Глава 12. Биосфера земли

12.1. Геосферы земли

12.1.1. Общая характеристика планеты Земля

Земля - третья планета от Солнца, одна из девяти планет Солнечной системы. Место планеты Земля в иерархической организации Вселенной: Вселенная --> Метагалактика (скопление галактик) --> наша Галактика (галактика Млечного пути) --> Солнечная система --> Земля. Земля, как и остальные планеты, обращается вокруг Солнца по эллиптической орбите. Одновременно она вращается вокруг собственной оси.

Мировой океан занимает 71 % поверхности Земли, суша только 29 %. Суша распределена среди Мирового океана неравномерно. В северном полушарии она занимает 39 % общей площади, а в южном - 19 %. В южном полушарии, в отличие от северного, в умеренных широтах (50-60 ) суши почти нет, зато в полярной области находится материк - Антарктида.

Возраст планеты Земля составляет около 4,6 млрд лет. В течение этого времени на Земле происходили процессы превращения и перемещения материи, в результате чего земной шар расчленился на ряд оболочек, или геологических сфер (геосфер). Выделяют различные сферы Земли: ядро, мантию, земную кору, педосферу, литосферу, атмосферу, гидросферу, педосферу, биосферу, ноосферу и др. Атмосфера (греч. "атмос" - пар) - воздушная оболочка Земли. Гидросфера (греч. "гидора" - вода) - водная оболочка Земли. Литосфера (греч. "литос" - камень) - твердая оболочка земного шара. Педосфера (лат. "педис" - нога, стопа) - оболочка Земли, образуемая почвенным покровом. Биосфера (греч. "биос" - жизнь) - оболочка Земли, преобразованная живыми организмами. Ноосфера (греч. "ноо" - разум) - оболочка Земли, преобразованная деятельностью человека.

Слои Земли имеют разный химический состав, что объясняют дифференциацией первичного вещества планеты. В ходе формирования планеты более тяжелые элементы (железо, никель и др.) "тонули" и образовали ядро, а относительно легкие (кремний, алюминий и др.) "всплывали" и сформировали земную кору. Одновременно из расплава выделялись газы, образовавшие атмосферу, и пары воды, которые сформировали гидросферу. В результате на Земле сложились условия благоприятные для развития жизни. Живые организмы сформировали особую оболочку - биосферу. С возникновением человека биосфера вступает в новую стадию развития - ноосферу.

12.1.2. Атмосфера

Атмосфера - сплошная воздушная оболочка Земли. Атмосфера окружает Землю до высоты 3 тыс. км. Она состоит из смеси газов и пылевидных частиц. В сухом чистом воздухе в объемных процентах содержится 78 % азота, 21 % кислорода, 0,9 % аргона, 0,03 % углекислого газа и около 0,003 % смеси неона, гелия, криптона, ксенона, оксидов азота, метана, водорода, паров воды и озона. На долю водяного пара приходится до 3 % объема атмосферы. Большая часть пыли в составе атмосферы поднята с поверхности Земли, но также присутствует космическая и бактериальная пыль.

Состав и свойства атмосферы на разных высотах неодинаковы, поэтому ее подразделяют на тропо-, страто-, мезо-, термо- и экзосферы. Последние три слоя иногда рассматривают как ионосферу.

Тропосфера (от 0 до 7 км у полюсов и до 18 км у экватора). В тропосфере сосредоточен весь водяной пар и 4/5 массы атмосферы. Здесь развиваются все погодные явления. Погода и климат на Земле зависят от распределения тепла, давления и содержания водяного пара в атмосфере. Водяной пар поглощает солнечную радиацию, увеличивает плотность воздуха и является источником всех осадков. Температура тропосферы с высотой уменьшается и на высоте 10-12 км достигает минус 55 0С.

Стратосфера (до 40 км). Температура постепенно возрастает до 0 0С. На высоте 22-24 км наблюдается максимальная концентрация озона (озоновый слой). Он поглощает большую часть губительного для живых организмов жесткого излучения Солнца.

Мезосфера (до 80 км). Температура падает до минус 60-80 0С. Наблюдается высокое содержание ионов газов, являющихся причиной возникновения полярных сияний.

Термосфера (до 800 км). Характеризуется ростом температуры. Увеличивается содержание легких газов - водорода и гелия - и заряженных частиц.

Экзосфера (до 1500-2000 (3000) км). Здесь происходит рассеивание (диссипация) атмосферных газов в космическое пространство.