5. Магнитосфера.

Наличие у Земли магнитного поля было известно людям давно и применялось, например, в компасах. У поверхности Земли магнитное поле довольно слабое и составляет около 0.5 эрстед.

Магнитное поле Земли сходно с полем, создаваемым плоским магнитом, ось которого проходит через центр Земли, отклоняясь от оси Земли примерно на 20^о. Магнитные полюса Земли не совпадают с географическими и постоянно смещаются (дрейфуют). Существуют секулярные (вековые, с периодом около 960 лет), ежегодные и даже суточные смещения магнитных полюсов. Изучение горных пород показывает, что за последние 100 млн лет оно по крайней мере 170 раз полностью меняло полярность.

Магнетизм Земли имеет динамическое происхождение, т.е. связан с движением вещества во внешнем ядре и субъядре планеты. Ядро само по себе не должно иметь магнитных свойств при столь высоких температурах, какие имеют место в центре Земли.

На строение магнитосферы сильно влияет солнечный ветер – поток заряженных частиц, выбрасываемых Солнцем. Эти частицы отклоняются магнитным полем, обтекая его и образуя шлейф, который тянется в сторону, противоположную Солнцу, на многие миллионы километров. Вследствие этого магнитное поле Земли очень несимметрично. Взаимодействие магнитосферы с солнечным ветром приводит к образованию у нее сложной слоистой структуры.

6. Гидросфера.

Общая масса воды на Земле составляет 1/4000 массы Земли, причем вода находится во всех 3 агрегатных состояниях. 99% воды – жидкая вода, в основном соленая, сосредоточенная в Мировом Океане (71% поверхности планеты). Мировой Океан является хранилищем солнечной энергии благодаря высокой теплоемкости воды.

Важную роль в терморегуляции и формировании климата играют также снег и лед, 99% которых находится в Антарктиде и Гренландии.

В состав гидросферы входят также подземные воды.

Зона плотной воды охватывает всю мантию, где вода находится в диссоциированном состоянии – в виде ионов Н⁺ и О^2-.

Отметим особую роль воды как колыбели жизни на Земле.

7. Атмосфера.

Масса воздушной оболочки Земли – около 5 10¹⁸ кг, половина сосредоточена на высоте до 6 км. Атмосфера состоит на 78% из азота, на 21% - из кислорода, содержит чуть менее 1% аргона, 0.03% - углекислого газа. Водород, самый распространенный во Вселенной газ, в земной атмосфере практически отсутствует. Легкие газы улетучиваются с Земли, за планетой по орбите тянется водородно-гелиевый шлейф. Следы атмосферы обнаружены на расстоянии 20 000 км от поверхности Земли.

С точки зрения физических процессов атмосфера разделяется на хемисферу (ниже 80 км), где существенную роль играют химические процессы, и ионосферу (свыше 80 км), ответственную за отражение радиоволн, полярные сияния и другие электрические процессы и явления.

Достаточно условно атмосферу делят на 5 сфер по температуре (понимаемой как мера энергии частиц): тропосфера (11 – 20 км), стратосфера (до 50 – 55 км), мезосфера (до 80 – 85 км), термосфера (до 800 км), экзосфера (свыше 800 км, до 1000 – 1200 км, где еще наблюдаются полярные сияния).

Тропосфера содержит основную массу водяного пара, в ней постоянно происходят процессы перемешивания. Именно здесь формируется климат и погода. Температура в тропосфере уменьшается примерно на 5 К на 1 км высоты.

В стратосфере также идет активное перемешивание воздушных масс, но водяные пары отсутствуют. Здесь расположен озоновый слой на высоте от 20 до 30 км.

Между тропосферой и стратосферой расположена тропопауза – узкий слой толщиной 1-2 км, в котором перемещаются узкие мощные потоки воздуха (скорости до 300 км/ч).