Шари землі. Земна кора – верхня тверда оболонка Землі

Природі знадобилося витратити кілька мільярдів років на те, щоб грунт Землі набув властивостей, завдяки яким на нашій планеті змогла з'явитися рослинність. Спочатку замість ґрунту існували лише гірські породи, які через вплив на них дощ, вітер, сонячні промені почали поступово подрібнюватися.

Руйнування ґрунту відбувалося по-різному: під впливом сонця, вітру та морозів кам'янисті породи тріскалися, шліфувалися піском, а морські хвилі повільно, але впевнено, розбивали величезні брили в дрібні камені. Остаточно свій внесок у освіту ґрунту внесли тварини, рослини та мікроорганізми, додавши органічні елементи (гумус), збагачуючи верхній шарземлі продуктами життєдіяльності та його залишками. Розкладання органічних елементів при взаємодії з киснем призвели до різних хімічних процесів в результаті яких були утворені зол і азот, що перетворили гірські породи на ґрунт.

Ґрунтом називається видозмінений пухкий верхній шар земної кори, на якому росте рослинність. Утворена вона була в результаті перетворення гірських порід під впливом мертвих та живих організмів, сонячних променів, опадів та інших процесів, завдяки яким відбулася ерозія ґрунту.

За рахунок такої трансформації величезних, твердих порід в пухку масу, верхній шар грунту придбав поверхню, що вбирає: структура грунту стала пористою і повітропроникною. Основне значення ґрунту полягає в тому, що він, будучи пронизаний корінням рослин, передає їм усі необхідні для росту поживні елементи, і поєднує в собі дві особливості, необхідні для існування рослин – мінеральні речовини та воду.

Тому однією з головних характеристик грунту є родючий шар грунту, що дозволяє забезпечити зростання та розвитку рослинних організмів.

Щоб сформувався родючий пласт грунту, земля повинна містити в собі достатню кількість поживних речовин і мати необхідний запас води, який не дав би загинути рослинам. Цінність землі багато в чому залежить від її здібностей доносити до коріння рослин поживні речовини, забезпечувати до них доступ повітря і вологи (вода в грунті має надзвичайно важливе значення: нічого не зростатиме, якщо в землі буде відсутня рідина, яка ці речовини розчинятиме).

Складається ґрунт з декількох шарів:

1. Орний шар – верхній шар ґрунту, найродючіший шар ґрунту, в якому міститься найбільше гумусу;
2. Підґрунтя – складається в основному із залишків гірських порід;
3. Найнижчий шар ґрунту називається «корінною підстилаючою породою».

Кислотність ґрунту

Дуже серйозним фактором, що впливає на родючість ґрунту, є кислотність ґрунту – наявність іонів водню у ґрунтовому розчині. Кислотність ґрунту підвищена, якщо рН нижче семи, якщо вище – лужна, а рівна семи – нейтральна (концентрація іонів водню (Н+) та гідроксидів (ОН-) однакова).

Високий рівень кислотності верхнього шару землі негативно відображається на зростанні рослин, оскільки впливає на його особливості (розмір і міцність ґрунтових частинок), на добрива, що вносяться, мікрофлору і розвиток рослин. Наприклад, підвищена кислотність порушує структуру ґрунту, оскільки корисні бактерії не можуть нормально розвиватися, а багато поживних речовин (наприклад, фосфор) стають важкозасвоюваними.

Занадто великий рівень кислотності дає можливість накопичуватися в грунті токсичним розчинам заліза, алюмінію, марганцю, причому знижується надходження в організм рослин калію, азоту, магнію, кальцію. Основною ознакою високого рівнякислотності є наявність під верхнім темним шаром землі світлого шару, що за кольором нагадує золу, при цьому чим ближче цей шар до поверхні, тим кисліше ґрунт і тим менше в ньому кальцію.

Види ґрунту

Оскільки абсолютно всі типи ґрунтів утворені з гірських порід, не дивно, що особливості ґрунту багато в чому залежать від хімічного складута фізичних характеристик материнської породи (мінералів, густини, пористості, теплопровідності).

Також на особливості ґрунту впливає те, в яких саме умовах відбувалося утворення ґрунту: опади, кислотність ґрунту, вітер, швидкість вітрів, температура ґрунту та навколишнього середовища. Клімат надає на ґрунт і непрямий вплив, оскільки життя рослинного та тваринного світу прямо залежить від температури ґрунту та навколишнього середовища.

Типи ґрунтів залежать багато в чому від розмірів та кількості частинок, які в них є. Наприклад, сирі та холодні глинисті грунти сформовані щільно прилеглими один до одного частинками піску, суглинистий грунт є чимось середнім між глиною та піском, а кам'янистий містить багато гальки.

А ось до складу торф'яної землі входять залишки померлих рослин і містить дуже мало твердих частинок. Будь-який ґрунт, на якому виростають рослинні організми, має дуже складну структуру, оскільки крім гірських порід він містить у собі солі, живі організми (рослини), органічні речовини, що були утворені внаслідок гниття.

Після того як було зроблено аналіз ґрунту в різних регіонах нашої планети, було створено класифікацію ґрунтів – сукупність однотипних ділянок, які мали схожі умови утворення ґрунту. Класифікація ґрунтів має кілька напрямків: еколого-географічне, еволюційно-генетичне.

У Росії, наприклад, в основному використовується еколого-географічна класифікація ґрунтів, згідно з якою основні типи ґрунту – дернові, лісові, підзолисті, чорноземні, тундрові, глинисті, піщані, ґрунти степу.

Чорнозем

Чорнозем, що має комковатую або зернисту структуру, вважається найродючішим грунтом (гумус близько 15%), характерним для помірно-континентального клімату, в якому чергуються сухі і вологі періоди, а також переважають плюсові температури. Аналіз ґрунту показав, що чорнозем багатий на азот, залізо, сірку, фосфор, кальцій та інші елементи, необхідні для сприятливої ​​життєдіяльності рослин. Чорноземні ґрунти характеризуються високими водно-повітряними характеристиками.

Піщані землі

Піщаний грунт характерний для пустель і напівпустель. Є розсипчастий, зернистий, позбавлений зв'язності ґрунт, у якому співвідношення глини до піску становить 1:30 або 1:50. Він погано утримує поживні речовини, вологу, при цьому через бідність рослинного покриву легко схильний до вітряної та водної ерозії. Піщаний ґрунт має й плюси: він не заболочується, оскільки вода в ґрунті легко проходить через крупнозерну структуру, до коріння в достатній кількості надходить повітря, а гнильні бактерії в ньому не виживають.

Лісові землі

Лісові ґрунти характерні для лісів помірного пояса північної півкулі та їх властивості прямо залежать від лісів, які в ній виростають і надають прямий вплив на склад ґрунту, його повітропроникність, водний та тепловий режими. Наприклад, листяні дерева позитивно впливають на лісові ґрунти: вони збагачують ґрунт гумусом, золою, азотом, нейтралізують кислотність, створюючи сприятливі умови для утворення корисної мікрофлори. А ось хвойні породи дерев надають на лісові ґрунти негативний вплив, формуючи підзолистий ґрунт.

Лісові ґрунти, які б дерева на них не росли, родючі, оскільки азот і зола, що знаходяться в опалому листі та хвої, повертаються в грунт (у цьому їхня відмінність від землі полів, де разом з урожаєм часто вивозять рослинну підстилку).

Глинисті землі

Глинисті ґрунти містять у собі близько 40% глини, є сирими, в'язкими, холодними, липкими, важкими, але при цьому багатими на мінеральні речовини. Глинистий грунт має здатність надовго затримувати воду, повільно просочуються нею і дуже неквапливо пропускають їх у нижні шари.

Волога також повільно випаровується - це дає можливість рослинам, що тут ростуть, менше страждати від посухи.

Властивості глинистого ґрунту не дають можливості нормально розвиватися кореневій системі рослин, а тому більшість поживних елементів залишаються незатребуваними. Щоб змінити склад верхнього шару землі, необхідно протягом декількох років вносити органічні добрива.

Підзолиста земля

Підзолисті ґрунти містять від 1 до 4% гумусу, через що для них характерний сірий колір. Для підзолистого ґрунту характерно дуже низький вміст поживних елементів, підвищена кислотність, а тому малоплодородний. Формуються підзолисті ґрунти зазвичай біля хвойних та змішаних лісів помірного поясу, а на їх утворення сильно впливають переважання опадів над випаровуванням, низькі температури, знижена активність мікробів, бідна рослинність, через що підзолисті ґрунти характеризуються невисоким вмістом азоту та золи (наприклад, ґрунти , Сибіру, ​​Далекого Сходу).

Щоб використати підзолисті ґрунти у сільськогосподарських роботах, аграріям потрібно докласти чимало зусиль: внести великі дози мінеральних та органічних добрив, постійно регулювати водний режим, орати землю.

Дерновий ґрунт

Дернові ґрунти родючі і характеризуються низьким або нейтральним рівнем кислотності, високою кількістю гумусу (від 4 до 6%), а також їм властиві такі властивості ґрунту, як водо- та повітропроникність.

Дернові ґрунти формуються під розвиненим трав'янистим покривом переважно на луках. Аналіз ґрунту показав, що дернова земля містить велику кількість магнію, кальцію, золи, а в гумусі знаходиться чимало гумінових кислот, які при реакції утворюють гумати – нерозчинні солі, які безпосередньо беруть участь у формуванні комковато-зернистої структури ґрунту.

Тундрова земля

Тундрові ґрунти бідні на мінерали та поживні речовини, дуже прісні та містять мало солей. Через слабке випаровування та мерзлого ґрунту для тундрових ґрунтів характерна підвищена вологість, а через недостатню кількість рослинності та її повільну гуміфікацію – низький вміст гумусу. Тому тундрові ґрунти містять у своєму верхньому шарі тонкий торф'янистий пласт.

Роль ґрунту

Значення ґрунту в житті нашої планети складно переоцінити, оскільки він є незамінним елементом земної кори, який забезпечує існування рослинних та тваринних організмів.

Оскільки через верхній шар землі протікає велика кількість різних процесів (серед них – і органічних речовин), він є сполучною ланкою між атмосферою, літосферою і гідросферою: саме у верхньому шарі землі переробляється, розкладається і трансформуються хімічні сполуки. Наприклад, рослини, які ростуть у ґрунті, розкладаючись разом з іншими органічними речовинами, трансформуються в такі корисні копалини, як вугілля, газ, торф, нафта.

Важливими є і захисні функції ґрунту: земля знешкоджує небезпечні для життєдіяльності речовини (це особливо важливо, оскільки останнім часом забруднення ґрунту набуло катастрофічного характеру). Насамперед – це токсичні хімічні сполуки, радіоактивні речовини, небезпечні бактерії та віруси. Запас міцності верхнього шару землі має ліміт, тому якщо забруднення грунту й надалі підвищуватиметься, то вона перестане справлятися зі своїми захисними функціями.

На підставі всіх цих знань Олдем в 1906 довів, що Земля має центральне ядро, а в 1914 Бено Гутенберг визначив, що верхня межа ядра знаходиться на відстані 2 896 кілометрів від поверхні Землі. Так як радіус Землі становить 6370 км, то радіус ядра дорівнює 3474 км. Завдяки цим та іншим дослідженням (Датський сейсмолог Інге Леманн у 1936 р. виявила існування твердого внутрішнього ядра Землі) було доведено, що Земля складається з чотирьох основних верств чи геосфер, як показано на малюнку:

1. Земна кора.Це верхній шар, на якому ми живемо. Він складається із твердих гірських порід. Його глибина варіює від 5 до 60 км. Як середній показник для всієї планети товщина земної кори прийнята рівною 33 км, а середнє значення щільності становить 2,67 грам на кубічний сантиметр (г/см3). Ця товщина може здатися значною, хоча порівняно із середнім радіусом Землі кора швидше нагадує шкаралупу яйця. Швидкості сейсмічних хвиль у земній корі становлять 6,0 – 6,5 км/с для поздовжньої хвилі Р та 3,5 – 3,7 км/с для S хвилі.
2. Мантія.Цей шар простягається від основи земної кори на глибину 2900 км; поверхня розділу, що відокремлює земну кору від мантії, відома як межа або поверхня Мохоровичича (Мохо). Мантія розділена на дві ділянки: верхня мантія від основи земної кори до глибини 700 км і нижня мантія від цієї глибини до межі ядра. У верхній мантії на глибині в перші 200 км. швидкість хвиль поступово збільшується, а потім йде зменшення швидкості S-хвилі. У нижній частині верхньої мантії на глибинах від 300 до 700 км. відзначено різке збільшення швидкості сейсмічних хвиль. У нижній мантії швидкості хвиль Р і S збільшуються повільніше зі збільшенням глибини.
3. Зовнішнє ядро,розташоване на глибині між 2900 і 5000 кілометрів, поводиться як рідке тіло, тому 5 хвилі не проходять через цю зону. (Щільність матеріалу зовнішнього ядра дорівнює приблизно 10,0 г/см 3 .)
4. Внутрішнє ядро,радіусом 1200 кілометрів, вважається твердим. У ньому швидкості сейсмічних хвиль зростають. Через внутрішнє ядро ​​(іноді його називають субядром) проходять як хвилі Р, і хвилі S. (Щільність матеріалу внутрішнього ядра приблизно дорівнює 12,5 г/см 3 .)

На наступному малюнку показано швидкість поширення сейсмічних хвиль.

Швидкості сейсмічних хвиль на різних глибинах

Як говорилося раніше, у земній корі, мантії та ядрі відзначаються різні швидкості поширення сейсмічних хвиль. Концентричну шаруватість Землі можна виразити і в інших термінах, пов'язаних із міцністю та в'язкістю речовини. Відповідно до цього підходу можна виділити літосферу, астеносферу та мезосферу. Літосфера є найвищою оболонкою Землі (товщиною до 100 км) і включає земну кору і саму верхню мантію. Вона відрізняється своєю здатністю витримувати великі поверхневі навантаження без прогинання. Вона досить холодна і тому міцна. Під літосферою (приблизно до глибини 700 км) розташовується астеносфера ("астенос" по-грецьки "м'який"). Температура астеносфери близька до точки плавлення; тому астеносфера не така міцна і згодом деформується під впливом сил, що додаються. Наступний шар називається мезосферою. Мезосфера міцніша, ніж астеносфера, але більш в'язка, ніж літосфера. Мезосфера тягнеться до ядра і таким чином включає більшу частину мантії.

Ці концентричні шари та їх співвідношення з шарами, про які говорилося вище, показані на малюнку нижче.

Внутрішня будова Землі на підставі даних про швидкість поширення S-хвиль

Мантія переважно тверда. Сейсмічні хвилі поширюються зі швидкостями, які ростуть із глибиною, оскільки щільність збільшується з 3,3 до 5,5 грамів на кубічний сантиметр. Це збільшення густини відбувається дискретно. Будова мантії складна, в ній розрізняються структури з різними характеристиками як у вертикальній площині, так і горизонтальній. Що стосується вертикальної площини, найважливіше значення має зменшення швидкості поширення S-хвилі з 4,7 до 4,3 км/с на глибині від 75 до 150 км. Можливо, цей шар з низькою швидкістю поширення хвиль представляє зону часткового розплавлення речовини у верхній мантії, що може бути джерелом розплавленої породи або магми, яка піднімається на поверхню, утворюючи магматичні вивержені або вулканічні породи.

ДОДАТКОВА ЛІТЕРАТУРА

В умовах географічної оболонкиможна говорити про декілька структурних рівнів, що вивчаються географією:

а) геокомпонентний. Геокомпоненти - це сукупності однорідних природних утворень на земної поверхні. Розрізняють головнікомпоненти (гірські породи, повітря, вода, рослини, тварини) та похідні(Ґрунт, лід, мерзлі породи).

б) окремі частини Землі, зайняті переважно одним певним компонентом, виділяються за назвою геосфер. Це концентричні вкладені один одного сфери. Чотири з них повністю або частково входять до складу географічної оболонки. літосфера, атмосфера, гідросфера- Утворюють практично безперервні оболонки. Біосфера, Яка розуміється як сукупність живих організмів, не займає самостійне простір, а входить у вище названі сфери. Вона знаходиться тонким шаром переважно в зоні їх контакту.

У межах цих чотирьох геосфер виділяються підлеглі – другого порядку- геосфери, які не утворюють безперервного шару: кріосфера(сфера холоду), педосфера(сфера грунту) та ін. З основних геосфер лише гідросфера повністю належить географічній оболонці. Верхня частина атмосфери і більшість літосфери не включені в географічну оболонку. Тому ці частини географії спеціально не вивчаються.

Геосфери утворюють складніший, ніж геокомпонентний, структурний рівень географічної оболонки. Це другий структурний рівень географічної оболонки. геосферний. Геосфери розташовані ярусно, відповідно до густини речовини. Чим щільність вища, тим нижче розташована геосфера.

в) Наступний структурний рівень – геосистемний. Геосистеми - це комплексні утворення, що виникли в результаті певної взаємодії геокомпонентів. Найпростіші геокомпоненти формуються при взаємодії речовини косного рівня організації: льодовики, разом з ложем, що вміщає їх ложем, прилеглими шарами повітря; річковий басейн, що розглядається як система водних потоківразом з частиною земної поверхні, яку він займає, та ґрунтовими породами, що взаємодіють з поверхневими стоками, і т.д.

Більш складні взаємини існують у геосистемах, що включають речовину різних рівнів організації. Вони найхарактерніші для земної поверхні. Це природні територіальні та природні аквальні, тобто морські, комплекси – ПТК та ПАК.

Геосистеми можуть включати як природні компоненти. Наприклад, людське суспільство. Вплив зі своїми технічними засобами, спорудами та інше. Людське суспільство разом із навколишнім природним середовищем утворює геотехнічні системи- Міста, промислові вузли, сільськогосподарські землі і т.д.

Геосистеми змінюють одна одну переважно у горизонтальному напрямку та утворюють горизонтальну структуру географічної оболонки.

Спостерігається три рівні розмірності геосистем:

Планетарний;

Регіональний;

Локальна.

ВЕРТИКАЛЬНА (ЯРУСНА) СТРУКТУРНА ГЕОГРАФІЧНА ОБОЛОНКА АБО ГЕОСФЕРНИЙ СТРУКТУРНИЙ РІВЕНЬ

Літосфера– це складне утворення переважно твердої речовини, що обволікає мантію Землі, шаром від 50 до 200 км. Літосфера залягає на астеносфері – пластичному шарі, що у верхній мантії Землі. Астеносфера пластична, нею переміщаються атмосферні плити.

Верхню частину літосфери шаром від 30 до 60 км на континентах і до 5 –10 км під океанами називають земною корою. Шар верхньої мантії відокремлений від земної кори розділом Мохоровичіча – розділ різкої зміни густини речовини.

Будова Землі загалом і докладно у курсі загальної геології. Нагадаємо лише факти, найбільш суттєві у географічному відношенні. Отже, Земля складається з ядра, мантії та земної кори. Властивості земної кори змінюються різко межі земної кори та мантії. Тут і проведено лінію Мохоровичича (Мохо). Щільність Землі від центру зменшується - 11.0 центр ядра, в г/см 3 до 5.3 - 3.4 в мантії і 2.6 - поверхню земної кори. Середня густина земної кори 5.52 г/см 3 .

Земля є магніт - диполь. Її магнітні полюси розташовані в північній та південній півкулях у невеликій відстані від географічних полюсів.

Літосфера на материках тришарова. Верхній її шар утворений осадовимипородами, середній умовно називається гранітним. Під океанами гранітний шар тонкий чи відсутній. Він складний "кислими" (гранітними) легкими виверженими породами. Його густина 2.7 – 2.8 г/см 2 . Нижній шар літосфери називають базальтовим. Він утворений більш важкими породами, його густина наближається до 3.0 г/см 2 . На відміну від гранітного шару базальтовий поширюється і під материками і під океанами. Причому під океанами базальтовий шар тонший, ніж під материками.

Розрізняють типи земної кори: два основних - материковий та океанічний – та один проміжний – перехідний.

Материкова земна кора складається з трьох шарів: осадового, гранітного та базальтового. Середній прошарок близько 35 км. Материкова земна корамає меншу густину, ніж океанічна. Тому вона піднімається (плаває) над океанічною. Океанічна корадвошарова. Базальтовий шар- Основний. На ньому лежить малопотужний осадовий шар. Гранітний шар відсутній. Потужність океанічної кори 5-10 км, потужність осадового шару, як правило, менше 1 км.

ПерехіднийТип земної кори розташований між ділянками материкової та океанічної кори. Це двошарова кора, що складається (на відміну від океанічної) з дуже потужного шару осадових порід, що підстилається базальтом. Вона відома в околицях морях Східної Азії(від Берингова до Южно-Китайського), Зондському архіпелазі та інших районах світу.

У будову земної кори беруть участь три основні типи гірських порід: магматичні, осадові, метаморфічні.

Магматичніпороди утворюються з допомогою остигання магми. Залежно від умов, у яких відбувається цей процес, формуються інтрузивні(на глибині) та ефузивні(Вилилися на поверхню) гірські породи. До інтрузивних відносяться граніт, габро та ін. До вивержених - базальт, ліпарит, вулканічний туф, вулканічне скло та ін.

Опадовіпороди утворюються на земній поверхні різними шляхами. Частина їх формується з продуктів руйнування інших порід – уламкові. Їх розміри найрізноманітніші: від брил і валунів до пилуватих частинок. Частина осадових порід формується з допомогою життєдіяльності організмів – органогенні. Це вапняки (крейда, черепашники та ін), крем'янисті породи, кам'яне та буре вугілля, деякі руди. Значне місце у земній корі займають хемогенніосадові породи. Вони утворюються за рахунок хімічних реакцій, що відбуваються на земній поверхні – головним чином водному середовищі. До них відносяться вапняки та мергелі, солі (паліт, ангідрит), руди металів та ін.

Метаморфічнігірські породи утворюються з інших порід під впливом різних чинників: висота, температура, тиск, надрах контакту з породами іншого хімічного складу чи іншого фізичного стану. Це гнейси, кристалічні сланці, мармур. Більшість обсягу земної кори займають кристалічні породи магматичного і метаморфічного походження – близько 90 %. Але для географічної оболонки важливіший малопотужний і уривчастий шар осадових порід, який переважно безпосередньо контактує з повітрям і водою. Найбільш поширені в осадовій товщі глини та глинисті сланці (50%), піски та пісковики (23.6%), та вапняки (23.4%).

Земна кора формувалася дуже тривалий час. Найбільш давні ділянки мають вік близько 4 млрд. років. Найдавніші елементи материкової земної кори – стародавні докембрійські платформи.Вони розрізняють фундамент. Це нижній шар. Складається з метаморфічних порід, зім'ятих складки, розбитих на блоки. Прорвані магматичними інтрузіями. На фундаменті лежить горизонтально залягає товща складних осадових порід. Це верхній шар. Він утворився набагато пізніше за фундамент. Останні 0.5 млн років стародавні платформи відрізняє стабільність, відсутність складчастого руху.

Виділяють платформиу північній півкулі – Північно-Американську, Російську, Сибірську, Китайську; у південній півкулі – Південно-Американську, Африканську, Аравійську, Індостанську, Австралійську, Антарктичну.

У геологічній історії осадові породи горотворчі процеси неодноразово захоплювали значні ділянки земної кори. Протягом 550 – 600 млн. років мали місце каледонська, герцинська, тихоокеанська (мезозойська) та альпійська складчастість. У їхніх областях знаходяться давні та молоді гори.

Стародавніминазивають гори, які характеризуються невеликими висотами та амплітудами рельєфу, згладженими формами. Це Урал, гори Середньої Азії, Європи, Алтай, Саяни та ін.

Молодиминазивають гори альпійського вигляду – високі, сильно розчленовані, з різкими обрисами. Це Альпи, Гімалаї, Кавказ, Анди, Кордильєри та ін.

Гідросферарозташовується між земною корою і атмосферою і є сукупністю океанів і морів, поверхневих вод, льодів і снігів.

Основна частина води зосереджена океанах 96.5%. Вода присутня на Землі у трьох фазах: твердому (лід), рідкому та пароподібному (гази). Два типи вод утворюють материкову та океанічну частини гідросфери: прісна та солона. У підземних водах та льодовиках зосереджена основна частина прісної води. Обсяг підземних вод, особливо у нижніх частинах земної кори, точно не відомий, і оцінюється приблизно. По Львовичу (1974) загальний обсяг прісних вод Землі становить 28.25 млн. км 3 , чи 2% загального обсягу гідросфери, 98% - води, різною мірою мінералізовані. Це води океанів та морів (96.5%), солоні води озер та значна частина підземних вод. Із 2% прісних вод – 85% зосереджено в полярних льодовиках, поки що недоступних для використання людиною.

Отже, ми маємо різноманітну видову наявність вод у гідросфері, тобто у географічній оболонці. Незважаючи на це різноманіття, гідросфера єдина. Її єдність пов'язана із загальним походженням вод – надходженням їх із мантії Землі – і з безперервним водообміном. Води Світового океану покривають більшу частину поверхні планети – 70.8% і утворюють практично безперервну водну оболонку Землі.

Єдиний Світовий океан історично заведено ділити деякі частини – океани. Усередині кожного океану виділяються дрібніші частини - моря, затоки, протоки, лимани та ін.

Світовий океан – великий відстійний басейн. Він акумулює різні речовини, що надходять із суші. У морській воді присутні багато елементів таблиці Менделєєва. Середня солоність 35 ‰, тобто 1 000 кг морської води міститься 35 кг солей. Основна частина солей – хлориду натрію та магнію. Максимальна солоність спостерігається у тропічних та частково субтропічних районах – там, де більше випаровування (Е) та порівняно мало випадає атмосферних опадів (х). У приекваторіальній зоні відбувається деяке зниження солоності. Ще більше вона знижується в помірних, субполярних та полярних районах.

У воді океанів та морів розчинені також гази. Особливо Про 2 та СО 2 . Між океаном і атмосферою відбувається постійний обмін газами, отже океан виступає регулятором їхнього змісту в атмосфері.

Важливе значення має густина морської води. Її середня величина 1.025 г/см3. Солона морська вода має максимальну щільність при температурі замерзання. Тому охолоджена морська вода занурюється вниз. Це викликано тим, що така вода найбільш щільна, а отже, важка. Лише завдяки стоку прісних вод океани покриваються льодом. Це викликано тим, що у несолоних нещільних вод температура замерзання інша – вище.

Порівняно великий обсяг води, що формується в певних районах Світового океану, що володіє відносно постійними фізичними, хімічними, біологічними властивостями і утворює єдиний комплекс (природно-аквальний), називається океанічною водною масою.

Водяні маси в океанах є аналогами природних територіальних комплексів на суші. Кордони між водними масами в океані виражені менш чітко, ніж межі природних територіальних комплексів на суші. По вертикалі виділяють чотири основні водні маси або структурні зони: поверхневу, проміжну, глибинну та придонну.

Поверхнева структурна зонапоширюється приблизно до глибин 300 м. Її води активно взаємодіють із атмосферою. Іноді цей шар називають океанічною тропосферою- За аналогією з тропосферою атмосфери.

У поверхневому шарі відбувається активне перемішування води, він багатий на 2 і 2 , організмами. Його фізичні характеристики та солоність схильні до коливань, що пов'язано з впливом атмосфери.

Поверхневі води захоплені течіями, які утворюють специфічні колообіги. У горизонтальному напрямку поверхневі воли поділяються океанічними фронтамина різні водні маси.Виділяють такі типи водних мас:

а) екваторіальні, з температурою води 26 – 28 0 , солоністю 33 – 35 ‰, вмістом О 2 3 – 4 г/м 3 та відносно невеликою насиченістю життєвими формами;

б) тропічні.Поділяються на північнотропічні та південнотропічні, з температурою води від 18 до 27 0 С, солоністю 34.5 – 35.5 ‰, вмістом О 2 2 – 4 г/м 3 ;

в) субтропічні. Поділяються на північно-і жносубтропічні з температурою від 15 до 28 0 С, солоністю від 35 до 37 ‰, вмістом 2 4 – 5 г/м 3 ;

г) субполярні. Поділяються на субарктичні та субантарктичні, з температурою від 5 до 20 0 С, солоністю 34 – 35 ‰, вмістом кисню 4 – 6 г/м 3 . Дуже багаті на життєві форми: рибою, ссавцями (кити, тюлені та ін.). Саме у цих водних масах знаходяться основні рибальські райони.

д) полярні. Поділяються на арктичні та антарктичні водні маси, з низькими температурами, від 5 до 2 0 С, зниженою солоністю 32 – 34 ‰, дуже багаті О 2 – 5 – 7 г/м 3 . Більшу частину року вони вкриті льодами, проте багаті життям, особливо у контактних зонах (кам'янисті береги, край льодів та інших.).

Перехідна чи проміжна структурна зонарозташовується на глибинах від 300 до 2000 м-коду.

Глибинні водні масизаймають більшу частину обсягу океану. Їх характерна невисока температура (2 – 3 0 З), відсутність її сезонних коливань, і навіть – сезонних змін солоності і вмісту кисню.

Придонні водизаповнюють найглибші частини океану. Як і глибинні вони утворюються в результаті опускання холодних полярних поверхневих водних мас.

У придонних водах спостерігається деяке підвищення температури, що з потоком тепла з надр.

Океанічні фронти, що формуються в зонах контакту та взаємодії різних водних мас, відзначаються вихровими рухами вод – циклонічними та антициклонічними, скупченням життя, активною взаємодією з атмосферою. Вони динамічні та нестійкі. Здебільшого не приурочені до певних районів.

Поверхневі води суші- Річки, озера, болота. Складають невеликий відсоток – лише 0.014% від світових запасів води. Але вони відіграють істотну роль у природних процесах, що протікають у географічній оболонці.

Річки- Найактивніший елемент цих вод. Вони перебувають приблизно 2 100 км 3 води, тоді як у океан стікає протягом року 47 000 км 3 . Отже, обсяг води у річках оновлюється кожні 16 днів. Для порівняння скажемо, що води океану проходять через великий кругообіг приблизно за 2.5 тис. років поряд із стоком, найважливішою характеристикою річок є їх живлення. Воно може бути сніговим, дощовим, льодовиковим, підземним. Великі річкимають змішане харчування, яке включає і дощове та підземне, а нерідко і снігове та льодовикове. Це залежить від глибини басейну та різноманітності його ландшафтів. Річний стік рік тісно пов'язаний з їх харчуванням.Так, річки переважно снігового харчування мають яскраво виражену весняну повінь і літню межень. Річки льодовикового харчування відрізняються переважно літнім стоком, оскільки саме влітку льодовики у горах (Аму-Дарья, Сир-Дарья, Кубань, Терек та інших.). Стік у річках дощового харчування заздрості від опадів. Опади, а значить і стік, можуть бути літніми в умовах мусонного клімату, зимовими, середземноморських областях, рівномірними протягом усього року (річки Західної Європи).

Отже, річки визначаються переважно кліматичними умовами. Невипадково, наш великий кліматолог А. І. Воєйков висловився: «Річки – продукт клімату».

Поточні води річок мають кінетичну енергію, роблять значну роботу - розмивають русло, транспортують продукти розмиву - алювій. Річкові відкладення утворюють алювіальні рівнини. Наприклад, алювіальним рівнинам відносяться: Амазонська, Західно-Сибірська, Східно-Сибірська, Конголезька та ін Алювієм складені дельти в гирлах річок Ніл, Олена, Волга, Парана, а також річкові тераси на схилах долин.

У сучасну епоху йде процес забруднення поверхневих вод органічними та неорганічними речовинами промислового та сільськогосподарського походження. Внаслідок цього деякі озера ектрофуються, тобто бурхливо заростають водоростями. Небезпечним є забруднення поверхневих вод нафтопродуктами, хімічними відходами, засобами захисту рослин.

Привертає увагу відмінність хімічного складу солей, розчинених у морських і річкових водах. У океанічних водах переважають хлориди сульфати, у річках панують карбонати (до 60% маси солей). У морській воді їх лише 0.3%.

Озера. Їх роль географічній оболонці важлива і різноманітна. Озера: а) регулятори річкового стоку; б) часто служать великими акумуляторами прісної води. Наприклад, Байкал: 23 10 12 м 3 води, Танганьїка: 18.9 10 12 , озеро Верхнє: 16.6 10 12 м 3 води; в) озера містять запаси цінних видів риб; г) у деяких озерах видобуваються корисні копалини; д) озера грають істотну роль водному балансі поверхневих вод суші.

Загальна площа, займана озерами, оцінюється приблизно 2 млн. км 2 , із сумарним обсягом вод понад 1.76 10 14 м 3 . Це вчетверо перевищує сумарний річний стік всіх річок земної кулі.

У другій половині XX століття людина створила близько 10 тисяч штучних озер водосховищ. Об'єм їх вод 5 10 12 м 3 . Найбільша кількість – у Росії, на Україні, у Середній Азії, США, Канаді, Індії. Їх значення та функції: водорегулюючі, меліоративні, судноплавні, рибогосподарські та ін. Створено сотні тисяч ставків, що мають водогосподарське та рибогосподарське значення.

Болота. Це область суші з різко надлишковим зволоженням, застійним або проточним режимом вод і специфічною гідрофітною рослинністю. Вони займають 2% суші (їх площа 2.7 10 6 км 2 ). Болота служать акумуляторами атмосферних, річкових, ґрунтових вод. Повільно віддаючи ці води в річки, вони тим самим регулюють межовий стік.

Підземні води. Знаходяться в товщі гірських порід верхньої частини земної кори в рідкому, твердому (вічна мерзлота), пароподібному стані. За походженням розрізняють типи підземних вод: інфільтраційні- утворилися внаслідок просочування з поверхні дощових, талих та річкових вод; конденсаційні– виникають у порах та тріщинах гірських порід з водяної пари.

За фізичним станом підземні води бувають семи типів:

1. Гравітаційні –переміщуються під впливом сили тяжкості, заповнюють тріщини і порожнечі земної кори, переміщаються ними, і навіть займають замкнені зниження земної поверхні (утворюючи океани, моря, озера).

2. Капілярні– заповнюють дрібні пори в ґрунтах та гірських породах, утримуються за рахунок сил поверхневого натягу, переміщуються залежно від градієнта температури та вологості породи, навіть проти градієнта сили тяжіння. Завдяки цьому вони надходять до поверхні. Гравітаційні та капілярні ґрунтові води беруть активну участь у вологообороті .

3. Плівкова вода– обволікає частинки ґрунту та притягується до нього силою поверхневого натягу. Тому слабко бере участь у вологообігу і погано використовується рослинами.

4. Гігроскопічна– обволікає дрібні агрегати, ґрунти, видаляється лише при сильному нагріванні.

5. Кристалізаційна водафізично пов'язана у мінералах (гіпсі та ін). Тому при її видаленні змінюються їх фізичні властивості.

6. Конституційна вода. Вона хімічно пов'язана у мінералах таким чином, що при її видаленні мінерали руйнуються.

Грунтові води- Це перший шар від земної поверхні, що постійно існує. Ґрунтові води, як правило, прісні, відносяться до зони активного водообміну.

Міжпластові води– підземні води, що залягають нижче ґрунтових, відокремлені від них пластами водонепроникних порід. Знаходяться на глибині 200 – 300 м, відносяться до зоні щодо активного водообміну. Вони частково розвантажуються в глибокі річкові долини і океан, переважно прісні, чи слабоминерализованные – до 10 г/л солей. У тому випадку, коли міжпластові води знаходяться під гідростатичним тиском, вони називаються напірними чи артезіанськими.

Зона уповільненого водообмінузнаходиться нижче рівня моря. Її підземні води розвантажуються лише у океан. Вони переважно солоні (до 50 г/л), інколи ж представляють розсоли (понад 50 г/л).

Кріосфера. Їй властиві негативна та нульова температури. Належать сезонний та багаторічний змінний покриви; сезонна та багаторічна (вічна) мерзлота; ґрунти та гірські породи, що містять лід у порожнечах; гірські льодовики та льодовикові покриви; тріщинні та поховані льоди, і т.д. До кріосфери відносяться також і мігруючі хмари, що містять сніг і лід у тому числі сріблясті хмари.

Кріосфера - це уривчаста і непостійна по конфігурації оболонка Землі.

Кріолітозона- Верхній шар земної кори, що має негативні температури і характеризується наявністю підземних вод і сезонним промерзанням ґрунтів. Загальна площа постійного снігового покриву на суші 2 млн. км2 у північній півкулі та 14 млн. км2 у південній. Крім того, у високогірних льодовиках та на постійних морських льодахплоща снігового покриву близько 14 млн. км2. Отже, Загальна площаснігового покриву обох півкулях близько 30 млн. км 2 , тобто снігом покрито близько 6% всієї поверхні планети. Поряд із цим, величезну площу на суші та на морських льодах займають сезонні (тимчасові) сніги – у північній півкулі не менше 59 млн. км 2 , у південній – близько 2 млн. км 2 . На сезонних морських льодах сніговий покрив займає площу 24 млн км 2 . І загалом, загальна площа обох півкулях постійних і тимчасових снігів Землі близько 113 млн. км 2 , тобто 22% поверхні Землі.

Постійний сніговий покрив є джерелом утворення багатьох льодів – гірських та материкових льодовиків. Вони утворюють потужні льодові покриви в Антарктиді, Гренландії, на островах Землі – Франца – Йосипа, Шпіцбергена, Ісландії. У льодовиках зосереджено майже 69% усіх запасів прісної води Землі. 85% льодів поміщено в льодовиковий покрив Антарктиди. Підраховано, що танення цих льодів збільшував би рівень Світового океану на 50 – 60 м і призвело б до затоплення приблизно 20 млн. км 2 суші, тієї самої, яка особливо густо заселена та інтенсивно освоєна.

Льодовики та льодовикові покриви переміщуються під впливом сили тяжіння і виробляють величезну руйнівну роботу – екзарацію(виорювання) поверхневих гірських порід, транспортують продукти руйнування та відкладають їх – морени, а також цілі товщі галечників, гравію, піску.

Сніговий покрив, як постійний, і тимчасовий, надає велику увагу географічні процеси. Білий сніг має високу відбивну здатність, тому більшість сонячних променів відбивається від нього в атмосферу. Сезонний сніговий покрив взимку є акумулятором значної кількості води, що вивільняється навесні.

Вічна або багаторічна мерзлота– це частина земної кори, яка протягом тривалого часу характеризується середньою нульовою або негативною температурою(T 0 С). У таких умовах вода цілий рік знаходиться у твердій фазі. Мерзлота поширена площі 21 млн. км 2 – 14% суші. Більша її частина зосереджена у північній півкулі – Північній Євразії, Канаді, на островах Арктики, у Гренландії; у південній півкулі – Антарктичні острови, гірські хребти Південних Анд. Розподіл її відрізняється різко вираженою асиметрією – у північній півкулі 20 млн., у південній півкулі – 1 млн. км 2 . Соліфлюкційні потоки– рух схилами розріджених порід. Мерзлота перешкоджає проникненню в ґрунт коріння дерев, тому на ньому виростає лише небагато рослин, що мають поверхневою кореневою системою(Даурська модрина та ін).

Атмосфера –Зовнішня газова оболонка Землі. Має ярусну будову. Повітря утримується біля земної поверхні силою тяжіння. Нижню частину атмосфери, що безпосередньо примикає до земної поверхні, називають тропосферою. Її середня потужність 11 км (у полярних широтах – 8 км, в екваторіальних – 17 км). Тут зосереджено понад 80% усієї маси атмосфери. Від земної поверхні тропосфера одержує тепло. Газовий склад тропосфери формують живі організми, продукти вивітрювання гірських порід, осадоутворення. Виразно виражено зниження температури з висотою на 0.6 0 З кожні 100 м висоти (h). Характерний інтенсивний рух повітря. Відбуваються вертикальні та горизонтальні переміщення повітряних мас. Тропосфера містить основну кількість усієї атмосферної вологи у вигляді водяної пари та крапель води (хмари, туман), кристалів льоду, граду. У тропосфері зароджуються та розвиваються пасати, мусони, урагани та інші явища. На верхній межі тропосфера завершується тонким перехідним шаром – тропопаузою. Вище тропопауз вже немає атмосферної конвекції.

Стратосфераспостерігається до висоти 20 км. Опускання температури не відбувається. Вона скрізь – 60-70 0 С – це у нижній стратосфері. Вище йде шар постійного підвищення температури. Це зумовлено нагріванням озону з допомогою короткохвильової радіації – верхня стратосфера. Інакше стратосфера називають озонової сферою, оскільки у ній спостерігається підвищений вміст Про 3 (висота близько 25 км). Над стратосферою розташовується мезосфера- До висоти 80 км. Тут температура знижується до - 90 0 С. Ще вище розташовується іоносферадо висоти 800 – 1000 км. Температура підвищується до 220°С на висоті близько 150 км, до 1500°С – на висоті близько 600 км. Температура високих шарів атмосфери визначається за швидкістю кінетичного руху частинок. Термосфера (чи іоносфера) поглинає рентгенівське випромінювання сонячної корони. Вище 1 000 км. екзосфера(Зовнішня атмосфера). У ній швидкість руху атомів та молекул досягає другої космічної швидкості – 11.2 км/сек. Це дозволяє їм долати земне тяжіння, розсіюватись у космічному просторі. Найбільш інтенсивно йдуть атоми Н 2 , які утворюють довкола земної атмосфери корону – до висот 2 –3 тис. км.

Склад атмосфери. Повітря складається із сукупності постійних та змінних компонентів. До постійних відносяться гази (N - 78%, O 2 - 21%, аргон - 0.93%), а також неон, гелій, криптон, ксенон та ін До змінних компонентів відносяться діоксид вуглецю, водяна пара, озон, аерозолі. Діоксид вуглецю (СО 2) займає лише 0.03% обсягу повітря. Його зміст коливається по сезонах року, змінюється у багаторічному розрізі та неоднаково – у різних районах земної кулі. Залежить від природних процесів та господарської діяльностілюдини. Водяна пара надходить в атмосферу від поверхні, що підстилає. Його зміст ще мінливіший, залежить від пори року і доби. Діоксид вуглецю та водяна пара служать атмосферними фільтрами, що затримують довгохвильове випромінювання земної поверхні. Виникає оранжерейний (парниковий) ефект атмосфери. Має велике значення як термодинамічний фактор.

У зв'язку з інтенсивним розвитком промисловості, розоранням земель та іншими господарськими заходами, різко зросте запиленість повітря, збільшується каламутність атмосфери, що веде до зменшення сонячної радіації. Аерозоляминазивають частинки, що знаходяться в повітрі у зваженому стані: вулканічний пил, продукти горіння (дими), мінеральний пил, суперечки та пилок рослин, мікроорганізми, кристалики морських солей. Більшість аерозолів знаходиться в тропосфері. Деяка частина аерозолів доходить і до стратосфери завдяки польотам літаків та ракет. Тут вони стійкі та можуть перебувати понад 2 роки. Накопичення аерозолів у стратосфері є чинником зміни планетарного клімату.

Частину атмосфери, яка має постійний газовий склад, називають гомосферою. У вищих шарах атмосфери, під впливом ультрафіолетової та корпускулярної радіації Сонця, відбувається дисоціація молекул. Цю частину атмосфери (понад 90 – 100 км) називають гетеросферою.

У тропосфері існує одночасно кілька десятків повітряних мас, які постійно переміщуються, змінюють свої фізичні характеристики, тобто трансформуються, і приносять із собою властиву погоду: спекотну, суху, холодну і т.д.

Повітряні маси (ВМ)- це великі обсяги повітря, порівняні зі значними частинами материків і океанів, порівняно однорідні за температурою, випаровуванням, опадів, вологості повітря та інших характеристик.

Атмосферні фронти- Прикордонні шари, що розділяють ці маси. Тут спостерігається інтенсивне рух повітря, бо зустрічаються повітряні маси з різними температурами, вологістю, отже, і щільністю. На фронтах зароджуються величезні вихрові рухи повітря – циклони та антициклони. У зоні фронтів випадають опади, відбувається різка зміна погоди. Отже, атмосферні фронти – найдинамічніші частини тропосфери.

Повітряні маси можна поєднати в типи:

1. екваторіальне повітря (ЕВ). Утворюється в екваторіальній зоні, тому відрізняється високою температурою та випаровуванням. Ці властивості характерні й у суші. Тому екваторіальне повітря не поділяють на морське (М) і континентальне (К). Влітку екваторіальне повітря заходить у субекваторіальний пояс, що приносить у ці роботи рясні опади (х).

2. тропічне повітря (ТВ) –повітряні маси формуються у тропічних та субтропічних широтах над океанами та сушею (пустеля Сахара, Аравійський півострів, Мексика, Австралійські пустелі). Влітку континентальне тропічне повітря формується над аридними районами помірних широт (північна Азія, Монголія, північний Китай, Великий басейн Північної Америки). Континентальне тропічне повітря характеризується високими температурами та зниженою вологістю. Над посушливими районами міститься в повітряній масі значна кількість аерозольних частинок і насамперед мінерального пилу. Морське тропічне повітря - прохолодніше за континентальне, містить велику кількість вологи. Завдяки цьому з поверхні океану відбувається сильне випаровування.

3. помірне повітря (УВ) –формується в помірних поясах (взимку у субтропіках), відрізняється різноманітністю. Континентальне помірне повітря розвивається над континентальним, влітку воно сильно прогрівається, стає вологим і наближається до континентального тропічного повітря за фізичними властивостями. Взимку континентальне помірне повітря сильно охолоджується і стає сухим через незначне випаровування. Морське помірне повітря формується над океанами в середніх широтах і відрізняється підвищеною вологістю та температурою; взимку він приносить відлиги та опади, влітку прохолодну, похмуру з опадами погоду. Влітку повітря помірних широт займає субарктичний чи субантарктичний пояс.

Арктичне (антарктичне) повітря (АВ, АнтВ) утворюється над льодовими та сніговими покривами, які сильно вихолоджуються в зимовий час, особливо під час полярної ночі. Для нього характерні низькі температури, малий вміст вологи і велика прозорість. Розрізняють континентальне арктичне повітря- Він формується над льодовиками Гренландії, Антарктиди, островами Арктичного басейну, а взимку - над крижаними полями океану; і морське арктичне повітря– над відкритими водними поверхнями Північно-Льодовитого океану та Південного океану. Перший - дуже холодний і сухий, другий - тепліший і вологіший. Вторгнення арктичного повітря та антарктичного повітря в помірні широти завжди приносить похолодання влітку та сильні морози взимку. Взимку арктичне повітря та антарктичне повітря займають також субарктичний та субантарктичний пояси.

Біосфера- Сукупність живих організмів, що населяють географічну оболонку. Життя зосереджене у вузькому, потужністю кілька десятків метрів, приповерхневому шарі Землі. Однак, у розсіяному вигляді (переважно у вигляді бактерій) вона проникає до 3 км у глиб земної кори (під океанами на глибину 0.5 – 1 км від дна) і захоплює всю тропосферу.

У сучасних класифікаціях органічний світ Землі ділиться на чотири царства: дробянки, до яких належать синьо-зелені водорості, гриби, рослини та тварини.

Важлива особливість живих організмів – їхня здатність пристосовуватися до різних умов існування та видозмінюватися. У зв'язку з цим, дослідженнями взаємовідносин організмів та середовища займається наука екологія.

Великою екологічною різноманітністю відрізняються бактерії. Вони поширені в повітрі до висоти озонового екрану, у воді на всю глибину океану, у ґрунтах, у корі вивітрювання, переважно вище за горизонт ґрунтових вод, у деяких родовищах корисних копалин (нафта, газ та ін.).

Специфічні екологічні функції виконують лишайники. Вони невибагливі, але світлолюбні, і тому зазвичай є піонерами рослинності. Селяться на виходах гірських порід та інших непридатних для життя місцях. Тим самим лишайники сприяють освоєнню непридатних місць.

Екологічні властивості рослин та тварин найбільш вивчені. Це світло, тепло, волога, ґрунтово-ґрунтові умови, ступінь забрудненості повітря. Наприклад, стосовно вологи розрізняють ксерофіти- рослини сухих місцепроживання (ковили, полину та ін), мезофіти- рослини місцепроживання з помірним зволоженням (більше лугових і лісових трав), гігрофіти- проживанням перезволожених місць проживання (низьких ділянок заплав, річок, боліт). Деякі рослини живуть у воді гідрофітиі т.д. Дуже велику роль відіграють едафічні(Ґрунтові) умови. У ґрунті рослини закріплюють свої кореневі системи, з неї одержують вологу та поживні речовини. Значення мають такі властивості ґрунту, як гранулометричний склад, пористість, вміст гумусу, розчинних солей, структура тощо. Для багатьох тварин грунт– основне чи єдине середовище існування.

Спільноти організмів.Організми утворюють на земній поверхні закономірні угруповання, які формуються в ході тривалого пристосування організмів один до одного та умов середовища. Такі угруповання називаються біоценозами.Органічний світ суші – найважливіші функції виконують рослини. Їм належить роль творців органічної речовини та вільного кисню атмосфери. Угруповання рослин суші розбиваються на: найбільші типи рослинності діляться на формації, потім на фітоценози.

На поверхні материків 22 типу рослинності: тундрова, тайгова, широколистяна, степова, чагарниково-деревна, субтропічна та ін. Кожен із типів рослинності характеризується певними рисами структуриі динаміки, характером ярусностіі зв'язківміж організмами, інтенсивністю відтворенняживої речовини і т.д.

Типи рослинності розміщуються залежно від кліматичних умов, утворюють горизонтальну та висотну зони. Наприклад, в умовах великої кількості тепла та вологи формуються вологі тропічні ліси з багатоярусною структурою рослинного покриву, великою кількістю видів, високою інтенсивністю процесів росту, відмирання та розкладання органічних залишків. При нестачі вологи розвиваються різні варіанти степовогоі пустельних типів рослинності. У субполярних та полярних районах, де недостатньо тепла та короткий вегетаційний період, формуються тундриі арктичні пустелі.

Тварини суші – також утворюють закономірні угруповання особин, що у складних взаєминах як між собою, і з рослинністю, і з абіотичної середовищем. Такі угруповання називають зооценозами.Вони менш стійкі просторово, ніж фітоценози, через мобільність тварин, проте, для кожного фітоценозу характерний певний зооценоз.

У сукупності фітоценоз, зооценоз та мікроорганізми утворюють біоценоз .

Органічний світ океану.Живі організми населяють усю товщу океанічних вод. За типом місцепроживання та способу життя морські організми об'єднуються у три групи:

1. планктон- Пасивно переміщаються, переважно по вертикалі одноклітинні водорості і деякі види тварин (одноклітинні рачки, медузи). Вони пов'язують ланцюги живлення поверхневих та глибинних шарів.

2. нектон- Тварини, що активно пересуваються - риби, китоподібні, головні молюски та ін.

3. бентос -організми, що живуть на дні.

Рослинні організми розвиваються переважно у шарі до 400 м глибини. Сюди проникає світло, тож можливий фотосинтез. Усього налічується близько 10 тисяч видів морських рослин. Переважають водорості. Тварини поширені у всіх шарах океану (близько 160 тисяч видів). Серед них переважають молюски, ракоподібні, риби, найпростіші.

Нижче за глибину проникнення світла немає рослин, отже, не створюється первинна органічна продукція, і тварини харчуються за рахунок залишків організмів, що надходять зверху. Органічний світ в океані розподіляється нерівномірно, залежно від температури, світла, солоності, прозорості, біогенних речовин, характеру грунту і т.д.

Розподіл живої речовини.Сукупність організмів, виражена у речовинно-енергетичному відношенні (маса, хімічний склад, енергія) називається живою речовиною.Основною характеристикою живої речовини є біомаса. Вона розподіляється у географічній оболонці дуже нерівномірно. Найбільш загальна закономірність у її розподілі, властива всій географічній оболонці – концентрація біомаси у зонах контактів контрастних середовищ.

Головна контактна зона географічної оболонки, її фокус – межа суші та океану з атмосферою. Максимум живої речовини, присвячений фокусу географічної оболонки, зменшується, і вгору, і вниз.

Переважна частина біомаси зосереджена суші. Біомаса суші приблизно в 200 разів більше за біомасу океану.Йдеться про живу біомасу. На суші фітомаса на три порядки перевершує зоомасу, в океанах зоомаса більше, ніж фітомаса, приблизно в 26 разів.

І серед тварин, і серед рослин океану домінує планктон.

Окремо зупинимося на понятті ґрунтовий покрив. Грунтназивають поверхневий шар земної кори, що виникає внаслідок впливу води, повітря, організмів на гірські породи. Ґрунт – особливе природна освіта, Що володіє родючістю, тобто здатністю забезпечувати рослини, що засвоюються мінеральними солями, вологою, і давати врожай.

У ґрунті мешкає безліч різних організмів, бактерій, ґрунтова мікрофауна, гриби, кореневі системи. вищих рослин, деякі тварини (хробаки, личинки та ін). Вони виконують величезну роботу з перетворення мертвих органічних залишків на мінеральні сполуки, які засвоюються рослинами.

Подібно до кріосфери ґрунт належить до похідним(а не основним) компонентамгеографічної оболонки, бо вона утворилася пізніше основних компонентів (літосфери, атмосфери, гідросфери та біосфери) і є результатом їхньої взаємодії.

Ґрунтовий покрив не утворює цілісної сфери, що охоплює всю планету (як основні геосфери Землі), а розташований лише на земній корі, і лише на континентах.

Ґрунти, як основні компоненти географічної оболонки, мають ясно вираженою ярусною будовою(Грунтові горизонти). Це свідчить про те, що вони знаходяться під сильним впливом сили тяжіння(як і земна кора, і гідросфери, і атмосфера).

Аналіз складу та будови географічної оболонки дозволяє говорити про роль у ній окремих компонентів. Як основні геокомпоненти, і похідні (кріосфера, педосфера) необхідні нормального функціонування географічної оболонки.

Знищення, або навіть значне скорочення геокомпонентів (наприклад, льодовикових покривів Антарктиди, Гренландії, або великих боліт Полісся, Західно-Сибірської рівнини) може спричинити далекосяжні наслідки, які вплинуть на всю географічну оболонку, тому що вона – цілісна система.

Ф. М. Мільков виділяє та обґрунтовує ще одну сферу:

Ландшафтна сфера- Це центр географічної оболонки, її активне ядро. Ландшафтна сфера – це тонкий шар прямого зіткнення контакту та енергійної взаємодії земної кори, повітряної тропосфери та водної оболонки. Вона насичена органічним життям, тому про неї можна сказати, що це біологічний фокус географічної оболонки Землі. Ландшафтна сфера – це місце трансформації сонячної енергії на різні види земної енергії, це середовище, найбільш сприятливе для розвитку життя. Саме до неї присвячені вислову В. І. Вернадського, «згущення життя» біосфери.

Можна сказати, що ландшафтна сфера – сукупність аквально-територіальних ландшафтних комплексів на суші, в океані та на льодовиках. Вона виникає на стику земної кори з атмосферою і представляє якісно нова освіта, яке не можна віднести до жодної з вищезгаданих сфер.

Ландшафтна сфера близька до біосфери, але між ними є й відмінності:

1. Ландшафтна сфера має глобальне поширення. Вона розвинена навіть там, де немає біосфери або за Мільковим (1990) – біострому (живого покриву). Наприклад, де немає біострому – крижаний щит Антарктиди, свіжі лавові покриви;

2. шар ландшафтної сфери більший, ніж шар біосфери. Крім рослинності та тваринного світу до її складу входять на суші приземні шари повітря, ґрунт, сучасна кора вивітрювання. З огляду на географічної оболонки ландшафтна сфера дуже тонкий горизонт, потужністю від кількох десятків до 200 – 250 м.

Ф. Н. Мільков справедливо наголошує, що ландшафтна сфера виконує роль вібруючого генератора та трансформатора міжструктурної речовини та енергії, які можуть розглядатися до зовнішніх меж географічної оболонки.

Виділення ландшафтної сфери не означає відривутим паче протиставленнягеографічні оболонки. Пізнання як частини цілогоможливо тільки у тісному зв'язку та на тлівсієї географічної оболонки. При цьому вертикальні межі фонуУсе більше розсуваютьсяу міру зростання таксономічного рангу ландшафтних комплексів.

"! У сьогоднішньому випуску Клубу я відповідатиму на запитання мами Ані та її сина Дані (7 років): "Якби не було магми, Земля б охолола?"

Щоб я могла відповісти на це питання, нам треба розібратися у будові Землі. І допоможе нам у цьому звичайне яйце. Зверху яйце покрите тонким шаром твердої, але крихкої шкаралупи. Якщо ми її розчистимо, під нею буде шар білої речовини – білок. А в самій середині ми побачимо жовтеньку кульку - жовток.

Приблизно так само влаштована наша Земля. Зверху тонкий шар земної кори. Потім йде шар, що називається мантією, а в самій середині – ядро.

Давайте зробимо уявний експеримент і здійснимо подорож у глиб Землі. Напевно, ваше маля вже пробував копати глибоку-преглибоку яму в пісочниці чи на пляжі? Але скільки б він не рив, він не зміг би прокопати глибше верхнього шару земної кори - ґрунту (пам'ятаєте, ми вже розбирали будову ґрунту в одному з минулих випусків Клубу). Якби йому на допомогу прийшли люди, спеціальність яких свердлити глибокі свердловини, - буровики, - то вони могли б допомогти йому докопатися до глибини 4-5 км. Там можна виявити стародавні гірські породи, які утворилися ще в ті часи, коли Земля була молодою, а також те, що називають корисними копалинами - нафта, газ, різні руди. Але все, що люди дістають із глибин Землі, ще знаходиться у самому верхньому шарі, у тій "шкаралупці", яка оточує планету-яйце.

Навіть найглибша свердловина, яку вдалося пробурити в земній корі людям, так і не дісталася наступного шару земних надр – мантії. Знаходиться ця свердловина в Росії, Кольському півострові, і заглиблюється у земну поверхню на 12 км. Це так глибоко! Але в порівнянні з Земною кулею така свердловина все одно, що для великого яблука укол голочкою, яка навіть не проткнула його шкірку!

Тому про те, що відбувається всередині Землі, вчені точно сказати не можуть. Відомості про все, що знаходиться глибше, ми можемо отримати лише непрямим шляхом (тобто дізнатися не на досвіді, а шляхом висновків). Наприклад, вивчаючи виверження вулканів і хвилі, що йдуть Земною кулею після землетрусів або потужних вибухів.

На сьогоднішній день більшість вчених дотримується ось такої моделі будови Землі:

Усередині Землі знаходиться тверде внутрішнє ядро ​​радіусом 1300 км, що складається в основному із залізо-нікелевого сплаву з домішкою інших важких елементів. Температура в центрі Землі величезна – за деякими оцінками вона досягає 5500 градусів Цельсія! Це майже стільки ж, скільки на поверхні Сонця!

Навколо нього до глибини 2900 км. розташований шар зовнішнього ядра. Воно складається з тієї ж речовини, що тільки перебуває в розплавленому в'язкотекучому стані.

Далі, до глибини 1000 км, йде шар мантії - розпеченої твердої речовини (температура її змінюється від 500 до 4000 градусів за Цельсієм). У ній зосереджено майже весь обсяг речовини планети (85%) і на неї припадає 2/3 маси Землі. Мантію ділять на нижню та верхню.

У верхньому шарі мантії окремо виділяють шар в'язкої пластичної речовини, яку називають астеносферою. Саме на ньому "плавають" літосферні плити- ділянки найвищого, твердого шару Землі, які й становлять земну кору. Її товщина невелика: 5 км під океанами та 30-40 км під материками. Через рух літосферних плит (повільного чи катастрофічного - у вигляді землетрусів), відбувається зміна форми земної поверхні: утворюються нові гори, моря та інші елементи рельєфу.

Ось тут, у верхніх шарах Землі - корі та астеносфері на глибинах від 15 до 250 км і утворюються магми (рідкий силікатний розплав), який виливаючись у вигляді лави через вулкани, застигає, утворюючи магматичні гірські породи (граніти, базальти та ін.) .

Запропонуйте дитині зробити коханий усіма дітьми содово-оцтовий вулкан і поспостерігати за його виверженням. Для цього можна обліпити пластиліном пляшечку з-під мікстури, покласти туди столову ложку соди і обережно додати трохи оцту.

Що ж буде, якщо вся магма Землі охолоне?

Процес остигання Землі йде від початку її існування. Колись Земля була розпеченою кулею. Але поступово його поверхня охолоне, і виникла тверда земна кора. Кора постійно рухається, дрейфує та змінює свою структуру через те, що під нею знаходиться шар рідкої речовини мантії. Якщо цей шар застигне, то тоді перестануть вивергатися вулкани і зупиниться вся тектонічна активність, а значить більше не рухатимуться літосферні плити та припиниться процес гороутворення. Але навряд чи це якось вплине життя на планеті. А ось коли Земля охолоне повністю (що станеться, по різним оцінкам, через 1-3 млрд. років), то на землян чекають набагато більші неприємності.

По-перше, Земля стане холодною. Адже сонячної енергії вистачає на те, щоб прогріти поверхню нашої планети лише на глибину близько 30 м. Основне тепло Земля отримує зі своїх надр. І якщо не буде цього тепла, то різниця між денною та нічною температурами на планеті стане дуже значною, не врятує навіть "ковдру" з атмосфери та гідросфери.

По-друге, Земля втратить своє магнітне поле. За сучасними уявленнями, магнітне поле генерується у процесі обертання рідкого ядра планети. Якщо ядро ​​застигне і "геодинамо" зупиниться, Земля залишиться беззахисною перед потоком радіаційних частинок, які летять на нашу планету від Сонця. А це, найімовірніше, призведе до загибелі всіх високоорганізованих форм життя (зокрема й людини).

Але остигання Землі для нас не страшне. Адже на той час, як Земля охолоне, жити на ній все одно буде неможливо через те, що Сонце збільшиться, і його випромінювання висушить усі океани на планеті. Тому людству доведеться заздалегідь подбати про те, щоб знайти собі новий космічний будинок та залишити рідну планету. Отже, завдання майбутніх поколінь (у тому числі й наших дітей) у тому, щоб направити свої сили та вміння на підготовку майбутньої колонізації землянами інших планет. І першим кроком у цьому напрямку стане пілотований політ на Марс, що планується в найближчі десятиліття.

Сподіваюся, Даню, я відповіла на твоє запитання?

А щоб я відповіла на ваші запитання, надсилайте їх мені на пошту tavika2000 @ yandex.ua(прибрати прогалини) з позначкою "Клуб чомучок". Усі надіслані до Клубу питання, незалежно від того, публікувалася на них відповідь чи ні, братимуть участь у розіграші призу, який відбудеться першої п'ятниці осені, 6 вересня. Подробиці про нього я повідомлю пізніше.

Називається корою і входить у літосферу, що у перекладі з грецької мови дослівно означає "кам'янистий" або "тверда куля". Вона включає і частину верхньої мантії. Все це знаходиться безпосередньо над астеносферою ("безсила куля") - над більш в'язким або пластичним шаром, що ніби підстилає літосферу.

Внутрішня структура Землі

Наша планета має форму еліпсоїда, або, точніше, геоїда, який є тривимірним геометричним тілом замкнутої форми. Це найважливіше геодезичне поняття дослівно перекладається як « подібний до Землі». Така виглядає наша планета зовні. Внутрішньо вона влаштована в такий спосіб - Земля складається з верств, розділених кордонами, які мають певні назви (найчіткіша їх - кордон Мохоровичича, чи Мохо, розділяє кору і мантію). Ядро, що є центром нашої планети, оболонка (або мантія) та кора – верхня тверда оболонкаЗемлі - ось основні шари, два з яких - ядро ​​та мантія, у свою чергу, діляться на 2 підшари - внутрішній та зовнішній, або нижній та верхній. Так, ядро, радіус сфери якого дорівнює 3,5 тисяч кілометрів, складається з твердого внутрішнього ядра (радіус 1,3) і рідкого зовнішнього. А мантія, або силікатна оболонка, ділиться на нижню та верхню частини, на які разом припадає 67% усієї маси нашої планети.

Найтонший шар планети

Верхня тверда поверхня Землі є досить тонкою верхньою оболонкою (на суші - 40-80 км, під водою - 10-15). На неї припадає всього 1% усієї складається з двох типів - суша являє собою континентальний, морське дно - океанічний.

Існують і перехідні зони, розташовані в основному на берегах океанів - острівно-дугові. Територіально найтовстіша частина земної кори припадає на гори, зокрема на Гімалаї (75 км), центр океану - її найтонша частина (5-7 км). Товщина самої літосфери на суші і на океанічному дні дорівнює відповідно 25-200 і 5-100 кілометрів. До складу літосфери входить не весь верхній шар мантії, а лише його невелика частина до декількох десятків кілометрів, тоді як сам шар досягає від 500 до 900 км.

Фізичний та хімічний склади Землі

Тверда оболонка Землі складається з трьох видів порід - осадові (уламкові,
хімічні, біогенні), вивержені, або магматичні (на них припадають 95% усієї літосфери: на суші переважають граніти, на дні – базальти), та метаморфічні (утворені у земній товщі). Під океанічною товщею води кора складається із двох шарів. 99,5% хімічного складу, який має верхня тверда оболонка Землі, припадає на водень та кисень, алюміній та кремній, залізо та магній, кальцій та натрій – всього на вісім елементів таблиці Менделєєва. Усі відомості про внутрішній устрій Землі є теоретичними науковими рішеннями. Для безпосереднього вивчення доступна лише тверда верхня оболонка Землі, тому що до наступного шару сучасна людина фізично дістатися не може. Тому всі питання щодо структури нашої планети спірні. Однак і на поверхні не все доведено та досліджено. Спірним залишається навіть саме походження земної кори. Тому такі актуальні всі напрями вивчення літосфери. У ній зосереджені доступні корисні копалини, а у найвищій її частині знаходяться ґрунти, що так багато значать у житті людини.

Особливості літосфери

Отже, межі літосфери можна визначити поверхнею розділу, який носить ім'я сербського геофізика Мохоровичича, і яку визначають за перепадами швидкостей сейсмічних хвиль. І в цих межах відбуваються суворі процеси, що загрожують екологічними катастрофами - зрушення, в тому числі і тектонічні, обвали і селі,

Самі ґрунти виникли одночасно з життям на Землі та є продуктом впливу навколишнього середовища – води, повітря, живих організмів та рослин. Залежно від різних умов (геологічних, географічних та кліматичних) цей найважливіший природний ресурсмає товщину від 15 см до 3 м. Цінність деяких видів ґрунтів дуже велика. Наприклад, український чорнозем німці за часів окупації рулонами вивозили до Німеччини. Говорячи про земну кору, не можна не сказати про великі тверді ділянки, що ковзають по рідкіших шарах мантії і переміщуються відносно один одного. Їх зближення та «наїзди» загрожують, які можуть бути причиною катастроф на Землі.