Вопросы для самопроверки

1.Поясните понятия: химический элемент, соединение.

2. Перечислите и поясните основные черты химических реакций.

3. Какие типы химических реакций вам известны?

4. Какие факторы оказывают влияние на скорость протекания химических реакций?

Тема 14. Концептуальное содержание наук о Земле

Комплекс наук о Земле обычно называют геологией. Земля – место и необходимое условие существования человечества и уникальный космический объект. Важным количественно-эволюционным параметром Земли является геологическое время. Существуют различные способы осмысления геологического времени: литологические; биостратиграфические; радиологические.

Земля представляет собой твердое тело, окруженное водной и газовой оболочками – гидросферой и атмосферой, имеет почти сферическую форму, слегка сплюснута с полюсов и состоит из трех основных концентрических слоев или сфер: ядра, мантии и коры. Около 70 % поверхности Земли покрыты водой, включая обе полярные ледяные шапки. Средняя скорость движения вокруг Солнца – 30 км/сек. Ось вращения Земли наклонена по отношению к плоскости орбиты на 23,5 градуса, что является причиной смены времен (сезонов) года.

Все геологические структуры Земли являются диссипативными структурами, которые возникают и поддерживаются за счет диссипации внутренней энергии и одновременно изменяются за счет поглощения и рассеяния энергии Солнца. Внутренняя энергия Земли образовалась благодаря многим процессам, выделим два из них – аккрецию и радиоактивность.

Сверху от поверхности Земли до глубины в несколько десятков километров простирается земная кора, которая состоит из нескольких слоев: самый верхний – осадочный, затем следует гранитный и нижний – базальтовый. Под корой расположена мантия, для которой предполагается так называемый ультраосновной состав  меньше, чем в базальтах кремния и алюминия и больше железа и магния. Кора вместе с самой верхней частью мантии образует литосферу, состоящую из жесткого непластичного материала, ниже находится астеносфера – слой материалов с пониженной вязкостью и скоростью сейсмических волн. Астеносфера выполняет демпфирующую роль для поднимающейся из недр верхней мантии, не позволяя ей разрывать поверхность земной коры.

Мантия Земли отделена от земной коры границей Мохоровичича и разделяется на верхнюю и нижнюю. Простирается она до глубины 2900 км, где проходит её граница Гутенберга с земным ядром. Внешнее ядро Земли расплавленное, жидкое и состоит в основном из железа и никеля. Глубже находится внутреннее твердое ядро того же состава, что и внешнее ядро.

Все наблюдаемые на поверхности Земли крупные тектонические процессы связаны с процессами в верхней мантии. Первопричиной тектонических движений является конвекция в мантии, обусловленная диссипацией внутренней энергии Земли.

Общую структуру этих движений по современным воззрениям следует описывать в рамках «новой глобальной тектоники» (гипотеза немецкого геофизика Альфреда Вегенера, получившая развитие в середине ХХ века). Согласно этой теории, литосфера разбита на сравнительно небольшое число независимых жестких блоков – литосферных плит, и все изменения, происходящие на поверхности планеты, связаны с движением по ней этих плит. Плиты могут двигаться поступательно, разворачиваться, сталкиваться и расходиться. Они могут нырять одна под другую и тонуть в мантии, в так называемых зонах субдукции, и могут вновь создаваться из мантийного вещества, поднимающегося к поверхности в зонах спрединга. Рождение плит и их уход обратно в мантию происходит в океанах. Зоны спрединга расположены вдоль срединноокеанических хребтов, а зоны субдукции – по границам океанов, они отмечены узкими и глубокими впадинами – глубоководными желобами и островными дугами.

Следует принять во внимание, что в неклассической концепции глобальной эволюции Земли в объяснении динамических истоков развития геосферных оболочек решающее значение придается:

• однородности химического состава первичной Земли;

• изменению ее термодинамических состояний под воздействием энергетических потоков;

• приобретению расплавленным веществом Земли текуче-подвижных состояний, приводящих к химико-плоскостной дифференциации этого вещества;

• образованию в результате дифференциации вещества Земли ее геосферных оболочек;

• эволюции геосферных оболочек в процессе непрекращающихся изменений динамических потенциалов Земли.

Каждая из геосферных оболочек обладает как абиотической, так и экологической значимостью. Абиотический и экологический подходы дополняют друг друга. В середине 90-х годов было введено понятие «экологические функции литосферы». Обычно выделяют четыре экологические функции литосферы: ресурсную, физическую, геодинамическую и химическую.

Литература: [1, с. 70-89]; [6, с. 257-312].