Географическая оболочка — оболочка Земли, в пределах которой взаимно проникают друг в друга и находятся в тесном взаимодействии нижние слои атмосферы, верхние части литосферы, вся гидросфера и биосфера (рис. 1).
Представление о географической оболочке как о «наружной сфере земли» было введено русским метеорологом и географом П. И. Броуновым (1852-1927) еще в 1910 г., а современное понятие разработано известным географом академиком АН СССР А. А. Григорьевым.
Тропосфера, земная кора, гидросфера, биосфера — это структурные части географической оболочки , а заключенное в них вещество — ее компоненты.
Рис. 1. Схема строения географической оболочки
Несмотря на существенные различия структурных частей географической оболочки, у них есть одна общая, очень существенная черта — непрерывный процесс перемещения вещества. Однако скорость внутрикомпонентного перемещения вещества в разных структурных частях географической оболочки не одинакова. Наибольшие показатель скорости отмечены в тропосфере. Даже при безветрии совершенно неподвижного приземного воздуха не бывает. Условно в качестве средней скорости перемещения вещества в тропосфере можно принять величину 500-700 см/с.
В гидросфере из-за большей плотности воды скорость перемещения вещества ниже, причем здесь в отличие от тропосферы наблюдается общее закономерное убывание скорости движения вод с глубиной. В целом средние скорости переноса вод в Мировом океане составляют (см/с): на поверхности — 1,38, на глубине 100 м — 0,62, 200 м — 0,54, 500 м — 0,44, 1000 м — 0,37, 2000 м — 0,30, 5000 м -0,25.
В земной коре процесс переноса вещества настолько замедлен, что для его установления требуются специальные исследования. Скорость перемещения вещества в земной коре измеряется несколькими сантиметрами или даже миллиметрами в год. Так, скорость раздвижения срединно-океанического хребта варьирует от 1 см/год в Северном Ледовитом океане до 6 см/год в экваториальной части Тихого океана. Средняя же скорость раздвижения океанической земной коры составляет примерно 1,3 см/год. Установленная вертикальная скорость современных тектонических движений на суше такого же порядка.
Во всех структурных частях географической оболочки внутрикомпонентное перемещение вещества протекает в двух направлениях: горизонтальном и вертикальном. Эти два направления не противостоят друг другу, а представляют собой разные стороны одного и того же процесса.
Между структурными частями географической оболочки осуществляется активный и непрерывный обмен веществом и энергией (рис. 2). Например, в атмосферу в результате испарения с поверхности океана и суши поступает вода, твердые частицы попадают в воздушную оболочку во время извержения вулканов или с помощью ветра. Воздух и вода, проникая по трещинам и порам вглубь горных порол, попадают в литосферу. В водоемы постоянно поступают газы из атмосферы, а также различные твердые частицы, которые сносят потоки воды. От поверхности Земли нагреваются верхние слои атмосферы. Растения поглощают из атмосферы углекислый газ и выделяют в нее кислород, необходимый для дыхания всем живым существам. Живые организмы, отмирая, формируют почвы.
Рис. 2. Схема связей в системе географической оболочки
Вертикальные границы географической оболочки выражены нечетко, поэтому ученые определяют их по-разному. А. А. Григорьев, как и большинство ученых, верхнюю границу географической оболочки проводил в стратосфере на высоте 20-25 км, ниже слоя максимальной концентрации озона, задерживающего ультрафиолетовое излучение Солнца. Ниже этого слоя наблюдаются движения воздуха, связанные с взаимодействием атмосферы с сушей и океаном; выше движения атмосферы этого характера сходят на нет. Наибольшие споры среди ученых вызывает нижняя граница географической оболочки.
Чаще всего ее проводят по подошве земной коры, т. е. на глубине 8-10 км под океанами и 40-70 км под материками. Таким образом, общая мощность географической оболочки составляет около 30 км. По сравнению с размерами Земли это тонкая пленка.
Около 40000 километров. Географические оболочки Земли - это системы планеты, где все компоненты внутри взаимосвязаны и определены друг относительно друга. Выделяют четыре типа оболочек - атмосферу, литосферу, гидросферу и биосферу. Агрегатные состояния веществ в них встречаются всех типов - жидкие, твердые и газообразные.
Оболочки Земли: атмосфера
Атмосфера является внешней оболочкой. В ее состав вошли разные газы:
- азот - 78,08%;
- кислород - 20,95%;
- аргон - 0,93%;
- углекислый газ - 0,03%.
Помимо них встречаются озон, гелий, водород, инертные газы, но их доля в общем объеме составляет не более 0,01%. В состав этой оболочки Земли также входит пыль и водяной пар.
Атмосфера, в свою очередь, делится на 5 слоев:
- тропосфера - высота от 8 до 12 км, характерно присутствие водяного пара, формирование осадков, движение воздушных масс;
- стратосфера - 8-55 км, содержит озоновый слой, поглощающий УФ-излучение;
- мезосфера - 55-80 км, низкая по сравнению с нижней тропосферой плотность воздуха;
- ионосфера - 80-1000 км, в состав входят ионизированные атомы кислорода, свободные электроны и другие заряженные молекулы газов;
- верхняя атмосфера (сфера рассеяния) - более 1000 км, молекулы двигаются с огромными скоростями и могут проникать в космос.
Атмосфера поддерживает жизнь на планете, поскольку она способствует сохранению тепла на Земле. Также она не допускает проникновения прямых солнечных лучей. А ее осадки повлияли на почвообразовательный процесс и формирование климата.
Оболочки Земли: литосфера
Это твердая оболочка, слагающая земную кору. В состав земного шара входят несколько концентрических слоев с разной толщиной и плотностью. Также они имеют неоднородный состав. Усредненное значение плотности Земли - 5,52 г/см 3 , а в верхних слоях - 2,7. Это свидетельствует о том, что внутри планеты находятся более тяжелые вещества, нежели на поверхности.
Верхние литосферные слои имеют мощность 60-120 км. В них преобладают магматические горные породы - гранит, гнейс, базальт. Большинство из них в течение миллионов лет подвергалось процессам разрушения, воздействию давления, температур и превратилось в рыхлые породы - песок, глина, лёсс и т.д.
До 1200 км находится так называемая сигматическая оболочка. Основными слагающими ее веществами являются магний и кремний.
На глубинах 1200-2900 км находится оболочка, получившая название средняя полуметаллическая или рудная. В основном здесь содержатся металлы, в частности железо.
Ниже 2900 км располагается центральная часть Земли.
Гидросфера
Состав этой оболочки Земли представлен всеми водами планеты, будь то океаны, моря, реки, озера, болота, грунтовые воды. Располагается гидросфера на поверхности Земли и занимает 70% всей площади - 361 млн. км 2 .
В океане сосредоточено 1375 млн. км 3 воды, на поверхности суши и в ледниках - 25, в озерах - 0,25. По мнению академика Вернадского, большие запасы воды находятся в толще земной коры.
На поверхности суши воды задействованы в непрерывном водообмене. Испарение происходит в основном с поверхности океана, где вода - соленая. За счет процесса конденсации в атмосфере суша обеспечивается пресной водой.
Биосфера
Структура, состав и энергия этой оболочки Земли обусловливаются процессами деятельности живых организмов. Биосферные границы - поверхность суши, почвенный слой, нижняя атмосфера и вся гидросфера.
Растения распределяют и накапливают энергию Солнца в виде различных органических веществ. Живые организмы осуществляют миграционный процесс химических веществ в почве, атмосфере, гидросфере, осадочных породах. Благодаря животным в этих оболочках происходят газообмен, окислительно-восстановительные реакции. Атмосфера является также результатом деятельности живых организмов.
Оболочка представлена биогеоценозами, которые являются генетически однородными участками Земли с одним типом растительного покрова и населяющими животными. Биогеоценозы имеют свойственные для них почвы, рельеф и микроклимат.
Все оболочки Земли находятся в тесном непрерывном взаимодействии, которое выражается как обмен веществами и энергией. Исследования в области этого взаимодействия и выявление общих из принципов важно для познания почвообразовательного процесса. Географические оболочки Земли - уникальные системы, характерные только для нашей планеты.
Географическая оболочка Земли является самым большим природным комплексом. В нем сложно переплелись атмосфера, гидросфера, литосфера, биосфера. Важнейшим свойством географической оболочки является наличие воды, как в жидком, так и в твердом и газообразном состоянии.
Географическая оболочка уникальная в своем роде. Ее нет ни у одной из планет Солнечной системы и Галактике. Все протекающие в ней процессы взаимосвязаны между собой и легко разрушаются. Их значение чрезвычайно важно для сохранения Земли и выживания всего человечества. В географической оболочке переплетаются разные формы энергии. Часть из них земного происхождения, часть – космического. Можно сказать, что происходит противоборство внутренних и внешних сил. Они стремятся установить равновесие.
Например, с силой тяжести связаны выравнивание рельефа, стекание воды в его понижения. С силой притяжения связаны приливы и отливы. Внутренний источник энергии – это, прежде всего распад радиоактивных веществ, образование гор и движение литосферных плит. Земля как огромный магнит образует магнитное поле. Оно в свою очередь влияет на процессы притяжения и поведение электрических разрядов в атмосфере.
Космическая энергия поступает на Землю в виде различных излучений. Самое главное – это солнечное. Некоторая часть его отражается от поверхности Земли и уходит обратно в космос. С солнечной энергией связаны и такие важные процессы как круговорот воды и развитие жизни на планете. Эти два процесса создают на Земле неповторимую и уникальную оболочку.
Трудно сказать, какой была первоначально географическая оболочка Земли. Ее основу заложил круговорот воды в природе. Это перенос большой массы воды и расход энергии. Главные звенья этого процесса – испарение, подъем паров, охлаждение и конденсация в капли воды. Испарение связано с использованием большого количества солнечной энергии, с ее поглощением. На Земле сложились уникальные условия для существования воды в трех состояниях – жидком, газообразном и твердом. Без этого не было бы круговорота воды.
Круговорот важным образом связал между собой земную кору, воду, атмосферу. Этим и была заложена основа географической оболочки. Что в свою очередь стало основой для выхода жизни на поверхность суши и появление биосферы. После возникновения растительности в географической оболочке появились аккумуляторы солнечной энергии. Они преобразуют земную поверхность, горные породы, изменяют состав атмосферы, создают биологическое звено круговорота воды.
Вода в географической оболочке является могучим химическим деятелем. Они может растворять горные породы, переносит взвешенные осадки. она является исходным компонентом для образования первичного органического вещества и биогенного кислорода. Вода связывает географическую оболочку с другими сферами Земли.
Важным и активным элементом географической оболочки являются природные газы. Атмосфера является защитой от палящих лучей солнца, обеспечивает процесс дыхания, фотосинтеза, участвует в переносе тепла.
Географическая оболочка охватывает верхнюю часть земной коры, нижнюю часть атмосферы и включает в себя гидросферу, почвенный и растительный покровы и животный мир.
Главная особенность географической оболочки – это ее открытость. Обмен веществ происходит как между компонентами, так и между оболочками, космосом, внутренними частями Земли.
Более обоснованные попытки критики основ учения о географической оболочке автору неизвестны. Большая работа, проделанная советскими физико-географами, привела к тому, что понятие «географическая оболочка» ныне сомнений не вызывает (ведутся поиски лишь более подходящего термина), и именно географическая оболочка признается предметом исследования физической географии.
Иная картина наблюдается в зарубежных географических школах. А. Г. Исаченко, подробно рассмотревший различные направления в зарубежной географии, справедливо констатировал, что представления о географической оболочке-«идея, практически чуждая англо-американской географии». В области физической географии английские и американские ученые занимаются главным образом разработкой отраслевых направлений.
Понятия, приближающиеся к понятию «географическая оболочка», встречаются в работах немецких географов - тут наблюдается определенное сближение с физической географией в СССР.
В связи с этим небезынтересно отметить следующее обстоятельство. Судя по статье Л. С. Берга «Значение трудов В И. Вернадского для географии» (1946), он признавал, вслед за Вернадским, существование комплексной оболочки у физической поверхности планеты - биосферы; во всяком случае, он не отрицал этого факта, анализируя работы других авторов, но для него самого подобная категория оставалась чуждой. Это чувствуется по структуре статьи Л. С. Берга - комплексная оболочка «рассеяна» в ней по подразделам, а сам он, вполне справедливо рассуждая о значении работ Вернадского для географии, никак не увязал их с собственной концепцией. В плане изучения психологии научного творчества эта подробность, пожалуй, заслуживает внимания. Остается добавить, что сам В. И. Вернадский, чрезвычайно высоко оценивавший работы таких географов, как А. Гумбольдт, В. В. Докучаев и А. Н. Краснов, тоже никак не увязывал свое учение о биосфере с учением о географической оболочке, т. е. с теорией физической географии.
География – эта наука о внутреннем и внешнем строение Земли, изучающая природу всех континентов и океанов. Главным объектом изучения являются различные геосферы и геосистемы.
Введение
Географическая оболочка или ГО – одно из основных понятий географии как науки, введенное в оборот в начале XX века. Оно обозначает оболочку всей Земли, особую природную систему.Географической оболочкой Земли называютцелостную и непрерывную оболочку, состоящую из нескольких частей, которые взаимодействуют друг с другом, проникают друг в друга, постоянно обмениваются друг с другом веществами и энергией.
Рис 1. Географическая оболочка Земли
Есть похожие термины, с узкими значениям, используемые в трудах европейских учёных. Но они не обозначают природною систему, лишь совокупность природных и общественных явлений.
Этапы развития
Географическая оболочка земли пережила ряд определённых этапов в своём развитии и формировании:
- геологический (добиогенный) – первый этап формирования, начавшийся около 4,5 млрд лет назад (продолжался около 3 млрд лет);
- биологический – второй этап, начавшийся около 600 млн лет назад;
- антропогенный (современный) – этап, продолжающийся до сих пор, начавшийся около 40 тысяч лет назад, когда человечество стало оказывать заметное влияние на природу.
Состав географической оболочки Земли
Географическая оболочка – это система планеты, которая, как известно, имеет форму шара, приплюснутого с обеих сторон шапками полюсов, с длинной экватора более 40 т км. ГО имеет определённую структуру. Она состоит из взаимосвязанных друг с другом сред.
ТОП-3 статьи которые читают вместе с этой
Некоторые специалисты разделяют ГО на четыре сферы (которые в свою очередь тоже делятся):
- атмосферу ;
- литосферу ;
- гидросферу ;
- биосферу .
Строение географической оболочки в любом случае не условно. Она имеет чёткие границы.
Верхние и нижние границы
Во всей структуре географической оболочки и географических сред прослеживается чёткая зональность.
Закон географической зональности предусматривает не только разделение всей оболочки на сферы и среды, но и разделение на природные зоны суши и океанов. Интересно, что такое разделение закономерно повторяется в обоих полушариях.
Зональность обусловлена характером распространения энергии Солнца по широтам и интенсивностью увлажнения (разного в разных полушариях, материках).
Естественно, можно определить верхнюю границу географической оболочки и нижнюю. Верхняя граница расположена на высоте 25 км, а нижняя граница географической оболочки проходит на уровне 6 км под океанами и на уровне 30-50 км на континентах. Хотя, необходимо отметить, что нижняя граница – условна и до сих пор ведутся споры по её установке.
Даже если брать верхнюю границу в районе 25 км, а нижнюю – в районе 50 км, то, по сравнению с общими размерами Земли, получается нечто вроде очень тонкой плёнки, которая покрывает планету и защищает её.
Основные законы и свойства географической оболочки
В этих границах географической оболочки действуют основные законы и свойства, её характеризующие и определяющие.
- Взаимопроникновение компонентов или внутрикомпонентное перемещение – основное свойство (существуют два вида внутрикомпонентного перемещения веществ – горизонтальное и вертикальное; они не противоречат и не мешают друг другу, хотя в разных структурных частях ГО скорость перемещения компонентов разная).
- Географическая зональность – основной закон.
- Ритмичность – повторяемость всех природных явлений (суточная, годовая).
- Единство всех частей географической оболочки , обусловленное их тесной взаимосвязью.
Характеристики оболочек Земли, входящих в ГО
Атмосфера
Атмосфера важна для сохранения тепла, а значит и жизни на планете. Также она защищает всё живое от ультрафиолета, влияет на почвообразование и климат.
Размер этой оболочки от 8 км до 1 т км (и более) в высоту. В её состав входят:
- газы (азот, кислород, аргон, углекислый газ, озон, гелий, водород, инертные газы);
- пыль;
- водяной пар.
Атмосфера в свою очередь делится на несколько взаимосвязанных слоёв. Их характеристики представлены в таблице.
Все оболочки земли схожи. Например, в них встречаются все типы агрегатных состояний веществ: твёрдые, жидкие, газообразные.
Рис 2. Строение атмосферы
Литосфера
Твердая оболочка земли, земная кора. Имеет несколько слоёв, которые характеризуются разной мощностью, толщиной, плотностью, составом:
- верхний литосферный слой;
- сигматическая оболочка;
- полуметаллическая или рудная оболочка.
Предельная глубина литосферы – 2900 км.
Из чего состоит литосфера? Из твёрдых тел: базальт, магний, кобальт железо и другого.
Гидросфера
Гидросферу составляют все воды Земли (океаны, моря, реки, озера, болота, ледники и даже подземные воды). Располагается она на поверхности Земли и занимает более 70% пространства. Интересно, что существует теория, согласно которой в толще земной коры содержатся большие запасы воды.
Существует два типа воды: солёная и пресная. В результате взаимодействия с атмосферой, при конденсате, соль испаряется, тем самым обеспечивая сушу пресной водой.
Рис 3. Гидросфера Земли (вид океанов из космоса)
Биосфера
Биосфера – это самая «живая» оболочка земли. Она включает в себя всю гидросферу, нижнюю атмосферу, поверхность суши и верхний литосферный слой. Интересно, что живые организмы, заселяющие биосферу, ответственны за накапливание и распределение энергии солнца, за миграционные процессы химических веществ в почве, за газообмен, за окислительно – восстановительные реакции. Можно сказать, что атмосфера существует только благодаря живым организмам.
Рис 4. Составляющие биосферы Земли
Примеры взаимодействия сред (оболочек) Земли
Примеров взаимодействия сред очень много.
- Во время испарения воды с поверхности рек, озер, морей и океанов в атмосферу попадает вода.
- Воздух и вода, проникая через почву в глубины литосферы, даёт возможность подниматься растительности.
- Растительность обеспечивает фотосинтез, обогащая атмосферу кислородом и поглощая углекислый газ.
- От поверхности земли и океанов нагреваются верхние слои атмосферы, образуя климат, обеспечивающий жизнь.
- Живые организмы, умирая, формируют почву. Оценка доклада
Средняя оценка: 4.6 . Всего получено оценок: 494.
Самым крупным природным комплексом Земли является географическая оболочка. Она включает в себя литосферу и атмосферу, гидросферу и биосферу, которые взаимодействуют друг с другом. Благодаря этому происходит активный круговорот энергии и веществ в природе. У каждой оболочки – газовой, минеральной, живой и водной есть собственные законы развития и существования.
Основные закономерности географической оболочки:
- географическая зональность;
- целостность и взаимосвязь всех частей оболочки земного шара;
- ритмичность – повторение суточных и годовых явлений природы.
Земная кора
Твердая часть земли, содержащая горные породы, осадочный слой и минералы, является одним из компонентов географической оболочки. В состав входит более девяноста химических элементов, которые неравномерно размещены по всей поверхности планеты. Железо, магний, кальций, алюминий, оксиген, натрий, калий составляют большинство всех пород литосферы. Они образовываются различным способом: под воздействием температур и давления, при переотложении продуктов выветривания и жизнедеятельности организмов, в толще земли и при выпадении осадка из воды. Существует два типа земной коры – океаническая и континентальная, которые отличаются друг от друга по составу пород и температуре.
Атмосфера
Атмосфера является важнейшей составляющей частью географической оболочки. Она влияет на погоду и климат, гидросферу, мир флоры и фауны. Атмосфера также делится на несколько слоев, и с состав географической оболочки входит тропосфера и стратосфера. В этих слоях содержит кислород, который требуется для жизненных циклов разных сфер на планете. Кроме того, слой атмосферы защищает поверхность земли от ультрафиолетовых лучей Солнца.
Гидросфера
Гидросфера – это водная поверхность земли, которая состоит из подземных вод, рек, озер, морей и океанов. Основная часть водных ресурсов Земли сосредоточена в океане, а остальное количество – на материках. К гидросфере следует отнести еще водяной пар и облака. Кроме того, вечная мерзлота, снежный и ледяной покров также является частью гидросферы.
Биосфера и антропосфера
Биосфера – это мультиоболочка планеты, которая включает в свой состав мир флоры и фауны, гидросферу, атмосферу и литосферу, которые взаимодействуют между собой. Изменение одной из составляющих биосферы приводит к значительным изменениям всей экосистемы планеты. К географической оболочке земли можно еще отнести и антропосферу – сферу, в которой взаимодействуют люди и природа.