Главная / Истории успеха / Понятие географическая оболочка. Географическая оболочка земли

Понятие географическая оболочка. Географическая оболочка земли

Введение

Заключение

Введение

Географическая оболочка Земли (синонимы: природно-территориальные комплексы, геосистемы, географические ландшафты, эпигеосфера) - сфера взаимопроникновения и взаимодействия литосферы, атмосферы, гидросферы и биосферы. Обладает сложной пространственной дифференциацией. Вертикальная мощность географической оболочки десятки километров. Целостность географической оболочки определяется непрерывным энерго- и массообменом между сушей и атмосферой, Мировым океаном и организмами. Природные процессы в географической оболочке осуществляются за счет лучистой энергии Солнца и внутренней энергии Земли. В пределах географической оболочки возникло и развивается человечество, черпающее из оболочки ресурсы для своего существования и воздействующее на нее.

Географическая оболочка впервые была определена П. И. Броуновым еще в 1910 г. как “наружная оболочка Земли”. Это наиболее сложная часть нашей планеты, где соприкасаются и взаимопроникают атмосфера, гидросфера и литосфера. Только здесь возможно одновременное и устойчивое существование вещества в твердом, жидком и газообразном состояниях. В этой оболочке происходит поглощение, превращение и накопление лучистой энергии Солнца; только в ее пределах стало возможным возникновение и распространение жизни, которая, в свою очередь, явилась мощным фактором дальнейшего преобразования и усложнения эпигеосферы.

Географической оболочке свойственны целостность, обусловленная связями между её компонентами, и неравномерность развития во времени и пространстве.

Неравномерность развития во времени выражается в присущих этой оболочке направленных ритмичных (периодических - суточных, месячных, сезонных, годовых и т.п.) и неритмичных (эпизодических) изменениях. Как следствие этих процессов формируются разновозрастность отдельных участков географической оболочки, унаследованность хода природных процессов, сохранение реликтовых черт в существующих ландшафтах. Знание основных закономерностей развития географической оболочки позволяет во многих случаях прогнозировать природные процессы.

Учение о географических системах (геосистемах) является одним из главных фундаментальных достижений географической науки. Оно по-прежнему активно продолжает разрабатываться и обсуждаться. Поскольку это учение имеет не только глубокий теоретический смысл в качестве ключевого базиса для целенаправленного накопления и систематизации фактического материала с целью получения нового знания. Велика и его практическая значимость, так как именно такой системный подход к рассмотрению инфраструктуры географических объектов лежит в основе географического районирования территорий, без которого невозможно выявлять и решать ни локально, а тем более глобально, какие-либо проблемы, касающиеся в той или иной мере взаимодействия человека, общества и природы: ни экологические, ни природопользования, ни вообще оптимизации взаимоотношений человечества и природной среды.

Целью контрольной работы является рассмотрение географической оболочки в ракурсе современных представлений. Для достижения цели работы следует наметить и решить ряд задач, основными из которых будут являться:

1 рассмотрение географической оболочки как материальной системы;

2 рассмотрение основных закономерностей географической оболочки;

3 определение причин дифференциации географической оболочки;

4 рассмотрение физико-географического районирования и определение системы таксономических единиц в физической географии.

1. Географическая оболочка как материальная система, ее границы, строение и качественные отличия от других земных оболочек

По С.В. Калеснику1, географическая оболочка «не просто физическая или математическая поверхность, а сложный комплекс, возникший и развивающийся под действием взаимосвязанных и взаимопроникающих друг в друга процессов, которые развёртываются на суше, в атмосфере, водах и органическом мире».

Давая определение географической оболочке, С.В. Калесник подчеркнул: 1) её комплексность, 2) многокомпонентность - природная оболочка состоит из частей - земной коры, образующей формы рельефа, вод, атмосферы, почв, живых организмов (бактерии, растения, животные, человек); 3) объёмность. «Оболочка» - понятие трёхмерное.

Следует иметь в виду, что для географической оболочки характерен ряд специфических особенностей. Она отличается прежде всего большим разнообразием вещественного состава и видов энергии, характерных для всех компонентных оболочек - литосферы, атмосферы, гидросферы и биосферы. Через общие (глобальные) круговороты вещества и энергии они объединены в целостную материальную систему. Познать закономерности развития этой единой системы - одна из важнейших задач современной географической науки.

Географическая оболочка – это область взаимодействия внутрипланетарных (эндогенных) и внешних (экзогенных) космических процессов, которые осуществляются при активном участии органического вещества2.

Динамика географической оболочки всецело зависит от энергетики земных недр в зоне внешнего ядра и астеносферы и от энергетики Солнца. Определенную роль играют также приливные взаимодействия системы Земля – Луна.

Проекция внутрипланетарных процессов на земную поверхность и последующее взаимодействие их с солнечным излучением в конечном счете отражается в формировании главных компонентов географической оболочки верхов земной коры, рельефа, гидросферы, атмосферы и биосферы. Современное состояние географической оболочки – результат ее длительной эволюции, начавшейся с возникновения планеты Земля.

Ученые выделяют три этапа развития географической оболочки: первый, самый продолжительный (около 3 млрд. лет)3, характеризовался существованием простейших организмов; второй этап продолжался около 600 млн. лет и ознаменовался появлением высших форм живых организмов; третий этап - современный. Он начался около 40 тыс. лет назад. Его особенность в том, что человек все активнее начинает влиять на развитие географической оболочки, причем, к сожалению, негативно (разрушение озонового слоя и др.).

Географическая оболочкахарактеризуется сложным составом и строением.Основные вещественные компоненты географической оболочки - это слагающие земную кору горные породы (с их формой - рельефом), воздушные массы, водные скопления, почвенный покров и биоценозы; в полярных широтах и высокогорьях существенна роль скоплений льда. Основные энергетические компоненты - гравитационная энергия, внутреннее тепло планеты, лучистая энергия Солнца и энергия космических лучей. При всей ограниченности набора компонентов сочетания их могут быть весьма многообразными; это зависит и от числа входящих в сочетание слагаемых и от их внутренних вариаций (поскольку каждый компонент - это тоже очень сложная природная совокупность), а главное - от характера их взаимодействия и взаимосвязей, т. е. от географической структуры.

А.А. Григорьев проводил верхний предел географической оболочки (ГО) на высоте 20-26 км над уровнем моря, в стратосфере, ниже слоя максимальной концентрации озона. Ультрафиолетовая радиация, губительная для живого, перехватывается озоновым экраном.

Атмосферный озон образуется в основном выше 25 км. В более низкие слои он поступает благодаря турбулентному перемешиванию воздуха и вертикальных движений воздушных масс. Плотность O3мала вблизи земной поверхности и в тропосфере. Его максимум наблюдается на высотах 20-26 км. Общее содержание озона X в вертикальном столбе воздуха колеблется от 1 до 6 мм, если его привести к нормальному давлению (1013, 2мбар) при t = 0oC. Величину X называют приведённой толщиной слоя озона илиобщим количеством озона.

Ниже границы озонового экрана наблюдается движение воздуха, обусловленное взаимодействием атмосферы с сушей и океаном. Нижняя граница географической оболочки, по Григорьеву, проходит там, где прекращают действовать тектонические силы, то есть на глубине 100-120 км от поверхности литосферы, по верхней части подкорового слоя, который влияет в сильной степени на формирование рельефа.

С.В. Калесник помещает верхнюю границу Г.О. так же, как и А.А. Григорьев, на уровне озонового экрана, а нижнюю - на уровне залегания очагов обычных землетрясений, то есть на глубине не свыше 40-45 км и не менее 15-20 км. Эта глубина - так называемая зона гипергенеза (греч. гипер- над, сверху, гeнезис- происхождение). Это зона осадочных пород, возникающих в процессе выветривания, изменения магматических и метаморфических пород, имеющих первичное происхождение.

От этих представлений о границах ГО отличаются взгляды Д.Л.Арманда. Д.Л.Арманд в состав географической сферы включает тропосферу, гидросферу и всю земную кору (силикатную сферу геохимиков), находящуюся под океанами на глубине 8-18 км и под высокими горами на глубине 49-77 км. Кроме собственно географической сферы, Д.Л.Арманд предлагает различать «Большую Географическую Сферу», включая в неё стратосферу, простирающуюся на высоту до 80 км над океаном, и эклогитовуюсферуили симу, то есть всю толщину литосферы, с нижним горизонтом которой (700-1000 км) связаны глубокофокусные землетрясения.

Очевидно, с взглядами Д.Л. Арманда согласиться нельзя. Такое толкование ГО не отвечает содержанию этого понятия. Трудно видеть в этом конгломерате сфер - от стратосферы до эклогитовой сферы - единый комплекс, новую систему со своими особыми, индивидуальными качествами. Предмет физической географии становится расплывчатым, лишённым конкретного содержания, а сама физическая география, как наука, теряет грани, сливаясь с другими науками о Земле.

Качественные отличия географической оболочки от других оболочек Земли: географическая оболочка формируется под действием как земных, так и космических процессов; исключительно богата разными видами свободной энергии; вещество присутствует во всех агрегатных состояниях; чрезвычайно разнообразна степень агрегированности вещества - от свободных элементарных частиц через атомы, ионы, молекулы до химических соединений и сложнейших биологических тел; концентрация тепла, притекающего от Солнца; наличие человеческого общества.

PAGE_BREAK--

2. Круговорот вещества и энергии в географической оболочке

За счёт противоречивого взаимодействия компонентов ГО возникает множественность систем. Например, выпадение атмосферных осадков - процесс климатический, сток выпавших осадков - гидрологический процесс, транспирация влаги растениями - биологический процесс. В этом примере явно проявляется переход одних процессов в другие. А всё вместе это - пример большого круговорота воды в природе. Географическая оболочка, её единство, целостность существует благодаря чрезвычайно напряжённому круговороту веществ и связанной с ним энергии. Круговороты можно рассматривать как чрезвычайно разнообразные формы взаимодействия компонентов (атмосфера - вулканизм). Эффективность круговоротов в природе колоссальна, так как они обеспечивают многократность одних и тех же процессов и явлений, высокую суммарную эффективность при ограниченном объёме исходного вещества, участвующего в этих процессах. Примеры: большой и малый круговорот воды; циркуляция атмосферы; морские течения; круговороты горных пород; биологические круговороты.

По степени сложности круговороты различны: одни сводятся преимущественно к кругообразным механическим перемещениям, другие сопровождаются сменой агрегатного состояния вещества, третьи сопровождаются химической трансформацией.

Оценивая круговорот по его исходному и конечному звену, видим, что вещество, вступившее в круговорот, испытывает нередко перестройку в промежуточных звеньях. Поэтому представление о круговороте входит в понятие взаимообмена вещества и энергии.

Все круговороты не являются круговоротами в точном смысле слова. Они не вполне замкнуты, и конечная стадия круговорота вовсе не тождественна его начальной стадии.

За счёт поглощения солнечной энергии зелёное растение осуществляет ассимиляцию молекул углекислого газа и воды. В результате такой ассимиляции образуется органическое вещество и одновременно выделяется свободный кислород.

Разрыв между конечной и начальной стадиями круговорота образует вектор направленного изменения, то есть развития.

Основой всех круговоротов в природе является миграция и перераспределение химических элементов. Способность элементов к миграции зависит от их подвижности.

Известен порядок воздушной миграции: водород > кислород > углерод > азот. Он показывает, как быстро атомы элементов могут вступать в химические соединения. Исключительно активен O2, поэтому от него зависит миграция большинства других элементов.

Степень подвижности водных мигрантов не всегда объясняется их собственными свойствами. Существенны и другие причины. Ослабляет миграционную способность элементов поглощение их организмами в ходе биогенной аккумуляции, поглощение почвенными коллоидами, то есть процессы адсорбции (лат. - поглощение) и осаждения. Усиливают миграционную способность процессы минерализации органических соединений, растворение и десорбция (процесс, обратный адсорбции).

3. Основные закономерности географической оболочки: единство и целостность системы, ритмичность явлений, зональность, азональность

Закон, как писал В.И.Ленин, есть отношение между сущностями. Сущность географических явлений имеет иную природу, чем сущность, например, социальных или химических объектов, поэтому отношения между географическими объектами выступают как специфические законы географической формы движения.

Географическая форма движения есть специфическое взаимодействие между атмосферой, гидросферой, литосферой, биосферой, на основе которого образуется и существует всё многообразие природных комплексов.

Так, целостность географической оболочки - важнейшая закономерность, на знании которой основывается теория и практика современного рационального природопользования. Учет этой закономерности позволяет предвидеть возможные изменения в природе Земли (изменение одного из компонентов географической оболочки обязательно вызовет изменение других); дать географический прогноз возможных результатов воздействия человека на природу; осуществить географическую экспертизу различных проектов, связанных с хозяйственным использованием тех или иных территорий.

Географической оболочке присуща и другая характерная закономерность - ритмичность развития , т.е. повторяемость во времени тех или иных явлений. В природе Земли выявлены ритмы разной продолжительности - суточный и годовой, внутривековые и сверхвековые ритмы. Суточная ритмика, как известно, обусловлена вращением Земли вокруг своей оси. Суточный ритм проявляется в изменениях температуры, давления и влажности воздуха, облачности, силы ветра; в явлениях приливов и отливов в морях и океанах, циркуляции бризов, процессах фотосинтеза у растений, суточных биоритмах животных и человека.

Годовая ритмика - результат движения Земли по орбите вокруг Солнца. Это смена времен года, изменения в интенсивности почвообразования и разрушения горных пород, сезонные особенности в развитии растительности и хозяйственной деятельности человека. Интересно, что разные ландшафты планеты обладают различной суточной и годовой ритмикой. Так, годовая ритмика лучше всего выражена в умеренных широтах и очень слабо - в экваториальном поясе.

Большой практический интерес представляет изучение и более продолжительных ритмов: 11-12 лет, 22-23 года, 80-90 лет, 1850 лет и более длительных но, к сожалению, они пока еще менее изучены, чем суточные и годовые ритмы.

Характерной чертой дифференциации (пространственной неоднородности, разделения) ГО является зональность (форма пространственной закономерности расположения), то есть закономерное изменение всех географических компонентов и комплексов по широте, от экватора к полюсам. Основные причины зональности - шарообразность Земли, положение Земли относительно Солнца, - падение солнечных лучей на земную поверхность под углом, постепенно уменьшающиеся в обе стороны от экватора.

Пояса (высшие ступени широтного физико-географического деления) разделяются на радиационные или солнечного освещения и тепловые или климатические, географические. Радиационный пояс определяется количеством поступающей солнечной радиации, закономерно убывающим от низких к высоким широтам.

Для формирования тепловых (географических) поясов имеют значение не только количество поступающей солнечной радиации, но и свойства атмосферы (поглощение, отражение, расселение лучистой энергии), альбедо зелёной поверхности перенос тепла морскими и воздушными течениями. Поэтому границы тепловых поясов нельзя совместить с параллелями. - 13 климатических или тепловых поясов.

Географическая зона - это совокупность ландшафтов одного географического пояса.

Границы же географических зонопределяются соотношением тепла и влаги. Это соотношение зависит от количества радиации, а также от количества влаги в виде осадков и стока, которые лишь частично привязаны к широте. Вот почему зоны не образуют непрерывных полос, и простирание их вдоль параллелей скорее частный случай, чем общий закон.

Открытие В.В. Докучаевым(«Русский чернозём, 1883 г.) географических зон как целостных природных комплексов было одним из крупнейших событий в истории географической науки. После этого в течение полувека географы занимались конкретизацией этого закона: уточняли границы, выделяли секторы (то есть, отклонения границ от теоретических) и т. п.

В географической оболочке, кроме зональных процессов, связанных с распределением солнечного тепла на земной поверхности, большое значение имеют процессы азональные, зависящие от процессов, происходящих внутри Земли4. Их источниками являются: энергия радиоактивного распада, главным образом урана и тория, энергия гравитационной дифференциации, вырабатываемая в процессе сокращения радиуса Земли при вращении Земли, энергия приливного трения, энергия межатомных связей минералов.

Азональные влияния на географическую оболочку проявляются в формировании высотных географических поясов, в горах, нарушающих широтную географическую зональность, и в разделении географических поясов на секторы, а зон - на провинции.

Формирование секторности и провинциальности в ландшафтах объясняется тремя причинами: а) распределением суши и моря, б) рельефом зелёной поверхности, в) составом горных пород.

Распределение суши и моря на азональность процессов ГО сказывается через степень континентальности климата. Существует немало методов для определения степени континентальности климата. Большинство учёных определяют данную степень через годовую амплитуду среднемесячных температур воздуха.

Влияние рельефа, неровностей земной поверхности и состава горных пород на ландшафты общеизвестны и понятны: на одной и той же широте в горах и на равнине леса и степи; известны моренные и карстовые ландшафты, связанные в происхождении с составом горных пород.

4. Дифференциация географической оболочки. Географические пояса и природные зоны

Наиболее крупные зональные подразделения географической оболочки - географические пояса . Они протягиваются, как правило, в широтном направлении и, по существу, совпадают с климатическими поясами. Географические пояса отличаются друг от друга температурными характеристиками, а также общими особенностями циркуляции атмосферы. На суше выделяются следующие географические пояса:

экваториальный - общий для северного и южного полушарий;

субэкваториальный, тропический, субтропический и умеренный - в каждом полушарии;

субантарктический и антарктический пояса - в южном полушарии.

Аналогичные по названиям пояса выявлены и в Мировом океане. Поясность (зональность) в океане находит свое отражение в изменении от экватора к полюсам свойств поверхностных вод (температуры, солености, прозрачности, интенсивности волнения и других), а также в изменении состава флоры и фауны.

Внутри географических поясов по соотношению тепла и влаги выделяются природные зоны . Названия зон даны по преобладающему в них типу растительности. Например, в субарктическом поясе это зоны тундры и лесотундры; в умеренном - зоны лесов (тайга, смешанные хвойно-широколиственные и широколиственные леса), зоны лесостепей и степей, полупустынь и пустынь.

Продолжение
--PAGE_BREAK--

Следует иметь в виду, что в связи с неоднородностью рельефа и земной поверхности, близостью и удаленностью от океана (а следовательно, и неоднородностью увлажнения) природные зоны различных регионов материков не всегда имеют широтное простирание. Иногда они имеют почти меридиональное направление. Неоднородны и природные зоны, протягивающиеся широтно через весь материк. Обычно они подразделяются на три отрезка, соответствующих центральному внутриконтинентальному и двум приокеаническим секторам. Широтная, или горизонтальная, зональность лучше всего выражена на больших по площади равнинах.

Благодаря разнообразию условий, создаваемых рельефом, водами, климатом и жизнью, ландшафтная сфера пространственно дифференцирована сильнее, чем во внешних и внутренних геосферах (кроме верхней части земной коры), где материя в горизонтальных направлениях отличается относительным однообразием.

Неравномерность развития географической оболочки в пространстве выражается прежде всего в проявлениях горизонтальной зональности и высотной поясности.Местные особенности (условия экспозиции, барьерная роль хребтов, степень удаления от океанов, специфика развития органического мира в том или ином районе З.) усложняют структуру географической оболочки, способствуют образованию азональных, интразональных, провинционных различий и приводят к неповторимости как отдельных регионов, так и их сочетаний.

5. Высотная поясность гор в разных географических поясах

Высотная поясность ландшафтов обусловлена изменением климата с высотой: понижением температуры на 0,6 ° С на каждые 100 м подъема и увеличением количества осадков до определенной высоты (до 2-3 км)5. Смена поясов в горах происходит в той же последовательности, что и на равнинах при движении от экватора к полюсам. Однако в горах есть особый пояс субальпийских и альпийских лугов, которого нет на равнинах. Количество высотных поясов зависит от высоты гор и особенностей их географического положения. Чем выше горы и чем ближе они расположены к экватору, тем богаче у них спектр (набор) высотных поясов. Спектр высотных поясов в горах определяется также местоположением горной системы относительно океана. В горах, находящихся вблизи океана, преобладает набор из лесных поясов; во внутриконтинентальных (аридных) секторах материков характерны безлесые высотные пояса.

6. Физико-географическое районирование как одна из важнейших проблем физической географии. Система таксономических единиц в физической географии

Районирование как универсальный метод упорядочения и систематизации территориальных систем широко используется в географических науках. Объектами физико-географического, иначе ландшафтного, районирование являются конкретные (индивидуальные) геосистемы регионального уровня, или физико-географические регионы. Физико-географический регион - это сложная система, обладающая территориальной целостностью и внутренним единством, которое обусловлено общностью географического положения и исторического развития, единством географических процессов и сопряженностью составных частей, т.е. подчиненных геосистем низшего ранга.

Физико-географические регионы представляют собой целостные территориальные массивы, выражаемые на карте одним контуром и имеющие собственные названия; при классификации же в одну группу (тип, класс, вид) могут войти ландшафты территориально разобщенные, на карте они чаще представлены разорванными контурами.

Каждый физико-географический регион представляет звено сложной иерархической системы, являясь структурной единицей регионов высших рангов и интеграцией геосистем более низких рангов.

Физико-географическое районирование имеет существенное практическое значение и находит применение для комплексного учета и оценки природных ресурсов, при разработке планов территориального развития хозяйства, крупных мелиоративных проектов и т.д.

В руководствах по районированию основное внимание уделяется системе таксономических единиц. Этой системе предпосылается перечень принципов, которые должны служить основой для диагностики регионов. Среди них чаще всего упоминаются принципы объективности, территориальной целостности, комплексности, однородности, генетического единства, сочетания зональных и азональных факторов.

Формирование физико-географических регионов - длительный процесс. Каждый регион - продукт исторического (палеогеографического) развития, в ходе которого происходило взаимодействие различных районообразующих факторов и могло неоднократно изменяться их соотношение.

Можно говорить о двух первичных и независимых рядах физико-географических регионов - зональном и азональном. Логическая соподчиненность между региональными таксонами разных рангов существует отдельно внутри каждого ряда.

Все известные схемы физико-географического районирования построены по двухрядному принципу, ибо зональные и азональные единицы выделяются независимо.

Можно различать три основных уровня районирования в зависимости от его детальности, т.е. от завершающей (нижней) ступени:

1) первый уровень включает страны, зоны и замыкается на производных зонах в узком смысле слова;

2) второй уровень включает кроме перечисленных ступеней области, подзоны и производные от них единицы, завершаясь подпровинцией;

3) третий уровень охватывает всю систему подразделений до ландшафта включительно.

Заключение

Таким образом, под географической оболочкой следует понимать непрерывную оболочку Земли, которая включает нижние слои атмосферы, верхнюю часть литосферы, всю гидросферу и биосферу, находящиеся в соприкосновении, взаимопроникновении и взаимодействии. Еще раз подчеркнем, что географическая оболочка - это планетарный (самый крупный) природный комплекс.

Многие ученые считают, что толщина географической оболочки составляет в среднем 55 км. По сравнению с размера-ми Земли это тонкая пленка.

Географическая оболочка обладает присущими только ей важнейшими свойствами:

а) в ней есть жизнь (живые организмы);

б) вещества находятся в ней в твердом, жидком и газообразном состоянии;

в) в ней существует и развивается человеческое общество;

г) ей присущи общие закономерности развития.

Целостность географической оболочки - это взаимосвязь и взаимозависимость ее компонентов. Доказательством целостности служит простой факт - изменение хотя бы одного компонента неизбежно влечет за собой изменение других.

Все компоненты географической оболочки связаны в единое целое посредством круговорота веществ и энергии, благодаря которому осуществляется и обмен между оболочками (сферами). Ритмичность характерна для живой и неживой природы. Человечество, возможно, не до конца изучило ритмику географической оболочки.

Вопросы, поднятые во введении, рассмотрены, цель работы достигнута.

Список литературы

Григорьев А. А. Опыт аналитической характеристики состава и строения физико-географической оболочки земного шара - М.: 1997 - 687с.

Калесник С. В. Общие географические закономерности Земли. - М.: 1970- 485с.

Пармузин Ю.П., Карпов Г.В. Словарь по физической географии. - М.: Просвещение, 2003 - 367 с.

Рябчиков А. М. Структура и динамика геосферы, её естественное развитие и изменение человеком. -М.: 2001.- 564с.

Физическая география материков и океанов: Учебное пособие / Под ред. А.М. Рябчикова. - М.: Высшая школа, 2002.- 592 с.

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 — 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.

Географическая оболочка - это целостная, непрерывная оболочка Земли, среда деятельности человека, в пределах которой соприкасаются, взаимно проникают друг в друга и взаимодействуют между собой нижние слои атмосферы, верхние слои литосферы, вся гидросфера и биосфера (рис. 1). Все сферы географической оболочки непрерывно обмениваются между собой веществом и энергией, образуя целостную и равновесную природную систему.

Географическая оболочка не имеет четких границ, поэтому ученые проводят их по-разному. Верхнюю границу совмещают с границей тропосферы (8-18 км) или с озоновым экраном (25-30 км). За нижнюю границу принимают границу земной коры (от 5 км под океанами до 70 км под горными сооружениями материков) или нижнюю границу ее осадочного слоя (до 5 км). Вещество в географической оболочке находится в трех состояниях: твердом, жидком, газообразном. Это имеет огромное значение для развития жизни и происходящих природных процессов на Земле.

Основными источниками развития всех процессов, происходящих в географической оболочке, служат солнечная энергия и внутренняя энергия Земли. Испытывает географическая оболочка и влияние космоса. Только в ней создаются условия для развития органической жизни.

Основные закономерности географической оболочки

Географической оболочке присущи следующие общие закономерности ее развития: целостность, ритмичность, круговорот веществ и энергии, зональность, азональность. Знание общих закономерностей развития географической оболочки позволяет человеку более бережно использовать природные богатства, не нанося ущерба окружающей среде.

Целостность - это единство географической оболочки, взаимосвязь и взаимозависимость ее природных компонентов (горных пород, воды, воздуха, почв, растений, животных). Взаимодействие и взаимопроникновение всех природных компонентов географической оболочки связывает их в единое целое. Благодаря этим процессам сохраняется природное равновесие. Изменение одного компонента природы неизбежно влечет за собой изменение других компонентов и географической оболочки в целом. Знание закона целостности географической оболочки имеет большое практическое значение. Если в хозяйственной деятельности человека не будет учитываться эта закономерность географической оболочки, то в ней будут происходить разрушительные процессы.

Требуется предварительное тщательное изучение территории, которая подвергается воздействию человека. Например, после осушения болота понижается уровень грунтовых вод. В результате меняется почва, микроклимат, растительность, животный мир, т. е. нарушается природное равновесие территории.

Понимание целостности географической оболочки позволяет предвидеть возможные изменения в природе, давать географический прогноз результатам воздействия человека на природу.

Ритмичность - это повторяемость тех или иных природных явлений через определенные интервалы времени, или ритмы. В природе все процессы и явления подчинены ритмам. Существуют ритмы разной продолжительности: суточные (смена дня и ночи), годовые (смена времен года), внутривековые (связанные с изменением солнечной активности - 11, 22 года и др.), многовековые (столетние) и охватывающие тысячелетия и многие миллионы лет. Их продолжительность может достигать 150-240 млн лет. С ними связаны, например, периоды активного образования гор и относительного спокойствия земной коры, похолодания и потепления климата.

Наиболее известен 11-летний ритм солнечной активности, которая определяется числом пятен, видимых на поверхности Солнца. Увеличение солнечной активности сопровождается увеличением числа пятен на Солнце и потока солнечной энергии к Земле («солнечный ветер»). Это вызывает на Земле магнитные бури, влияет на погоду и климат, здоровье человека.

Круговорот веществ и энергии - важнейший механизм развития природных процессов географической оболочки, благодаря которому осуществляется обмен веществ и энергии между ее составными частями. Выделяют различные круговороты (циклы) веществ и энергии: круговорот воды (гидрологический цикл), воздушные круговороты в атмосфере (циркуляция атмосферы), круговороты в литосфере (геологический цикл) и др.

Происходит круговорот веществ и в литосфере. Магма изливается на поверхность и образует изверженные горные породы. Под действием энергии Солнца, воды и температур они разрушаются и превращаются в осадочные породы. Погружаясь на большие глубины, осадочные породы испытывают действие высоких температур и давления, превращаются в метаморфические породы. При очень высоких температурах происходит расплавление пород, и они опять возвращаются в исходное состояние (магму).

Круговороты не замкнуты, они постоянно находятся под влиянием внешних и внутренних сил, происходят качественные изменения веществ и энергии, развитие всех компонентов природы и географической оболочки в целом. Это способствует сохранению равновесия в природе, ее восстановлению. Например, при незначительном загрязнении вода способна самоочищаться.

Главной закономерностью географической оболочки является проявление географической зональности. Географическая зональность - основной закон распределения природных комплексов на поверхности Земли, который проявляется в виде широтной зональности (последовательная смена географических поясов и природных зон). Широтная зональность - закономерное изменение природных условий на поверхности Земли от экватора к полюсам, связанное с изменением угла падения солнечных лучей. Единая и целостная географическая оболочка неоднородна на разных широтах. Вследствие неравномерного распределения солнечного тепла с широтой на земном шаре закономерно изменяется от экватора к полюсам не только климат, но и почвообразовательные процессы, растительность, животный мир, гидрологический режим рек и озер.

Наиболее крупные зональные подразделения географической оболочки - географические пояса . Они, как правило, простираются в широтном направлении, сменяют друг друга на суше и в океане от экватора к полюсам и повторяются в обоих полушариях: экваториальный, субэкваториальные, тропические, субтропические, умеренные, субарктический и субантарктический, арктический и антарктический. Географические пояса отличаются друг от друга воздушными массами, климатом, почвами, растительностью, животным миром.

В каждом географическом поясе формируется свой набор природных зон. Природная зона - зональный природный комплекс в пределах географического пояса, который характеризуется общностью температурных условий, увлажнения, сходными почвами, животным и растительным миром.

В соответствии с изменением климатических условий с юга на север, по широте, изменяются и природные зоны. Смена природных зон с географической широтой является проявлением географического закона широтной зональности. Климатические условия, особенно увлажнение и амплитуды температур, изменяются также по мере удаления от океана в глубь материков. Поэтому главная причина формирования нескольких природных зон внутри географического пояса - это соотношение тепла и влаги. (Проанализируйте по карте атласа соответствие природных зон географическим поясам.)

Каждая природная зона характеризуется определенным климатом, типом почв, растительности и животного мира. Природные зоны закономерно сменяются от экватора к полюсам и от побережья океанов в глубь материков вслед за изменением климатических условий. Характер рельефа влияет на режим увлажнения в пределах природной зоны и может нарушать ее широтное простирание.

Наряду с зональностью важнейшей закономерностью географической оболочки является азональность. Азональность - это формирование природных комплексов, связанных с проявлением внутренних процессов Земли, которые определяют неоднородность земной поверхности (наличие материков и океанов, гор и равнин на материках и др.). Наиболее ярко азональность проявляется в горах в виде высотной поясности. Высотная поясность - закономерная смена природных комплексов (поясов) от подножия гор к их вершинам (см. рис. 2). Высотная поясность имеет много общего с широтной зональностью: смена поясов при подъеме в горы происходит примерно в той же последовательности, что и на равнинах при движении от экватора к полюсам. Первый высотный пояс всегда соответствует той природной зоне, в которой расположены горы.

Основные закономерности географической оболочки - целостность, ритмичность, круговорот веществ и энергии, зональность, азональность. Знания о закономерностях развития географической оболочки необходимы для понимания процессов и явлений, происходящих в природе, предвидения последствий хозяйственной деятельности человека.

Географическая оболочка – охватывает верхнюю часть земной коры, нижнюю часть атмосферы и включает в себя гидросферу, почвенный и растительный покровы и животный мир. В отличие от других сфер земного шара (а также от оболочек других планет) в географической оболочке Земли вещество встречается в трех состояниях (одновременно в жидком, твердом и газообразном). Процессы в ней протекают как за счет космических, так и внутренних (земных) источников энергии. Только в ней есть жизнь.

Географическая оболочка – это система: все ее компоненты взаимосвязаны, взаимодействуют и взаимно определяют друг друга. Самое главное – это система открытая: обмен веществ и энергии происходит не только между ее компонентами, но и между оболочкой, космосом и внутренними частями Земли. В своем развитии географическая оболочка прошла 3 этапа. Начало первому из них – неорганическому – положило отделение суши от океана и выделение атмосферы. На втором этапе в географической оболочке образуется биосфера, преобразившая все протекающие в ней процессы. На третьем (современном) – в ней возникает человеческое общество.

Она дифференцирована как в широтном (с севера на юг), так и в долготном направлениях (с запада на восток).

Наиболее существенной пространственной чертой является ее дифференциация на океанические и материковые секторы . Всего их 6:

3 материковых – Европейско-Африканский, Азиатско-Австралийский, Американский;

3 океанических – Атлантический, Индийский, Тихоокеанский.

Второй важнейшей чертой географической оболочки является ее зональность (закономерные изменения каждого компонента и всей природы в целом от полюса до экватора).

Деление на пояса и секторы.

Географические пояса охватывают Землю кольцом, включая материки и океаны. Они обусловлены шарообразностью планеты ® неравномерное распределение солнечной радиации, циркуляция атмосферы, влагооборот.

1) экваториальный;

2) два тропических;

3) два умеренных;

4) два полярных.

Секторы – в каждом поясе на суше выделяют (западный, центральный, восточный) секторы. В океанах соответственно течениям – западный, восточный.

Зональность – внутри каждого географического пояса формируются зоны на основе сочетания тепла и влаги (атмосферного увлажнения).

Природные зоны - географические зоны - ландшафтные зоны.

Умеренный пояс: Арктическая, субарктическая зона, тайга, лесостепь, степная зона, полупустынная зона, пустыня.

Региональность : природные зоны делятся на регионы (провинции) – это те части зон, которые попадают в различные секторы географического пояса. В основе разделения лежит обмен между океаном, атмосферой и сушей.

Географическая зональность Северного и Южного полушарий настолько различна, что делает географическую оболочку диссимметричной по отношению к экватору. Она вызвана асимметрией рельефа. Южное полушарие океаническое, Северное – материковое. Вокруг Северного полюса океан, вокруг Южного – материк. Лесная, лесостепная, степная и пустынная зоны умеренных широт могли развиться только на обширной суше - поэтому они есть только в Северном полушарии, в Южном представлены только на очень ограниченных площадях.

Экваториальный пояс – простирается на 5° широты в оба полушария. Атмосфера характеризуется избыточным тепловым балансом. Солнечное тепло поступает в больших количествах (от 100 до 160 ккал/см 2 /год). Высокая влажность воздуха 80-95%, большая облачность и обильные осадки 1000-2500 мм/год. Испаряемость относительно невелика – 1000-1500 мм. Атмосферное увлажнение избыточно до 150%. Температура воздуха все месяцы держится в пределах 24-26°С. Воды суши обильны, много заболоченных территорий, речная сеть густая, реки многоводные. Озер мало, что объясняется интенсивностью речной эрозии. Экваториальная растительность представлена гилеей – мощными вечнозелеными, влажными лесами многоярусного строения.

Субэкваториальные пояса – (до 25° с.ш. и 20° ю.ш.) характерна переменная циркуляция атмосферы, которая проявляется в широтной миграции экваториального барического минимума, в субэкваториальных муссонах, в наличии сухого и дождливого времени года. С нею связана резко выраженная сезонная ритмика всех природных процессов. В Мировом океане субэкваториальные пояса выражены весьма четко и обозначены пассатными течениями. Среднемесячные температуры колеблются от 15 до 30°С. Продолжительность сезона дождей в субэкваториальных лесах от 1/3 до 2/3 года, в саваннах – менее 1/3 года. Основной зоной этого пояса является саванновая (травянистая растительность ксерофильного характера, сухие леса, редколесья, колючие кустарники, одиночно растущие деревья). В зависимости от продолжительности сезона дождей, субэкваториальные леса распадаются на преимущественно листопадные и смешанные листопадно-вечнозеленые.

Тропические пояса – (северный от 14-31 0 с.ш. и южный – 18-30 0 ю.ш.) это широты господства сухого и жаркого тропического воздуха, как на материках, так и на океанах. Здесь зарождаются пассаты и начинается восточный перенос воздушных масс. Максимальной температуры достигают 58°С, минимум падает ниже 0°С, среднемесячные – 12-35°С. Между временами года есть уже термическая разница. Постоянного временного стока нет, как и местных рек и озер. Реки только транзитные. Интенсивно физическое выветривание и эоловые процессы. Влажные муссонные листопадные леса, зона пустынь и полупустынь.

Субтропические пояса – лежат между тропическими и умеренными. Характерной чертой атмосферы субтропиков, кроме переменной циркуляции, является равенство ее солярных и фактических температур. Здесь нет избытка тепла, как и в жарких поясах, и нет его зимнего недостатка, как в умеренных и холодных. Среднегодовая температура воздуха совпадает со средней дня Земли (на высоте 2 метра) – 14°С. Летняя сухость обуславливает общую годовую недостаточность атмосферного увлажнения (оно не выше 59%). Аридность сказывается на всем облике природы средиземья. Реки в общем маловодные, летом мелеют, повышается уровень зимой. Озер, в силу расчлененности рельефа, мало. Дикорастущая растительность представлена лесной, кустарниковой и степной, большие площади заняты культурными растениями.

Северный умеренный пояс – за пределами субтропических широт, в умеренных поясах рельеф Земли становится асимметричным: Северное полушарие материковое, а южное – океаническое. Четко выступают 4 времени года + менее четкое пятое: весна, лето, осень, предзимье, зима. В январе радиационный баланс отрицательный. В холодную часть года атмосфера согревается не столько радиационным, сколько адвективным (из тропических широт) теплом. Здесь больше чем в любом другом поясе градиенты тепла и влаги и ® очень четко выражены секторы: на материках западно-приокеанические, внутриматериковые и восточно-приокеанические; на океанах западные с холодными течениями, восточные с теплыми течениями. Столь же отчетлива горизонтальная зональность природы. Умеренный пояс подразделяется на умеренно-теплый и сухой (на материке зоны пустынь, полупустынь, степи, лесостепи; в приокеанском секторе зона широколиственных лесов); умеренно-холодный и сырой (зона смешанных лесов и тайги).

Южный умеренный пояс – антиподален северному. Он почти целиком расположен на океане. Характерны интенсивный западный перенос, циклоническая деятельность и непрерывное циркумполярное холодное течение западных ветров. Плавающие льды – айсберги Антарктиды достигают 45° ю.ш.

Северный субполярный (субарктический) пояс – располагается на северной периферии Евразии и в Северной Америке. Солнечного тепла мало. Большую часть холодного времени года радиационный баланс отрицательный. Лето короткое. Грунт уже на глубине 30 см охвачен многолетней мерзлотой. Циркуляция атмосферы переменная: проникают и арктические, и умеренные воздушные массы. Осадков мало – 300-100 мм, испаряемость еще меньше, увлажнение избыточное до 150%. Многочисленные поверхностные воды – мелкие реки, озера, много болот.

Южный субполярный пояс – полностью находится на океане. Островная суша в нем рассеяна. Природа островов – океаническая, тундровая: прохладное лето и умеренная зима, высокая влажность и сильные ветра, скудная мохово-лишайниковая растительность.

Полярные пояса – Северный и Южный полюсы противоположны по характеру рельефа – первый океанический, второй материковый, но они однородны климатически. Оба пояса ледовые. Здесь минимальное количество (для Земли) солнечной радиации, но и массы льда. Климат Антарктиды суровее арктического.

Высотная поясность . В горных странах горизонтальные природные части суши сменяются высотными поясами. Она связана с падением с высотой температуры воздуха и испаряемости, увеличением количества осадков и атмосферного увлажнения. Высотные пояса любой горной страны, каждого хребта и даже отдельных его склонов качественно индивидуальны. Вертикальная поясность всегда начинается с той горизонтальной зоны, в которой находится горная система.

Для географической оболочки Земли свойственна ритмика (движение Земли вокруг оси создает суточные ритмы, вращение двойной планеты Земля-Луна = приливно-отливные волны в гидросфере, биологические часы некоторых животных). Годовое обращение Земли вокруг Солнца обуславливает сезонную ритмичность географических оболочек, смену времен года. Кроме хорошо изученных и очевидных сезонных и суточных есть менее очевидные многолетние и вековые.