Литосфера Земли; её строение и состав

Внутренне строение Земли включает три оболочки: земную кору, мантию и ядро. Оболочечное строение установлено дистанционными методами, основанными на измерении скорости распространения сейсмических волн - продольных (связаны с направлениями растяжения, ориентированными по направлению их распространения) и поперечных (вызываю колебания среды, ориентированы под прямым углом к направлению их распространения). Эти волны в жидкой среде не распространяются. Земная кора - каменистая оболочка, сложенная твёрдым веществом. Она отделяется от верхней мантии границей Мохоровича, на которой происходит скачок скоростей продольных сейсмических волн. Мантия представляет собой небольшую по объёму и весу оболочку Земли, простирающуюся от подошвы земной коры до границы Гутенберга, принимаемой за нижнюю границу мантии. Мантию подразделяют на нижнюю и верхнюю. Состав её достаточно однороден вследствие интенсивного конвективного перемешивания внутримантийными течениями. Верхняя мантия называется астеносферой - слой повышенной пластичности вещества, близкого к температуре плавления. Ядро представляет собой сфероид с радиусом около 3500 км. Это наиболее плотная оболочка Земли. Внешнее - в жидком состоянии и внутреннее — твёрдое. Литосфера - внешняя «твёрдая» оболочка Земли, включающая земную кору и верхнюю часть мантии. Литосферу и подстилающие подвижные слои астеносферы, где обычно зарождаются и реализуются внутриземные движения тектонического характера, а также обычно находятся очаги землетрясений - тектоносфера. Минералы - хим. элементы в земной коре, образующие природные соединения. Это обычно твёрдые в-ва, обладающие определёнными физ. св-вами. Закономерные сочетания минералов образуют горные породы. По происхождению горные породы делят на магматические (застывание магмы; если в земле - интрузивные, излияния - эффузивные; по содержанию кремнезёма - кислые, средние, основные и ультраосновные), осадочные (за счёт отложения материала; разрушение - обломочные, при участии организмов -органогенные, выпадение в-ва из р-ра - хемогенные) и метаморфические (изменение магматических и осадочных горных пород). Около 90% - породы магматического и метаморфического генезиса. Для географической оболочки значительную роль играет относительно маломощный и прерывистый слой осадочных горных пород (стратисфера), которые непосредственно контактируют с разными компонентами оболочки. По строению и мощности различают два типа земной коры - материковая (континентальная) и океаническая. Материковая состоит из осадочного, гранитного (породы обогащенные кремнием и алюминием) и базальтового (обогащены кремнием и магнием) слоев. Граница между гранитным и базальтовым — граница Конрада. Океаническая кора двухслойная - базальтовый, на котором лежит маломощный осадочный. Базальтовые слои материковые и океанические принципиально различны. На материке - контактные формирования между мантией и древнейшими земными породами. В океанах это реальные базальтовые образования в основном мезозойского возраста, возникшие за счёт подводных излияний при раздвижении литосферных плит. Местами наблюдается переходный тип земной коры, для которого характерна значительная пространственная неоднородность. Наличие разных типов земной коры обусловлено различиями в развитии отдельных частей планеты и их возрасте. Океаническая кора возникла за счёт внедрения магмы по разломам между континентальной. Земная кора формировалась не менее 4 млрд. лет, в течение которых она усложнялась под воздействием эндогенных и экзогенных процессов. Проявляясь с разной интенсивностью и в разное время, тектонические движения формировали структуру земной коры, которые образуют рельеф планеты. Крупные формы рельефа -морфоструктуры (горные хребты, плато), мелкие - морфоскульптуры (карст). Основные планетарные структуры — материки и океаны. В пределах материка - складчатые пояса и платформы - структуры второго порядка. Платформы - устойчивые в тектоническом отношении участки земной коры, состоящие из фундамента (древнейшие породы) и осадочного чехла. Участки платформ, где фундамент погружён под осадочный чехол называют плитами. Места выхода пород фундамента - щитами. На дне океанов выделяют тектонически устойчивые участки — талассокротоны и подвижные - георифтогенали. Последние соответствуют срединно океаническим хребтам. Контактные зоны между континентами и океанами подразделяют на активные (очаги землетрясений, вулканизма) и пассивные (постепенные смены континентов через шельфы и материковые склоны). Фиксизм — фиксированное положение континентов, преобладание вертикальных движений в тектонических деформациях. Мобилизм — первостепенная роль горизонтальных движений - гипотеза дрейфа материков. Два варианта взаимодействия литосферных плит: расхождение и столкновение, горизонтальное скольжение. Пангея — 1)Гондвана (юг); 2)Лавразия (сев.)

5.2 Атмосфера Земли; её строение и состав.

Атмосфера - внешняя газовая оболочка Земли. Нижняя граница - земная поверхность, верхняя - на высоте 3000 км, где плотность воздуха становится равной плотности вещества в Космосе. Воздух атмосферы удерживается у земной поверхности силой притяжения. Общий вес атмосферы = 5,136 • 10¹⁵ т, что соответствует весу распределённого по Земле слоя воды толщиной в 10 м. Плотность воздуха надо уровнем моря в среднем = 1,2255 кг\м. На высоте 300 км плотность воздуха уже в 100 млрд. раз меньше, чем у поверхности. Атмосфера состоит из постоянных и переменных компонентов. К постоянным относятся азот. кислород и инертные газы. Постоянство определяется равновесием между выделением и поглощением кислорода и азота. Инертные газы не участвуют в реакциях. Переменные - диоксид углерода, водяной пар, озон, аэрозоли. Водяной пар задерживает до 60% теплового излучения планеты. С помощью водяного пара энергия испарения переходит в открытую форму. Благодаря этому большое количество энергии перемещается в географической оболочке, питая различные атмосферные процессы. Содержание диоксида углерода убывает с высотой, понижаясь на верхних слоях практически до нуля. Углекислый газ задерживает до 18% теплового излучения. Он является основным веществом для построения растениями органического вещества. Водяной пар и диоксид углерода служат атмосферными фильтрами, задерживающими длинноволновое тепловое излучение земной поверхности. Из-за этого возникает парниковый эффект, определяющий общее повышение температуры земной поверхности. Аэрозольные частицы — находящиеся во взвешенном состоянии минеральная и вулканическая пыль, продукты горении, кристаллики морских солей, споры и пыльца растений, микроорганизмы. Содержание аэрозолей определяет уровень прозрачности атмосферы. В связи с активной антропогенной деятельностью запылённость атмосферы увеличивается. В связи с этим понижается величина приходящей к Земле солнечной радиации. Наиболее крупные аэрозоли (ядра конденсации) способствуют превращению водяного пара в водяные капли (облака). Нижняя часть атмосферы называется тропосферой. В ней сосредоточено до 80% всей массы атмосферы. Понижение температуры в этом слое связано с расширением воздуха под воздействием уменьшения с высотой внешнего давления. Отклонение от нормального - инверсия. Физические свойства воздуха тропосферы во многом обусловлены характером взаимодействия с подстилающей поверхностью. Вследствие непрерывного перемещения воздуха его состав во всей толще тропосферы постоянный. Тропосфера содержит основное количество всей атмосферной влаги. Вблизи верхней границы тропосферы располагается переходный слой - тропопауза. Выше не поднимаются вертикальные потоки воздуха, обусловленные различиями его нагревания и увлажнения от земной поверхности (атмосферная конвекция). Выше тропосферы располагается стратосфера. В нижней её части наблюдается изотермия. Стратосфера охвачена мощной горизонтальной циркуляцией с элементами вертикальных движений, что способствует активному перемешиванию воздуха. Антропогенное загрязнение практически исключено, но сюда проникают продукты активных вулканических выбросов, сохраняющиеся довольно длительное время и влияющие на космическое излучение, включая солнечное. Особенностью стратосферы является озоновый слой. Поскольку атмосфера избирательно пропускает через себя электромагнитное излучение Солнца, солнечная радиация распределяется по земной поверхности неравномерно. Входящий в состав воздуха кислород взаимодействует с коротковолновой ультрафиолетовой радиацией, и когда молекула кислорода поглощает УФ свет достаточной энергии, она распадается: 02 + УФ свет => О + О. Атомарный кислород очень активен и присоединяет молекулу кислорода, образуя молекулу озона: атомарный кислород + молекулярный кислород (02) => озон (03). Озон сильно адсорбирует УФ лучи, которые губительны для живых организмов. Озоновые дыры - сокращение озона в атмосфере. Над стратосферой располагается мезосфера. Температура в этом слое вновь понижается и в ней наблюдаются «серебристые облака», состоящие из кристалликов льда. До высоты 800 - 1000 км располагается термосфера. Температура повышается. Воздух термосферы состоит преимущественно из азота и кислорода. Под действием ультрафиолетовых и космических лучей частицы воздуха в термосфере электрически заряжены, с чем связано возникновение полярных сияний. Термосфера поглощает рентгеновское излучение солнечной короны и способствует распространению радиоволн. Выше 1000 км располагается экзосфера. Скорость движения здесь атомов и молекул газов достигает космической. Роль атмосферы в географической оболочке исключительно велика. Атмосфера преобразует поступающую солнечную энергию. Она поддерживает жизнь на Земле, защищая земную поверхность от охлаждения и регулирует распространение тепла и влаги. Она служит щитом против метеоритов и предохраняет организмы от УФ радиации.