм) в течение более 1 года. Известны случаи пребывания в таком состоянии животных и водорослей в течение более 100 лет, а семян – 800…1500 лет. Однако выход из-под защиты озонового слоя (экрана) приводит к гибели не только живых организмов, но и их зачатков, в том числе находящихся в анабиозной форме.

– Конец работы –

Эта тема принадлежит разделу:

Экология

Экология Конспект лекций..

Если Вам нужно дополнительный материал на эту тему, или Вы не нашли то, что искали, рекомендуем воспользоваться поиском по нашей базе работ: Геосферы Земли, их строение и функции

Что будем делать с полученным материалом:

Если этот материал оказался полезным ля Вас, Вы можете сохранить его на свою страничку в социальных сетях:

Все темы данного раздела:

Предмет и задачи экологии
Русский писатель В.Г. Распутин, одним из первых вступивший на защиту национальной святыни – жемчужины планеты озера Байкал, сказал: «Природа сама по себе всегда нравственна, безнравственной ее може

Космос и земля. Структура биосферы
Случилось невероятное. Не было взрывов, бомбардировок, не падали с неба метеориты. Однако мощная энергетическая система канадской провинции Квебек (и ряда прилегающих штатов США) вдруг вышла из стр

Магнитный щит Земли
Можно сказать, что Земля находится в плазменной короне Солнца и постоянно им облучается. Единственной защитой от прямого воздействия Солнца на все живое на Земле является ее магнитное поле, значите

Космоприземные пульсации и жизнь
Пульсация магнитной активности Солнца, влияние магнитного поля Луны приводят к изменению напряженности магнитосферы Земли, цикличности изменения радиационной и тепловой обстановки на ее поверхности

Распределение жизни в биосфере
По одной из версий жизнь появилась локально в водоемах и затем распространялась все шире и шире, заняв все материки. Постепенно она захватила всю биосферу, и захват этот, по мнению В.И. Вернадского

Организм, среда обитания, видообразование
Суммарный химический состав живых организмов во многом отличается от состава гидросферы и литосферы. Он ближе к химическому составу гидросферы по абсолютному преобладанию атомов водорода и кислород

Вид и видообразование
Современное представление о виде сложилось только к середине ХХ в. в рамках синтетической теории эволюции благодаря трудам многих выдающихся биологов: Н.И. Вавилова, Э. Майра, Дж. Гексли и др.

Генофонды и их изменения
Итак, каждая особь имеет два полных набора генов, а следовательно, может быть два различных аллеля любого гена. В крупной популяции может быть множество аллелей многих тысяч генов, входящих в генот

Изменение генофонда путем искусственного отбора
Генофонд можно изменять целенаправленно с помощью искусственного отбора. Селекционеры сначала выбирают признаки, которые они хотели бы развить у данного вида, а затем из поколения в поколение осуще

Изменение генофонда путем естественного отбора
В природе на популяции непрерывно действует естественный отбор. Каждая популяция отражает равновесие между ее биологическим потенциалом, способствующим росту численности, и сопротивлением среды, ог

Адаптации к нише и местообитанию
Признаки, способствующие выживанию организма, постепенно усиливаются под действием естественного отбора до тех пор, пока не достигается максимальная приспособленность к существующим условиям. Таким

Основные среды жизни и адаптации к ним организмов. Факторы среды, общие закономерности их действия на живые организмы
Cреда обитания – это та часть природы, которая окружает живой организм и с которой он непосредственно взаимодействует. Составные части и свойства среды многообразны и изменчивы. Любое живое

Изменчивость экологических факторов
Один и тот же фактор среды имеет различное значение в жизни совместно обитающих организмов разных видов. Некоторые свойства среды остаются относительно постоянными на протяжении длительных

Понятие об экологической нише
Любой живой организм приспособлен (адаптирован) к определенным условиям окружающей среды. Изменение ее параметров, их выход за некоторые границы толерантности подавляют жизнедеятельность организмов

Биотический потенциал
Любая популяция теоретически способна к неограниченному росту численности, если ее не лимитируют факторы внешней среды. Гипотетически скорость роста популяции зависит только от биотического потенци

Колебания численности популяции и их причины
В естественных условиях численность популяций подвержена постоянным колебаниям. Амплитуда и период этих колебаний зависят от нескольких причин, в частности от особенностей вида и от условий среды о

Влияние плотности популяции
Разнообразные факторы, влияющие на численность популяции, подразделяются на зависящие и не зависящие от ее плотности. К не зависящим от плотности факторам относят абиотические факторы сред

Механизм действия факторов, зависящих от плотности. Обратные связи и гомеостаз в популяциях
Важная особенность зависящих от плотности факторов состоит в том, что их воздействие обычно сглаживает колебания численности, при возрастании плотности популяций способствует возвращению ее к средн

Понятие экосистемы
Биоценоз – совокупность живых организмов (микроорганизмов, растений, животных), взаимно зависимых и размножающихся в каком-то определенном месте. Это высший уровень организации живого.

Другие абиотические факторы и микроклимат
Действие многих абиотических факторов, таких как рельеф, ветер, тип почвы, проявляется через температуру и/или влажность. В результате на небольшом участке земной поверхности климатические условия

Взаимодействие живых организмов
Живые организмы поселяются друг с другом не случайно, а образуют сообщества, приспособленные к совместному обитанию. Среди огромного разнообразия взаимосвязей живых существ выделяют типы отношений,

Видовое богатство и видовое разнообразие. Факторы, влияющие на видовое разнообразие. Экологическая структура сообществ
Видовое разнообразие – показатель, учитывающий и число видов, и степень «выравненности» их численности и биомассы. На видовое разнообразие влияют возраст сообщества, устойчивость климата, пр

Экологическая структура сообществ
Сообщества характеризуются не только видовым составом, но и соотношением видов. Экологическая структура – это соотношение групп видов, занимающих определенные экологические ниши и выполняющи

Жизнь как термодинамический процесс. Обмен веществ и энергии в клетке
Главным условием жизни как организма в целом, так и отдельной клетки является обмен веществ и энергии с окружающей средой. Для поддержания сложной динамической структуры живой клетки требуется непр

Энергетический обмен (диссимиляция)
Образующиеся в процессе фотосинтеза органические вещества и заключенная в них химическая энергия служат основным источником материи и энергии для жизнедеятельности всех организмов. Однако использов

Пластический обмен (ассимиляция)
По типу ассимиляции все клетки делятся на две группы – автотрофные и гетеротрофные. Автотрофные клетки способны к самостоятельному синтезу необходимых для них органических соединени

Термодинамика экосистем
Из определения экосистемы (совокупности организмов и неорганических компонентов, в которых осуществляются круговорот веществ и обмен энергией) создается впечатление, что экосистеме не присущи проце

Жизнь как термодинамический процесс
Жизнь – особая форма существования и преобразования материи, высшая по сравнению с физической и химической формами. Непрерывный поток солнечной энергии, воспринимаясь молекулами живых клет

Трофические цепи и сети
В основе существования любой экосистемы лежат пищевые (трофические) цепи, которые возникают тогда, когда один вид питается другим – либо живыми особями, либо их мертвыми остатками, либо продуктами

Биологическая продуктивность экосистем
Скоростью, с которой продуценты экосистемы фиксируют солнечную энергию в химических связях синтезируемого органического вещества, определяется продуктивность сообществ. Органическую массу, создавае

Циркуляционные процессы в биосфере
Все вещества на нашей планете находятся в процессе биохимического круговорота. Выделяют два основных круговорота: большой (геологический) и малый (биотический). Большой круговорот длится с

Образование кислорода в атмосфере
Разложение органических веществ, при котором освобождается химическая энергия, характерно для всех частей биосферы, тогда как фотосинтез протекает только на поверхности суши и в верхних слоях водое

Круговорот углерода
Круговорот углерода совершается по большому и малому циклам. Биологический круговорот углерода – составная часть большого круговорота, который связан с жизнедеятельностью организмов. Углер

Круговорот фосфора
К круговороту основных биогенных элементов, имеющих газовую фазу, примыкают так называемые осадочные круговороты, из которых важнейшим является круговорот фосфора. Минеральный фосфор – ред

Динамика экосистем
Естественные экологические системы (биогеоценозы), например леса, степи, водоемы, существуют в течение длительного времени – десятков и даже сотен лет, т.е. обладают определенной стабильностью во в

Причины возникновения сукцессии
Сукцессия (лат. successio – преемственность, наследование) – это процесс саморазвития сообществ. В основе сукцессий лежит неполнота биологического круговорота в данном ценозе. Кажды

Первичная сукцессия
Первичной сукцессией называется процесс развития и смены экосистем на незаселенных ранее участках, начинающихся с их колонизации. Классический пример – постепенное обрастание голой скалы с р

Вторичная сукцессия
Если поля на месте вырубленного когда-то леса перестать обрабатывать, обычно со временем здесь вновь сформируется лесная экосистема, типичная для данного региона. Восстановление экосистемы, когда-т

Сукцессия, нарушение или гибель
То, насколько быстро меняются экосистемы, зависит от степени сдвига их равновесия. При сукцессиях изменения происходят медленно и постепенно; это более или менее упорядоченный процесс замещения одн

Хотите получать на электронную почту самые свежие новости?
Education Insider Sample
Подпишитесь на Нашу рассылку
Наша политика приватности обеспечивает 100% безопасность и анонимность Ваших E-Mail
Реклама
Соответствующий теме материал
  • Похожее
  • Популярное
  • Облако тегов
  • Здесь
  • Временно
  • Пусто
Теги