Литосфера. Слои Земли

1. Литосфера

• Литосфе́ра (от греч. λίθος — камень
и σφαίρα — шар, сфера) — твёрдая
оболочка Земли. Состоит из земной коры и
верхней части мантии, до астеносферы, где
скорости сейсмических волн понижаются,
свидетельствуя об изменении пластичности
пород.

2. Слои Земли (на основании данных о скоростях прохождения сейсмических волн)

• При переходе от земной
коры к внутренней
оболочке (B) происходит
скачкообразное
изменение скорости
распространении
сейсмических волн. Эта
граница - поверхность
Мохоровича
• Слои B и C отличаются
друг от друга и от слоя D
скоростью
распространения
сейсмических волн

3. Строение земной коры по Гутенбергу

4.

5. А.Е.Ферсман предложил назвать Кларком среднее содержание элементов (выраженное в процентах) в земной коре, на Земле в целом или

других телах
Кларк
Элемент
Кислород
Кремний
Алюминий
Железо
Кальций
Калий
Натрий
Магний
Титан
массовый % (масс.) объемный %(об.)
по А.В. Виноградову по В. Гольдшмидту
47
29,5
8,05
4,65
2,96
2,5
2,5
1,87
0,45
91,97
0,89
0,77
0,68
1,48
2,14
1,6
0,56

6. Почва

• слой вещества, лежащий поверх горных
пород земной коры
• особое природное образование, играющее
очень важную роль в наземных
экосистемах
• почва является связующим звеном между
биотическим и абиотическим факторами
биогеоценоза

7.

• Изучением почв занимается почвоведение,
основателем которого является Василий
Васильевич Докучаев

8. Процессы почвообразования

1. Трансформация минералов
2. Накопление органических остатков и их
трансформация
3. Образование органоминеральных
соединений
4. Накопление биогенных элементов
(азот, фосфор, калий)
5. Миграция продуктов трансформации
вглубь слоя и по поверхности

9. Процесс разрушения минералов и горных пород на поверхности Земли обычно называют выветриванием, хотя ветер почти никакого

отношения к этому процессу не имеет.
• А.Е. Ферсман в 1922г. предложил другое название для этого процесса
– гипергенез.
• В настоящее время под гипергенезом понимают сумму процессов
преобразования твердого вещества земной коры на поверхности
суши под влиянием воды, воздуха, колебаний температуры и
жизнедеятельности живых организмов.
• Различают два типа выветривания:
1.
Физическое, или механическое
Приводит к чисто механическому разрушению пород. Частые изменения температуры,
морозное выветривание с образованием морозоустойчивых трещин и солевое растрескивание
пород обуславливает разрыхление структуры и распад пород на минеральные зерна.
2.
Химическое
Разрыхление коренных пород под действием кислорода воздуха, диоксида углерода, воды,
органических кислот, сопровождающееся изменением их состава.
Выделяют еще биологическое выветривание, но процесс связан либо с физическим
действием (действие корней растений), либо с химическим воздействием (воздействие
органических кислот, выделяемое корнями растений).

10. Почвообразоанием называют сложный природный процесс перехода горной породы в качественно новое состояние.

Этот процесс протекает при взаимодействии минерального вещества земной
коры с живыми организмами и продуктами их жизнедеятельности. Такое
взаимодействие в земных условиях происходит при прямом и косвенном
влиянии других факторов внешней среды.
Растительные сообщества извлекают из горных (материнских) пород
питательные элементы, синтезируют сложные органические соединения –
биомассу – и возвращают их в почву в виде отмершей и опавшей на землю
растительной массы корней.
Одним из главных факторов являются дождевые черви , личинки насекомых и
микроорганизмы. В процессе питания они измельчают растительную массу,
перемещают ее, перемешивая органические и минеральные вещества.
Находясь в тесном взаимодействии между собой и с минеральной частью
горных пород и почв, живые организмы активно участвуют в малом
биологическом круговороте веществ. В результате этого процесса в верхних
горизонтах, почвообразующих породах и почвах накапливаются биогенные
элементы (азот, углерод, фосфор, сера и др.), происходит образование и
дальнейшее развитие почв.

11. Возраст почв

Абсолютный возраст – время, прошедшее с
начала формирования почв до настоящего
времени; колеблется от нескольких лет до
миллионов лет.
Относительный возраст почв – характеризует
скорость почвообразовательного процесса,
стадию развития почв.

12.

13.

14. Мощность почвы

Толщина от её поверхности вглубь до слабо
затронутой почвообразовательным
процессом материнской породы.
Наиболее хорошие почвы имеют мощность от
100 до 150 см.

15. Окраска почв

1. Соединения железа – красный,
оранжевый, желтый цвет.
2. Диоксид кремния и СаСО3, гипс,
каолинит – белая или белёсая
окраска.
3. Гумус – чёрная или тёмно-серая
окраска.

16. Одним из главных свойств, определяющих многие свойства почв, является их механический состав

17. Мокрый способ определения механического состава почв в поле

18. Сложение почв

Сложение – внешнее выражение плотности и
пористости почв.
По плотности различают:
1. Очень плотные – копать лопатой почти невозможно.
2. Плотные – требуют больших усилий при копании
лопатой, но можно обойтись без лома.
3. Рыхлые – яму копать легко, почва легко рассыпается
на мелкие отдельности.
4. Рассыпчатые – в сухом состоянии сыпучая масса.

19. ФАЗОВЫЙ состав почв

Для типичных почв характерно следующее
соотношение объемов твердой, жидкой и
газообразной фазы:
Т:Ж:Г = 2:1:1

20. Почвенный раствор – жидкая фаза почвы, существующая в природных условиях

• Состав почвенных растворов меняется в
очень широких пределах
• Наиболее типичные катионы –
Са²+,Mg²+,K+, NH₄+,Na+
• Наиболее типичные анионы –
HCO₃-, SO₄2-, NO₃-, Cl-

21. Почвенный воздух

• Содержание диоксида углерода выше, чем
в атмосферном воздухе (от 0,1 до 12%), а
кислорода, наоборот, ниже (на 0,5-1,5% )
• В почвенном воздухе могут содержаться
сероводород, метан, гемиоксид азота и
органические соединения.

22. Твердая фаза почв

• 5% - органические соединения
• 95% - неорганические соединения

23. Большой геологический круговорот элементов

• Континентальное выветривание горных
пород. Образование подвижных
соединений.
• Перенос этих соединений в моря и
океаны.
• Отложение на дне морей и океанов.
Метаморфоз.
• Новый выход пород на дневную
поверхность.

24. Биологический (малый) круговорот

• Извлечение и поглощение растениями
углерода и кислорода из атмосферы и азота,
водорода, кислорода, кальция, фосфора и
др. элементов.
• Построение растительных организмов.
• Разложение отмерших растительных
организмов и освобождение заключенных в
них элементов.
• Вовлечение элементов в новый круговорот.

25. Сравнение малого и большого кругооборота

• Большой – вымывание элементов с
поверхности.
• Малый удерживает биологически важные
элементы и поднимает их на поверхность.
• Малый –не замкнут, часть элементов
выходит, другие вовлекаются в него.
• По мере развития жизни на Земле масса
элементов участвующих в малом круговороте
возрастает.

26. Концепция системы «планетарных границ» предложена в 2009 году шведским учёным Йоханом Рокстрёмом и австралийцем Уиллом

Стеффеном.
Эти границы определяют уровень безопасных
изменений
вызываемых
антропогенным
воздействием на биотические и абиотические
компоненты окружающей среды, позволяющее
нашей цивилизации выживать и развиваться в
существующей биосфере.
Всего этих невидимых
насчитали аж 9 штук.
границ
учёные

27.

Зоны влияния факторов
воздействия
Последствия воздействий на
состояния биосферы
Глобальное влияние на
биосферу в целом
Изменение климата
Изменение в составе воды в
океанах
«закисление океана»
Изменения в озоновом слое
планеты
Локальное или
региональное влияние
на отдельные участки
биосферы
Изменения в биогеохимических
циклах азота и фосфора.
Эвтрофикация
Увеличение концентрации
аэрозолей в атмосфере
Рост масштабов использования
пресной воды
Уменьшение площади лесов и
увеличение площадей пахотных
27

28.

29. Глобальное влияние на биосферу в целом

• Изменение климата
• Изменение в составе воды в океанах
«закисление океана»
• Изменения в озоновом слое планеты

30. Локальное или региональное влияние на отдельные участки биосферы

• Изменения в биогеохимических циклах азота и
фосфора. Эвтрофикация
• Увеличение концентрации аэрозолей в атмосфере
• Рост масштабов использования пресной воды
• Уменьшение площади лесов и увеличение
площадей пахотных земель
• Уменьшение биоразнообразия
• Рост воздействия химических веществ

31. Круговорот азота.

32. Годовой баланс связанных соединений азота 1980 -1990 годы

Приход, млн. т.
Биологическая
фиксация
В том числе:
Почвенная
Клубеньковые
бактерии
Морская
Фиксация в
атмосфере
Поступления из
вулканов
Индустриальная
Итого:
54
Расход, млн.т.
Денитрофикация
В том числе:
Почвенная
Морская
30
14
10
7,6
Глубоководные
отложения
83,0
43
40
0,2
0,2
30
(100)
91,8
Остаток 8,6
Итого:
83,2

33. Круговорот фосфора

34. Соединения фосфора в почве

• Минерализация – процесс превращения органических
соединений фосфора в минеральные. (в результате
деятельности микроорганизмов)
• Иммобилизация – превращение неорганических
соединений фосфора в органические формы в процессе
развития живых организмов.
• Мобилизация – увеличение подвижности соединений
фосфора, связанное с превращением труднорастворимых
соединений в более растворимые, или переход их в
почвенный раствор.
• Фиксация фосфора – переход растворимых фосфорных
соединений в менее растворимые за счет образования
прочных связей с минеральными компонентами почвы.

35. Экологическая роль почвы

• Способность обеспечивать урожай
(98-99% продуктов питания, в том числе 87% белкового
питания, человек получает за счет использования почвы в
земледелии и животноводстве)
• Регулятор количества и химического
состава грунтовых и речных вод
• Влияние на состав и динамику приземных
слоев атмосферы
• Главная и уникальная среда обитания
жизни на Земле

36.

• Деградация почвы – это постепенное
ухудшение ее свойств, которое
сопровождается уменьшением
содержания гумуса и снижением
плодородия
• Деградация почв происходит вследствие
различных причин природного и
антропогенного характера

37. Процессы деградации почвы

водная эрозия почвы
ветровая эрозия почвы
ухудшение структуры почвы
техногенное загрязнение
засоление
заболачивание
подтопление

38. Основные причины деградации почв

сведение лесов, главным образом для
сельского хозяйства
перевыпас скота
несовершенное и неправильное сельское
хозяйство
переэксплуатация почв

39. Методы борьбы с эрозией

• Контурная вспашка (перпендикулярно
склону)
• Узкополосный посев (чередование полос
сельскохозяйственной культуры и травы)
• Полезащитные полосы из деревьев
• Террасирование – формирование склонов в
виде ступеней

40. Устойчивое с/х производство

Сохранение и восстановление почвы
Упор на мелко- и среднемасштабное
производство фруктов, овощей, различные
породы животных. Отказ от монокультур.
Использование местных биологических
ресурсов
Минеральные удобрения и пестициды
использовать в минимальных количествах
Использование альтернативной энергии