Биосфера. Изучая биосферу как особую оболочку земного шара, необходимо предварительно ознакомиться со строением Земли

Изучая биосферу как особую оболочку земного шара, необходимо предварительно ознакомиться со строением Земли. Это даст воз­можность глубже понять, в каких условиях формировалась жизнь, что ее защищает, а что представляет угрозу ее существованию.

При описании Земли выделяют так называемые геосферы - концен­трические оболочки планеты различной плотности и химического состава. В направлении от периферии к центру Земли различают магнитосферу, атмосферу, земную кору, мантию Земли и ядро Земли (табл. 1).

Показатели геосфер Земли (таблица 1)

Магнитосфера Земли — область околоземного пространства, граница которой (магнитопауза) определяется равенством давления магнитного поля Земли и динамического давления солнечного ветра.

Конфигурация магнитосферы непрерывно меняется, простираясь с дневной стороны до 10-12 R¹, а с ночной - вытянута, образуя так назы­ваемый магнитный хвост Земли в несколько сотен R. Она реагирует на проявления солнечной активности, сопровождающейся изменениями в солнечном ветре и его магнитном поле (магнитные бури). При этом час­тицы солнечного ветра вторгаются в магнитосферу, происходит нагрев и усиление ионизации верхних слоев атмосферы, ускорение заряженных частиц, увеличение яркости " полярных сияний", возникновение электро­магнитных шумов, нарушение радиосвязи.

Атмосфера — газовая оболочка Земли, которая удерживается планетой посредством силы гравитационного поля и принимает участие в ее су­точном и газовом вращении. Она состоит из смеси различных газов, во­дяных паров и пыли.

С увеличением высоты плотность воздуха убывает, и атмосфера плав­но переходит в космическое пространство. Она делится на слои: тропо­сферу, стратосферу, мезосферу, термосферу и экзосферу, которые отли­чаются температурой, ионизацией молекул и другими параметрами. Ат­мосфера является активным участником физических процессов, которые протекают на суше и в верхних слоях водоемов (выветривание, морские течения).

Гидросфера — прерывистая водная оболочка Земли, располагающаяся между атмосферой и земной корой. Она включает в себя совокупность всех вод планеты: материковых (глубинных, почвенных, поверхностных), океанических и атмосферных. Гидросфера является колыбелью жизни на нашей планете. Она играет огромную роль в формировании природной среды Земли.

Земная кора - твердая внешняя оболочка толщиной до 70 км в гор­ных областях, около 30 км под равнинами, 5—7 км под океанами. Ее верхняя часть - осадочной слой, состоящий из осадочных пород; средняя - " гранитный" слой (выражен только на материках); нижняя — " базальтовый" слой (выражен только на материках).

Под земной корой располагается мантия (толщиной около 2900 км). Занимает 83% Земли (без атмосферы) по объему и 67% по массе. Мантия Земли состоит, видимо, преимущественно из тяжелых минералов, бога­тых магнием и железом. С процессами, проходящими в верхней (грани­чащей с земной корой) мантии Земли, тесно связаны тектонические движения, вулканизм, горообразование и др.

Земная кора и верхняя (твердая) часть мантии Земли составляют ли­ тосферу (от греческого lithos) — верхнюю твердую оболочку Земли, огра­ниченную сверху атмосферой и гидросферой, а снизу астеносферой (сло­ем пониженной твердости, прочности и вязкости, расположенным в ман­тии Земли). Толщина литосферы колеблется в пределах 50-200 км. Про­цесс преобразования литосферы живыми организмами, начавшийся око­ло 450 млн лет назад, привел к образованию почвы, толщина которой достигает 2—3 м.

Ядро Земли — наиболее плотная ее центральная часть. Его плотность составляет от 9400 кг/м³ в периодической (ближайшей к мантии) области до 17 200 кг/м³ (в два с лишним раза выше, чем у железа) в более глубо­ких слоях; давление достигает 140-350 ГПа¹ (1, 4-3, 5 млн атм.), темпера­тура 2000—5000°С. Предполагают, что по химическому составу вещество ядра сходно с веществом мантии Земли, но находится в металлическом состоянии.