Геосферы Земли и их характеристики. Лекция 1

1.

ГЕОСФЕРЫ ЗЕМЛИ И ИХ
ХАРАКТЕРИСТИКИ

2.

• Земля представляет
собой более или менее
правильные
концентрические слои,
геосферы,
• В направлении от
периферии к центру
Земли различают
• атмосферу,
• гидросферу,
• литосферу .

3.

Атмосфера
Атмосфера – газообразная
оболочка Земли, состоящая из
смеси различных газов и
простирающаяся (условно) на
высоту 100 км.
Атмосфера имеет слоистое
строение, которое включает ряд
сфер и расположенные между
ними паузы:
тропосфера, тропопауза,
стратосфера, стратопауза,
мезосфера, мезопауза,
ионосфера

4.

Тропосфера
• Наиболее плотный слой воздуха, прилегающий к
земной поверхности, называется тропосферой.
• Ее толщина в средних широтах 10...12 км над
уровнем моря, на полюсах 7...10 км, на экваторе –
16...18 км. Температура в тропосфере по высоте
является стабильной и уменьшается на 0,6 ºС на
каждые 100 м в диапазоне от +40 до –50 оС.
• В тропосфере сосредоточены примерно 80% массы
всей атмосферы и до 80% всей влаги, имеющейся в
послед ней. В тропосфере образуются облака и
формируются все виды осадков, которые являются
очистителями воздуха от примесей.

5.

Стратосфера
• Выше тропосферы расположена стратосфера, между
ними находится тропопауза. Толщина стратосферы
около 40 км, воздух в ней разряжен, влажность его
невысока, при этом температура воздуха от границы
тропосферы до высоты 30 км над уровнем моря
постоянна (–50 ºС), затем она постепенно повышается
до +10 ºС на высоте 50 км.
• Под воздействием космического излучения и
коротковолновой части ультрафиолетового излучения
Солнца молекулы газов в стратосфере ионизируются, в
результате образуется озон. Озоновый слой,
распространяющийся до высоты 40 км, играет очень
большую роль, оберегая все живое на Земле от
ультрафиолетового излучения.

6.

Мезосфера и Ионосфера
• Стратопауза отделяет стратосферу от лежащей
выше мезосферы, в которой количество озона
уменьшается, а температура на высоте примерно 80
км над уровнем моря составляет –70°С.
• Резкий перепад температур между стратосферой и
мезосферой объясняется наличием озонового слоя.
• Ионосфера простирается над Землей на высоту до
2000 км. Это слой атмосферы планеты, сильно
ионизированный вследствие облучения
космическими лучами.

7.

Основные газовые компоненты атмосферы:
• азот (78%),
• кислород (21%),
• аргон (0,9%) и
• углекислый газ (0,03%).
Газовый состав атмосферы меняется с высотой.
• Атмосферный воздух – важнейший природный ресурс. Его
назначение заключается в следующем:
• снабжать людей, животных, растительный мир жизненно
необходимыми газовыми элементами;
• смягчать температурные перепады (воздух – плохой проводник
тепла);
• защищать поверхность Земли от космического, радиационного и
ультрафиолетового солнечного излучения;
• защищать Землю от метеоритов и прочих космических тел,
подавляющая масса которых сгорает в атмосфере;

8.

Гидросфера
Земли
• Гидросфера – прерывистая водная оболочка Земли,
располагающаяся между атмосферой и земной корой. Она
включает совокупность всех вод планеты: материковых
(глубинных, почвенных, поверхностных), океанических и
атмосферных.
• Вода на Земле присутствует во всех трех агрегатных состояниях
(ж., тв., газ.), однако ее наибольший объем приходится на
жидкую фазу.
• Гидросфера является колыбелью жизни на нашей планете и
играет огромную роль в формировании ее природной среды.
• Вода существенно влияет на формирование климата и погоды,
смягчая сильные температурные колебания, так как обладает
высокой теплоемкостью и низкой теплопроводностью.

9.

Распределение водных масс в
гидросфере Земли
Гидросфера Земли на 94 % представлена солеными водами океанов
и морей.
Доля пресных вод в общем объеме гидросферы − менее 6 %. При
этом более 75% всей пресной воды законсервировано в полярных
шапках Арктики и Антарктиды.

10.

Мировой океан
• Общая площадь Мирового океана в 2,5 раза превышает площадь
суши и занимает около 71 % земной поверхности. Температура
поверхности океанических вод колеблется от –2 до +30 оС,
соленость вод от –3,5 до 35 г/л.
• Растительность в океане распространена на глубине до 100 м, где
прозрачности воды достаточно для нормального фотосинтеза, а
животные обитают по всей глубине океана.
• Большую часть всех водных ресурсов (около 1,4 млрд км3)
составляет соленая вода, которая не может быть использована
для питья и промышленных целей.

11.

Воды суши
• К водам суши относятся материковые воды, переносимые
реками, сосредоточенные в озерах, болотах, ледниках,
снежном покрове и заключенные в земной коре.
• Планетарный резерв пресной воды высокого качества
сосредоточен в озере Байкал, который содержит пресной воды
больше, чем все пресные озера мира.
• Территория Земли на 2 % покрыта болотами. В России и
Белоруссии расположено свыше 60 % всех болот.
• Подземные воды (составляют наибольшую часть вод суши.
Объем подземных пресных вод примерно в 100 раз больше
объема поверхностных пресных вод озер, рек, болот и пр.
• Ледники покрывают 16 млн км2 суши, их основная часть
расположена в Антарктиде. Если бы ледники растаяли, то
уровень Мирового океана поднялся бы по сравнению с
нынешним на 64 м.

12.

Вóда в атмосфере
• Вóды в атмосфере – это, главным образом, водяной пар или
конденсат. Почти весь водяной пар (90 %) сосредоточен в
тропосфере. Если бы вся сосредоточенная в атмосфере влага
сконденсировалась и выпала на Землю в виде осадков, то
образовался бы слой воды толщиной 25 м.
• Вода в природе постоянно циркулирует под влиянием теплового
излучения Солнца. Таким образом, запасы воды сохраняются на
земном шаре благодаря процессу кругооборота.

13.

Биологическая вода
• Биологическая вода – важнейшая составляющая живого
вещества, на долю которой приходится в среднем 80 % общей
массы живых существ. Общий объем биологической воды
оценивается около 1000 км3. Необходимость воды для
организмов очень велика. Например, человек за год потребляет
около 10 т воды, а на образование 1 кг биомассы расходуется
около 500 кг воды.
• Ученые пришли к выводу, что баланс воды на Земле постоянен.
Особое место в кругообороте воды принадлежит ледникам, так
как они сберегают влагу в твердом состоянии очень длительное
время. Попавший на ледник снег снова вступит в активный
кругооборот воды спустя десять тысяч лет.

14.

Биосфера
• Уникальной оболочкой Земли
является биосфера (греч. bios −
жизнь, spharia − шар). Биосфера
охвачена влиянием живого
вещества. В настоящее время
биосферу рассматривают как
наиболее крупную, глобальную
экосистему, поддерживающую
планетарный круговорот веществ.
Суммарная масса живых организмов Земли оценивается примерно в
2,4×1012 т. Верхняя граница жизни в атмосфере определяется уровнем
ультрафиолетовой радиации, т.е. высотой расположения озонового экрана
(25…30 км). Если живые организмы поднимаются выше, они погибают.
Гидросфера полностью заселена живым веществом, однако наибольшая его
концентрация наблюдается у поверхности и у дна.

15.

Литосфера
• Литосфера − твердая
оболочка Земли, толщина
которой колеблется в
пределах 50…200 км. Суша
занимает около 2 9 %
поверхности земного шара и
включает ландшафты
различной категории.
• Верхняя часть литосферы
образует земную кору,
толщина которой составляет
от 3 до 40 км

16.

17.

Основные характеристики центральных геосфер
Земли
Граница между этими частями литосферы определяется по скачку в изменении
скорости распространения продольных и поперечных упругих сейсмических
волн (так называется граница Мохоровичича, или поверхность М).
Мантия Земли состоит преимущественно из тяжелых минералов, богатых
магнием и железом. С процессами, происходящими в верхней части мантии,
тесно связаны тектонические движения, вулканизмы, горообразование и др.
Под мантией находится ядро, т.е. центральная часть Земли.

18.

Техносфера
• Цивилизация, оказывая мощное влияние на биосферу, создала
техносферу. Техносфера − часть биосферы, преобразованная
людьми с помощью прямого и косвенного воздействия
технических средств для наилучшего соответствия ее своим
социально- экономическим потребностям. При этом
выделяются два типа объектов: природно-антропогенные и
антропогенные.
• • Природно-антропогенный − природный объект, измененный
в результате хозяйственной и иной деятельности, и (или)
объект, созданный человеком, обладающий свойствами
природного объекта и имеющий рекреационное и защитное
значение,
• • Антропогенный − объект, созданный человеком для
обеспечения его социальных потребностей и не обладающий
свойствами природных объектов.
• Ведущим элементом преобразования биосферы в техносферу и
в дальнейшем в ноосферу является инженерная экология.

19.

Термины и определения
• Абиотические (или абиогенные) экологические факторы –
факторы неживой или косной природы (климатические,
космические, почвенные, к абиотическим компонентам
относятся вещество и энергия);
• Биотические (или биогенные) экологические факторы –
факторы живой природы (гены, клетки, органы, организмы,
популяции, сообщества).
• Биосистемы – это биологические системы, в которых
биотические компоненты разных уровней организации (от
генов до сообществ) упорядоченно взаимодействуют с
абиотическими компонентами (энергией и веществом),
составляя единое целое с окружающей физической средой.
Биосистемы разных уровней изучаются различными
дисциплинами: гены – генетикой, клетки – цитологией, органы
– физиологией, организмы – ихтиологией, микробиологией,
орнитологией, антропологией и др.

20.

• Популяция – совокупность разновозрастных особей одного
вида, обменивающихся генетической информацией,
объединенных общими условиями существования,
необходимыми для поддерживания численности (например,
популяция грызунов). Любой вид в природе представлен
совокупностью популяций.
• Биоценоз – совокупность популяций, которая функционирует в
определенном пространстве абиотической среды – биотопе.
• Биотоп – однородное по абиотическим факторам
местообитание, занятое одним и тем же сообществом
(лесопарк, прибрежная отмель, склон оврага).
• Экосистема – это система, в которой биотический компонент
представлен биоценозом, абиотический – биотопом (биоценоз
+ биотоп = экосистема). Биосфера – наружная оболочка (сфера)
Земли, область распространения жизни (bios – жизнь), или, по
другому определению, сумма экосистем, включающая все
живые организмы, взаимосвязанные с физической средой
Земли.
• Биота – любая пространственная совокупность всех живых
организмов.