Какое из свойств географической оболочки обусловлено круговоротом веществ и энергии
Ключевые понятия:
географическая оболочка
круговорот веществ
природный комплекс
природные компоненты
ландшафт
До появления жизни на Земле существовало три внешних оболочки, которые взаимодействовали друг с другом — литосфера, гидросфера и атмосфера. Развитие жизни привело к образованию биосферы — наружной оболочки, в которой существуют живые организмы. Все оболочки Земли изменились и продолжают изменяться под воздействием живых организмов, а впоследствии — под влиянием деятельности людей.
Географическая (ландшафтная) оболочка — это непрерывная оболочка Земли, которая охватывает нижние слои атмосферы, верхние слои литосферы, всю гидросферу и биосферу. Все названные оболочки взаимопроникают друг в друга и тесно взаимодействуют между собой.
Учёные по-разному определяют границы географической оболочки. В среднем мощность географической оболочки составляет 55 км. За верхнюю границу принимают тропопаузу — переходный слой от тропосферы к стратосфере. Верхняя граница тропосферы на разных широтах имеет неодинаковую высоту: в приполярных широтах 8–10 км, в умеренных 10–12 км, в экваториально-тропических 15–17 км.
Нижняя граница географической оболочки располагается в земной коре. Существуют разные мнения о её положении. Одни учёные отодвигают её до границы Мохоровичича, другие — до верхней части земной коры, где минеральные вещества преобразуются под действием атмосферы, гидросферы и живых организмов.
По сравнению с величиной Земного радиуса географическая оболочка представляет собой тонкую плёнку.
#Границы географической оболочки
В развитии и образовании географической оболочки учёные выделяют три этапа: добиогенный, биогенный и антропогенный.
Этапы | Геологическое время | Продолжительность | Основные особенности |
Добиогенный | Архей, протерозой 3 млрд лет | 3 млрд лет — самый продолжительный | Произошло формирование земной коры, появились материки, в океане зародилась жизнь и достигла своего расцвета |
Биогенный | Палеозой, мезозой, кайнозой. Менее 600 млн лет назад — 40 000 лет назад | около 570 млн лет | Сформировался современный состав атмосферы и гидросферы, появился озоновый слой, жизнь распространилась по суше, образовалась почва |
Антропогенный | 40 тыс. лет назад | современный | Влияние человека на природу становится всё больше, люди не учитывали закономерности развития и существования географической оболочки и уже нанесли ей серьезный вред |
Компоненты географической оболочки тесно связаны между собой посредством круговорота веществ и энергии. Значительную роль во взаимодействии всех частей географической оболочки оказывает круговорот воды. В литосфере и на поверхности Земли наблюдается круговорот твёрдого вещества (горных пород), в биосфере — биологический круговорот.
Все круговороты взаимосвязаны между собой и образуют общий глобальный круговорот вещества и энергии, который обеспечивает жизнь и развитие географической оболочки. Географическая оболочка не однородна в своём строении и делится на отдельные природные комплексы (ландшафты).
Природно-территориальный комплекс (ПТК) — это закономерное сочетание на определённой территории рельефа, климата, поверхностных и подземных вод, почв, растительности и животного мира, которые взаимодействуют между собой. Между всеми компонентами природно-территориального комплекса (ПТК) происходит постоянный обмен веществом и энергией.
Закономерности географической оболочки
Географическая оболочка подчиняется следующим закономерностям:
целостность;
ритмичность;
зональность;
высотная поясность.
Целостность географической оболочки проявляется во взаимодействии и взаимосвязях между всеми компонентами, в том числе за счёт круговорота веществ и энергии. Компоненты географической оболочки оказывают значительное влияние друг на друга. Например, химически чистая вода бесполезна для организмов, а природно-чистая вода, обогатившаяся новыми свойствами в процессе взаимодействия с горными породами и атмосферой, напротив, — источник жизни.
Круговороты веществ в географической оболочке различаются сложностью. В круговороте воды происходит смена веществом агрегатного состояния, в биологическом круговороте — химические превращения. Геологический круговорот (круговорот твёрдого вещества) происходит в течение сотен тысяч или миллионов лет. Горные породы подвергаются разрушению, выветриванию и смываются потоками воды в Мировой океан. Там они откладываются на дне, образуя осадочные породы.
Ритмичность — закономерность географической оболочки Земли, которая представляет собой повторение в одинаковой последовательности разных природных процессов и явлений. Ритмические явления могут быть периодическими, например смена дня и ночи или смена времен года. Ритмические явления могут быть циклическими, например колебания уровня озёр, наступление и отступание ледников и т.д.
Суточный ритм обусловлен обращением Земли вокруг своей оси. Существуют суточные ритмы изменения температуры воздуха и почвы, давление, влажности воздуха, фотосинтеза и дыхания у растений, сна и бодрствования у животных и т.п..
Годовые ритмы обусловлены движением Земли вокруг Солнца. Примеры годовых ритмов: сезонные изменения температуры воздуха, изменения в жизни растений и животных, смена времён года.
Зональность — закономерное изменение компонентов географической оболочки от экватора к полюсам, обусловленное неравномерным поступлением солнечного тепла на разных широтах. Закон географической зональности сформулировал русский учёный Василий Васильевич Докучаев.
Зональному распределению и изменению подчиняются климат, воды суши и океана, растительность, почвы и животный мир.
Географическая зональность проявляется наиболее ярко на больших по площади равнинах, протянувшихся с севера на юг. Географическая зональность проявляется и в горах от подножия к вершине, и называется высотная поясность. С высотой происходит понижение температуры воздуха на 0,6°С на каждые 100 м подъёма и давления (на 1 мм рт. ст. каждые 10,5 м подъёма) и изменение количества осадков.
ИТОГИ
В пределах географической оболочки взаимодействуют верхние слои литосферы, гидросфера, нижние слои атмосферы и биосфера.
В развитии географической оболочки выделяют добиогенный, биогенный и антропогенный этапы.
Главными закономерностями географической оболочки являются целостность, ритмичность, зональность и высотная поясность.
Источник
Поступающая в географическую оболочку энергия испытывает многообразные преобразования. При этом происходит переход одних видов энергии в другие и их перераспределение на поверхности Земли. Неравномерное распределение энергии в оболочке вызывает следующие виды движений вещества. Эти движения отмечаются во всех геосферах, то есть атмосфере, гидросфере, литосфере и биосфере.
- Движения воздушных масс и водных потоков, которые образуют круговороты воздуха и влаги, то есть атмосферную циркуляцию и круговорот воды;
- Перенос минерального вещества и литосферные круговороты;
- Биологические и биохимические круговороты.
Все круговороты не замкнуты. Часть вещества и энергии при движении может изыматься из круговорота. Иногда в круговорот включаются новые вещества и энергия. Пример: оледенение. Не замкнутость круговоротов создает вектор направленного изменения географической оболочки, то есть возникают условия для ее развития. Например, изверженную породу можно расплавить, но мы получим не исходную магму, так как при застывании из магмы вышли газы, а новое вещество.
Масштабы круговоротов неодинаковы. Траектории движений колеблются от десятков метров до нескольких тысяч километров. Пример: круговороты воздуха, биологические круговороты. Скорость движения от нескольких см/год (движение литосферных плит) до скорости света (перенос лучистой энергии).
Можно выделить самостоятельные системы потоков и круговоротов, которые называют циклами.
Главными из них являются:
- Радиационный цикл;
- Тепловой атмосферный (воздушный);
- Гидросферный (водный);
- Биохимический;
- Цикл минерального вещества;
- Литосферный цикл.
Полный (глобальный) и частные круговороты воды в природе (по Л. С. Абрамову)
Каждый из них частично, или полностью включен в другие циклы. Например, вместе с воздухом и водой переноситься тепло, минеральные частицы, споры, бактерии, фито- и зоопланктон.
Круговорот веществ в географической оболочке происходит под действием солнечной энергии и внутренней энергии Земли. Солнечная радиация при этом оказывает наиболее существенное влияние на процессы в ней. Составными частями солнечной радиации является электромагнитное и корпускулярное излучение. Электромагнитная энергия Солнца включает в себя видимую и инфракрасную частоты волнового спектра, а также ультрафиолетовое излучение. Меньшая доля солнечной радиации принадлежит рентгеновским лучам. В атмосфере Земли значительная часть ультрафиолетового и инфракрасного излучения поглощается в верхних слоях атмосферы, а также водяными парами и частицами пыли. Рентгеновское излучение при этом, поглощается полностью. Лишь незначительная доля солнечного излучения, то есть менее 1 %, усваивается зелеными растениями в процессе фотосинтеза органических веществ. Большая часть его рассеивается в географической оболочке, создавая ее энергетический баланс. Периодический характер интенсивности солнечного излучения сказывается на ряде явлений в географической оболочке Земли. Так, в 1915 году А. Л. Чижевский обратил внимание на циклическую связь между развитием некоторых эпидемий и пятнами на Солнце. Периодичность этих явлений – 11 лет.
Корпускулярное излучение Солнца выражается в виде, так называемого, солнечного ветра и солнечных космических лучей, связанных с мощными взрывными вспышками. При этом усиливается интенсивность ультрафиолетового и рентгеновского излучений, достигающих Земли через 8 минут. Вспышки на Солнце создают мощную ударную волну и вызывают выбрасывание в пространство облака плазмы. Она распространяется в пространстве со скоростью 100 км/с и за 2 суток достигает Земли, вызывая магнитные бури и возмущения ионосферы. При этом возрастает неустойчивость атмосферы, что приводит к нарушению характера атмосферной циркуляции, то есть развитию циклонов и других метеорологических явлений. Магнитные бури и нарушения атмосферной циркуляции отрицательно сказываются на жизни организмов.
На Землю поступают также космические лучи галактического происхождения – это поток протонов и ядер высоких энергий с большой проникающей способностью. Они пронизывают всю географическую оболочку, плотность космических лучей очень незначительна, однако они в атмосфере производят вторичные радиоактивные изотопы, которые включаются в общий круговорот химических веществ в географической оболочке.
Радиоактивность географической оболочки связана, главным образом, с присутствием долгоживущих радиоактивных изотопов 40К, 235U, 238U, в различных природных телах. Как отмечал В. И. Вернадский, радиоактивный распад некоторых элементов является характерным свойством географической оболочки. Радиоактивность относиться к важнейшим факторам, вызывающим мутацию у различных организмов
Таким образом, радиационная обстановка географической оболочки является важнейшим фактором существования и изменения живого вещества – в настоящее время и прошлые геологические эпохи.
Как уже отмечалось, в энергетических процессах, происходящих в географической оболочке очень важное место принадлежит радиации Солнца. Источником мощного излучения солнечной энергии являются термоядерные реакции в его недрах, то есть процессы превращения водорода в гелий. Однако важную роль в непрерывном движении материи на Земле играет также внутренняя энергия планеты. В.И. Вернадский так писал о земной коре: «Большая часть материи в ней находится в непрерывном движении – миграциях и образует обратимые и замкнутые циклы, всегда возобновляющиеся и тождественные (геохимические циклы). Они возобновляются над поверхностью энергией Солнца, поглощаемые живым веществом, а в глубине – атомной энергией, обусловленной радиоактивным распадом.
Литература.
- Смольянинов В. М. Общее землеведение: литосфера, биосфера, географическая оболочка. Учебно-методическое пособие / В.М. Смольянинов, А. Я. Немыкин. – Воронеж : Истоки, 2010 – 193 c.
Еще статьи о географической оболочке
Источник
Поступающая в географическую оболочку энергия испытывает многообразные преобразования. При этом происходит переход одних видов энергии в другие и их перераспределение на поверхности Земли. Неравномерное распределение энергии в оболочке вызывает следующие виды движений вещества. Эти движения отмечаются во всех геосферах, то есть атмосфере, гидросфере, литосфере и биосфере.
- Движения воздушных масс и водных потоков, которые образуют круговороты воздуха и влаги, то есть атмосферную циркуляцию и круговорот воды;
- Перенос минерального вещества и литосферные круговороты;
- Биологические и биохимические круговороты.
Все круговороты не замкнуты. Часть вещества и энергии при движении может изыматься из круговорота. Иногда в круговорот включаются новые вещества и энергия. Пример: оледенение. Не замкнутость круговоротов создает вектор направленного изменения географической оболочки, то есть возникают условия для ее развития. Например, изверженную породу можно расплавить, но мы получим не исходную магму, так как при застывании из магмы вышли газы, а новое вещество.
Масштабы круговоротов неодинаковы. Траектории движений колеблются от десятков метров до нескольких тысяч километров. Пример: круговороты воздуха, биологические круговороты. Скорость движения от нескольких см/год (движение литосферных плит) до скорости света (перенос лучистой энергии).
Можно выделить самостоятельные системы потоков и круговоротов, которые называют циклами.
Главными из них являются:
- Радиационный цикл;
- Тепловой атмосферный (воздушный);
- Гидросферный (водный);
- Биохимический;
- Цикл минерального вещества;
- Литосферный цикл.
Полный (глобальный) и частные круговороты воды в природе (по Л. С. Абрамову)
Каждый из них частично, или полностью включен в другие циклы. Например, вместе с воздухом и водой переноситься тепло, минеральные частицы, споры, бактерии, фито- и зоопланктон.
Круговорот веществ в географической оболочке происходит под действием солнечной энергии и внутренней энергии Земли. Солнечная радиация при этом оказывает наиболее существенное влияние на процессы в ней. Составными частями солнечной радиации является электромагнитное и корпускулярное излучение. Электромагнитная энергия Солнца включает в себя видимую и инфракрасную частоты волнового спектра, а также ультрафиолетовое излучение. Меньшая доля солнечной радиации принадлежит рентгеновским лучам. В атмосфере Земли значительная часть ультрафиолетового и инфракрасного излучения поглощается в верхних слоях атмосферы, а также водяными парами и частицами пыли. Рентгеновское излучение при этом, поглощается полностью. Лишь незначительная доля солнечного излучения, то есть менее 1 %, усваивается зелеными растениями в процессе фотосинтеза органических веществ. Большая часть его рассеивается в географической оболочке, создавая ее энергетический баланс. Периодический характер интенсивности солнечного излучения сказывается на ряде явлений в географической оболочке Земли. Так, в 1915 году А. Л. Чижевский обратил внимание на циклическую связь между развитием некоторых эпидемий и пятнами на Солнце. Периодичность этих явлений – 11 лет.
Корпускулярное излучение Солнца выражается в виде, так называемого, солнечного ветра и солнечных космических лучей, связанных с мощными взрывными вспышками. При этом усиливается интенсивность ультрафиолетового и рентгеновского излучений, достигающих Земли через 8 минут. Вспышки на Солнце создают мощную ударную волну и вызывают выбрасывание в пространство облака плазмы. Она распространяется в пространстве со скоростью 100 км/с и за 2 суток достигает Земли, вызывая магнитные бури и возмущения ионосферы. При этом возрастает неустойчивость атмосферы, что приводит к нарушению характера атмосферной циркуляции, то есть развитию циклонов и других метеорологических явлений. Магнитные бури и нарушения атмосферной циркуляции отрицательно сказываются на жизни организмов.
На Землю поступают также космические лучи галактического происхождения – это поток протонов и ядер высоких энергий с большой проникающей способностью. Они пронизывают всю географическую оболочку, плотность космических лучей очень незначительна, однако они в атмосфере производят вторичные радиоактивные изотопы, которые включаются в общий круговорот химических веществ в географической оболочке.
Радиоактивность географической оболочки связана, главным образом, с присутствием долгоживущих радиоактивных изотопов 40К, 235U, 238U, в различных природных телах. Как отмечал В. И. Вернадский, радиоактивный распад некоторых элементов является характерным свойством географической оболочки. Радиоактивность относиться к важнейшим факторам, вызывающим мутацию у различных организмов
Таким образом, радиационная обстановка географической оболочки является важнейшим фактором существования и изменения живого вещества – в настоящее время и прошлые геологические эпохи.
Как уже отмечалось, в энергетических процессах, происходящих в географической оболочке очень важное место принадлежит радиации Солнца. Источником мощного излучения солнечной энергии являются термоядерные реакции в его недрах, то есть процессы превращения водорода в гелий. Однако важную роль в непрерывном движении материи на Земле играет также внутренняя энергия планеты. В.И. Вернадский так писал о земной коре: «Большая часть материи в ней находится в непрерывном движении – миграциях и образует обратимые и замкнутые циклы, всегда возобновляющиеся и тождественные (геохимические циклы). Они возобновляются над поверхностью энергией Солнца, поглощаемые живым веществом, а в глубине – атомной энергией, обусловленной радиоактивным распадом.
Литература.
- Смольянинов В. М. Общее землеведение: литосфера, биосфера, географическая оболочка. Учебно-методическое пособие / В.М. Смольянинов, А. Я. Немыкин. – Воронеж : Истоки, 2010 – 193 c.
Еще статьи о географической оболочке
Источник
Поступающая в географическую оболочку энергия испытывает многообразные преобразования. При этом происходит переход одних видов энергии в другие и их перераспределение на поверхности Земли. Неравномерное распределение энергии в оболочке вызывает следующие виды движений вещества. Эти движения отмечаются во всех геосферах, то есть атмосфере, гидросфере, литосфере и биосфере.
- Движения воздушных масс и водных потоков, которые образуют круговороты воздуха и влаги, то есть атмосферную циркуляцию и круговорот воды;
- Перенос минерального вещества и литосферные круговороты;
- Биологические и биохимические круговороты.
Все круговороты не замкнуты. Часть вещества и энергии при движении может изыматься из круговорота. Иногда в круговорот включаются новые вещества и энергия. Пример: оледенение. Не замкнутость круговоротов создает вектор направленного изменения географической оболочки, то есть возникают условия для ее развития. Например, изверженную породу можно расплавить, но мы получим не исходную магму, так как при застывании из магмы вышли газы, а новое вещество.
Масштабы круговоротов неодинаковы. Траектории движений колеблются от десятков метров до нескольких тысяч километров. Пример: круговороты воздуха, биологические круговороты. Скорость движения от нескольких см/год (движение литосферных плит) до скорости света (перенос лучистой энергии).
Можно выделить самостоятельные системы потоков и круговоротов, которые называют циклами.
Главными из них являются:
- Радиационный цикл;
- Тепловой атмосферный (воздушный);
- Гидросферный (водный);
- Биохимический;
- Цикл минерального вещества;
- Литосферный цикл.
Полный (глобальный) и частные круговороты воды в природе (по Л. С. Абрамову)
Каждый из них частично, или полностью включен в другие циклы. Например, вместе с воздухом и водой переноситься тепло, минеральные частицы, споры, бактерии, фито- и зоопланктон.
Круговорот веществ в географической оболочке происходит под действием солнечной энергии и внутренней энергии Земли. Солнечная радиация при этом оказывает наиболее существенное влияние на процессы в ней. Составными частями солнечной радиации является электромагнитное и корпускулярное излучение. Электромагнитная энергия Солнца включает в себя видимую и инфракрасную частоты волнового спектра, а также ультрафиолетовое излучение. Меньшая доля солнечной радиации принадлежит рентгеновским лучам. В атмосфере Земли значительная часть ультрафиолетового и инфракрасного излучения поглощается в верхних слоях атмосферы, а также водяными парами и частицами пыли. Рентгеновское излучение при этом, поглощается полностью. Лишь незначительная доля солнечного излучения, то есть менее 1 %, усваивается зелеными растениями в процессе фотосинтеза органических веществ. Большая часть его рассеивается в географической оболочке, создавая ее энергетический баланс. Периодический характер интенсивности солнечного излучения сказывается на ряде явлений в географической оболочке Земли. Так, в 1915 году А. Л. Чижевский обратил внимание на циклическую связь между развитием некоторых эпидемий и пятнами на Солнце. Периодичность этих явлений – 11 лет.
Корпускулярное излучение Солнца выражается в виде, так называемого, солнечного ветра и солнечных космических лучей, связанных с мощными взрывными вспышками. При этом усиливается интенсивность ультрафиолетового и рентгеновского излучений, достигающих Земли через 8 минут. Вспышки на Солнце создают мощную ударную волну и вызывают выбрасывание в пространство облака плазмы. Она распространяется в пространстве со скоростью 100 км/с и за 2 суток достигает Земли, вызывая магнитные бури и возмущения ионосферы. При этом возрастает неустойчивость атмосферы, что приводит к нарушению характера атмосферной циркуляции, то есть развитию циклонов и других метеорологических явлений. Магнитные бури и нарушения атмосферной циркуляции отрицательно сказываются на жизни организмов.
На Землю поступают также космические лучи галактического происхождения – это поток протонов и ядер высоких энергий с большой проникающей способностью. Они пронизывают всю географическую оболочку, плотность космических лучей очень незначительна, однако они в атмосфере производят вторичные радиоактивные изотопы, которые включаются в общий круговорот химических веществ в географической оболочке.
Радиоактивность географической оболочки связана, главным образом, с присутствием долгоживущих радиоактивных изотопов 40К, 235U, 238U, в различных природных телах. Как отмечал В. И. Вернадский, радиоактивный распад некоторых элементов является характерным свойством географической оболочки. Радиоактивность относиться к важнейшим факторам, вызывающим мутацию у различных организмов
Таким образом, радиационная обстановка географической оболочки является важнейшим фактором существования и изменения живого вещества – в настоящее время и прошлые геологические эпохи.
Как уже отмечалось, в энергетических процессах, происходящих в географической оболочке очень важное место принадлежит радиации Солнца. Источником мощного излучения солнечной энергии являются термоядерные реакции в его недрах, то есть процессы превращения водорода в гелий. Однако важную роль в непрерывном движении материи на Земле играет также внутренняя энергия планеты. В.И. Вернадский так писал о земной коре: «Большая часть материи в ней находится в непрерывном движении – миграциях и образует обратимые и замкнутые циклы, всегда возобновляющиеся и тождественные (геохимические циклы). Они возобновляются над поверхностью энергией Солнца, поглощаемые живым веществом, а в глубине – атомной энергией, обусловленной радиоактивным распадом.
Литература.
- Смольянинов В. М. Общее землеведение: литосфера, биосфера, географическая оболочка. Учебно-методическое пособие / В.М. Смольянинов, А. Я. Немыкин. – Воронеж : Истоки, 2010 – 193 c.
Еще статьи о географической оболочке
Источник