§ 53. Caratteristiche del guscio geografico

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• In che modo l'antica atmosfera terrestre differiva nella composizione dei gas da quella moderna? Gli organismi viventi sono distribuiti uniformemente nella biosfera? Dove sono di più?

Guscio geografico - passato e presente. L'involucro geografico si è formato gradualmente come risultato di una lunga e complessa interazione tra litosfera, idrosfera, atmosfera e biosfera. Ci sono 3 fasi principali nel suo sviluppo.

Tabella 9

Per la formazione e lo sviluppo dell'involucro geografico è necessaria una grande quantità di energia. Da dove viene? Ci sono due di queste fonti. La maggior parte dell'energia proviene dal sole. È il motore principale di tutti i processi naturali. Un'altra fonte è il calore interno della Terra.

Unicità geografica. La busta geografica è molto sottile. Ma il suo ruolo sul pianeta non è affatto determinato dalle sue dimensioni. Solo in questo guscio sottile ci sono le condizioni per la vita. È in esso che una persona vive e gestisce. Non ci sono gusci di questo tipo su nessun pianeta del sistema solare, e forse in tutta la nostra galassia.

L'involucro geografico è molto complesso. Sai già che non è uniforme verticalmente. C'è una chiara sequenza nella distribuzione di sostanze gassose, liquide e solide in esso: più densa è la sostanza, più in basso si trova.

Ma l'involucro geografico è eterogeneo anche orizzontalmente. Esso consiste in complessi territoriali misure differenti.

Domande e compiti

1. Quali sono le fasi nello sviluppo dell'involucro geografico?
2. A causa di quali fonti di energia avviene la formazione e lo sviluppo dell'involucro geografico?
3. Assegna un nome alle caratteristiche del guscio geografico.

Il guscio geografico è un guscio integrale e continuo della Terra, formato come risultato della compenetrazione e dell'interazione delle sostanze delle singole geosfere: la litosfera, l'idrosfera, l'atmosfera e la biosfera. I suoi confini sono sfocati, quindi gli scienziati li definiscono in modi diversi. Il limite superiore è preso dallo schermo dell'ozono ad un'altezza di 25-30 km, quello inferiore - all'interno della litosfera a una profondità di diverse centinaia di metri, a volte fino a 4-5 km, o lungo il fondo dell'oceano. Consiste interamente dell'idrosfera e della biosfera, la maggior parte dell'atmosfera e parte della litosfera. L'involucro geografico è un complesso sistema dinamico, caratterizzato dalla presenza di sostanze in tre stati di aggregazione: solido, liquido e gassoso, un ambiente ossidante e materia vivente, una complessa migrazione di materia con la partecipazione di acqua, ossigeno e materia vivente organismi, la concentrazione dell'energia solare e la ricchezza di vari tipi di energia libera.

Il guscio geografico copre l'intero pianeta, quindi è considerato un complesso planetario. È qui che tutti i gusci si toccano da vicino, si compenetrano e la vita è focalizzata. Il guscio geografico è una società umana vivente, ha una serie di caratteristiche specifiche. Si distingue per un'ampia varietà di composizione e tipi di energia. L'involucro geografico è eterogeneo non solo in senso verticale ma anche in senso orizzontale. È differenziato in complessi naturali separati - parti relativamente omogenee della superficie terrestre. La sua differenziazione in complessi naturali è dovuta all'irregolare fornitura di calore alle sue diverse parti e all'eterogeneità della superficie terrestre.

Caratteristiche zonali del guscio geografico

L'involucro geografico presenta una serie di regolarità. I più importanti sono l'integrità, il ritmo di sviluppo, la zonalità orizzontale e la zonalità altitudinale. L'integrità è l'unità dell'involucro geografico, dovuta all'interconnessione dei suoi componenti. Un cambiamento in uno dei componenti comporta necessariamente un cambiamento negli altri. Pertanto, le foreste portano a un'intera catena di cambiamenti naturali: le piante e gli animali forestali scompaiono, i suoli vengono distrutti e spazzati via, il livello delle acque sotterranee diminuisce e i fiumi diventano poco profondi. L'integrità è raggiunta dalla circolazione della materia e dell'energia (circolazione dell'atmosfera, sistema delle correnti marine, ciclo dell'acqua, ciclo biologico). Forniscono la ripetibilità di processi e fenomeni, promuovono la relazione tra componenti naturali.

A causa della rotazione della Terra attorno al proprio asse e del Sole, riscaldamento irregolare della superficie terrestre, tutti i processi e fenomeni nell'involucro geografico si ripetono dopo un certo periodo di tempo. È così che nasce la ritmicità: la ripetizione regolare nel tempo di fenomeni e processi naturali. Ci sono ritmi giornalieri e stagionali, ad esempio il cambio del giorno e della notte, le stagioni, le maree e simili. Ci sono ritmi che si ripetono dopo un certo periodo di tempo: finestre di fluttuazioni climatiche e livelli dell'acqua nei laghi e simili.

La suddivisione in zone è un cambiamento regolare di componenti naturali e complessi naturali nella direzione dall'equatore ai poli. È dovuto alla diversa quantità di calore dovuta alla sfericità della Terra. I complessi zonali includono zone geografiche e zone naturali. Cinture geografiche - i complessi più zonali, si estendono in direzione latitudinale (equatoriale, subequatoriale, tropicale, ecc.). Ogni zona geografica è suddivisa in complessi più piccoli di zone naturali (steppe, deserti, semideserti, foreste).

La zonalità altitudinale è un cambiamento regolare di componenti naturali e complessi naturali con l'ascesa in montagna dai loro piedi alle cime. È dovuto al cambiamento climatico con l'altezza: una diminuzione della temperatura (di 0,6 ° C per ogni 100 m di salita) e un aumento delle precipitazioni fino a una certa altezza (fino a 2-3 km). La zonalità altitudinale ha la stessa sequenza della pianura quando ci si sposta dall'equatore ai poli. Tuttavia, le cinture naturali in montagna stanno cambiando molto più velocemente delle zone naturali in pianura. Inoltre, in montagna esiste una fascia speciale di prati subalpini e alpini, che non si trova in pianura. Il numero di cinture altitudinali che iniziano con un analogo della zona orizzontale all'interno della quale si trovano le montagne dipende dall'altezza delle montagne e dalla posizione.

L'evoluzione della crosta terrestre sulla Terra ha portato alla formazione dell'atmosfera, dell'idrosfera e della biosfera. Allo stesso tempo, si è formato un complesso planetario naturale, i cui quattro componenti, cioè atmosfera, idrosfera, litosfera e biosfera, sono in costante interazione e scambiano materia ed energia. Ogni componente del complesso ha la sua composizione chimica, differisce nelle sue proprietà intrinseche. Possono avere uno stato solido, liquido o gassoso, la loro organizzazione della materia, modelli di sviluppo, possono essere organici o inorganici.

Interagendo tra loro, questi componenti naturali hanno un'influenza reciproca e acquisiscono nuove proprietà. Così, sulla superficie terrestre, nel corso di una lunga interazione delle sfere, si è formato un nuovo guscio, che ha le sue caratteristiche specifiche, che è stato chiamato guscio geografico. La dottrina della conchiglia geografica iniziò a prendere forma all'inizio del XX secolo. Il guscio geografico è l'oggetto principale della geografia fisica.

L'involucro geografico ha una struttura spaziale peculiare. È tridimensionale e sferico. Questa è la zona dell'interazione più attiva dei componenti naturali, in cui si osserva la massima intensità di vari processi e fenomeni fisici e geografici. A una certa distanza su e giù dalla superficie terrestre, l'interazione dei componenti si indebolisce e poi scompare completamente. Ciò accade gradualmente e i confini del guscio geografico - sfocato. Il limite superiore è spesso considerato lo strato di ozono a un'altitudine di 25-30 km. Il limite inferiore del guscio geografico è spesso tracciato lungo la sezione Mohorovichich, cioè lungo l'astenosfera, che è la suola della crosta terrestre.

I componenti del guscio eografico sono composti da sostanze di composizione diversa, che si trovano in stati diversi. Sono delimitate da un sistema di superfici attive, dove la materia interagisce ei flussi di energia si trasformano. Questi includono: zona costiera, fronti atmosferici e oceanici, zone glaciali.

Caratteristiche del guscio geografico:

1. L'involucro geografico si distingue per una composizione molto complessa e un diverso stato della materia;

2. In esso si concentra la vita e la società umana esiste;

3. Tutti i processi fisici e geografici in questo guscio procedono a causa dell'energia solare e interna della Terra;

4. Tutti i tipi di energia entrano nel guscio, si trasformano in esso e si conservano parzialmente.

Ci sono quattro proprietà principali dell'involucro geografico.

1. Ritmo associato all'attività solare, al movimento della Terra attorno al Sole, al movimento della Terra e della Luna attorno al Sole, al sistema solare attorno al centro della galassia.

2. La circolazione delle sostanze, che è suddivisa in cicli di masse d'aria e flussi d'acqua, che formano cicli di aria e umidità, cicli di materia minerale e cicli litosferici, cicli biologici e biochimici.

3. Integrità e unità, che si manifestano nel fatto che un cambiamento in un componente del complesso naturale provoca inevitabilmente un cambiamento in tutti gli altri e nell'intero sistema nel suo insieme. Inoltre, i cambiamenti che si sono verificati in un punto si riflettono nell'intero guscio e, talvolta, in qualsiasi parte di esso, in un altro punto. L'unità e l'integrità del guscio geografico è fornita dal sistema di movimento della materia e dell'energia.

Una caratteristica molto importante dell'involucro geografico è la sua capacità di conservare le sue proprietà di base per tutta la storia della sua esistenza. Per milioni di anni, la posizione dei continenti, la composizione dell'atmosfera sono cambiate sulla Terra, ha avuto luogo la formazione e lo sviluppo della biosfera. Allo stesso tempo, è rimasta l'essenza dell'involucro geografico, come zona di contatto tra le geosfere, dove interagiscono forze endogene ed esogene. Sono state preservate anche le sue proprietà principali: la presenza di acqua in tre stati: liquido, solido e gassoso, la presenza di confini stabili tra atmosfera, idrosfera e litosfera, la costanza della radiazione e dei bilanci termici, la costanza della composizione salina di l'Oceano Mondiale, ecc. Pertanto, viene chiamato il guscio geografico geostat, cioè un sistema in grado di mantenere automaticamente un certo stato dell'ambiente naturale. In termini storici, l'involucro geografico è sistema di auto-organizzazione che lo avvicina ai sistemi biologici.

Se tagliamo mentalmente il guscio geografico dal limite superiore a quello inferiore, si scopre che il livello inferiore è rappresentato dalla sostanza densa della litosfera, e i livelli superiori sono rappresentati dalla sostanza più leggera dell'idrosfera e dell'atmosfera. Tale struttura dell'involucro geografico è il risultato dell'evoluzione della Terra, che è stata accompagnata dalla differenziazione della materia: con il rilascio di materia densa al centro della Terra e materia più leggera lungo la periferia.

Molti fenomeni fisici e geografici sulla superficie terrestre sono distribuiti sotto forma di strisce, allungate lungo i paralleli o ad una certa angolazione rispetto ad esse. Questa proprietà dei fenomeni geografici è chiamata zonizzazione.

Tutti i componenti dell'involucro geografico portano il marchio dell'influenza della legge mondiale della zonizzazione. La suddivisione in zone è nota per: indicatori climatici, gruppi vegetali, tipi di suolo. La base della zonalità dei fenomeni fisici e geografici è il modello della radiazione solare che entra nella Terra, il cui arrivo diminuisce dall'equatore ai poli.

La zonazione geografica si forma sulla base di una combinazione di afflusso di calore e umidità in varie regioni della terra. Si distinguono alcune zone geografiche. Sono internamente eterogenei, principalmente a causa della circolazione zonale dell'atmosfera e del trasferimento di umidità. Su questa base, i settori sono assegnati. Di norma, ce ne sono 3: due oceanici (occidentale e orientale) e uno continentale.

Settore- Questo è un modello geografico, che si esprime in un cambiamento dei principali indicatori naturali in longitudine: dagli oceani alle profondità dei continenti. Tutti i fenomeni zonali sono determinati dall'energia endogena. Gli schemi urbanistici sono violati dalle condizioni orografiche del territorio.

Zonalità altitudinale- questo è un cambiamento naturale degli indicatori naturali dal livello del mare alle cime delle montagne. È determinato dal cambiamento del clima con l'altitudine, principalmente dai cambiamenti nella quantità di calore e umidità. La suddivisione in zone dell'altitudine è stata descritta per la prima volta da A. Humboldt.

Gerarchia dei geosistemi

Gerarchia del geosistema naturale. geosistema naturale- un insieme storicamente stabilito di componenti naturali interconnessi, caratterizzato da organizzazione spaziale e temporale, stabilità relativa, capacità di funzionare nel suo insieme, producendo una nuova sostanza. I geosistemi possono essere formazioni di varie dimensioni.

I geosistemi naturali hanno una struttura gerarchica. Ciò significa che tutti i geosistemi sono costituiti da più elementi e ogni geosistema è incluso come elemento strutturale in quelli più grandi.

Esistono tre categorie di geosistemi (per dimensioni spaziali): planetario(centinaia di milioni di km 2) - l'involucro del paesaggio nel suo insieme, continenti e oceani, cinture, zone; regionale– paesi, regioni, province, distretti fisico-geografici; locale - (da diversi m 2 a diverse migliaia di m 2) aree, tratti, sottostiva, facies.

Ciascuno di questi taxa geosistemici è caratterizzato da determinati cicli di materia ed energia di una certa scala: grandi geologici, biogeochimici, biologici.

L'involucro paesaggistico obbedisce alla legge dell'organizzazione gerarchica delle sue parti costitutive. La sua struttura coinvolge geosistemi naturali di varie scale spazio-temporali. Dalle formazioni più grandi e durevoli, come oceani e continenti, alle più piccole e altamente variabili. Sono combinati in un sistema di taxa a più stadi, chiamato gerarchia dei geosistemi naturali. Dal riconoscimento del fatto di subordinazione di geosistemi di rango diverso, scaturisce la regola metodologica della triade, secondo la quale ogni geosistema naturale deve essere studiato non solo in sé, ma anche necessariamente come scomposizione in elementi strutturali subordinati e allo stesso tempo come parte di una superiore unità naturale.

Vengono proposte diverse varianti di classificazione tassonomica dei geosistemi naturali.

I progressi della sismologia hanno dato all'umanità una conoscenza più dettagliata della Terra e degli strati che la compongono. Ogni strato ha le sue proprietà, composizione e caratteristiche che influenzano i principali processi in atto sul pianeta. La composizione, la struttura e le proprietà del guscio geografico sono determinate dai suoi componenti principali.

Idee sulla Terra in tempi diversi

Sin dai tempi antichi, le persone hanno cercato di comprendere la formazione e la composizione della Terra. Le prime speculazioni erano puramente non scientifiche, sotto forma di miti o favole religiose che coinvolgevano gli dei. Durante il periodo dell'antichità e del Medioevo, sono sorte diverse teorie sull'origine del pianeta e sulla sua corretta composizione. Le teorie più antiche rappresentavano la terra come una sfera piatta o un cubo. Già nel VI secolo a.C. i filosofi greci iniziarono a sostenere che la terra è effettivamente rotonda e contiene minerali e metalli. Nel XVI secolo, è stato suggerito che la Terra fosse costituita da sfere concentriche e fosse cava all'interno. All'inizio del XIX secolo, l'estrazione mineraria e la rivoluzione industriale hanno contribuito al rapido sviluppo delle geoscienze. Si è scoperto che le formazioni rocciose erano disposte nell'ordine della loro formazione nel tempo. Allo stesso tempo, geologi e naturalisti iniziarono a rendersi conto che l'età di un fossile poteva essere determinata da un punto di vista geologico.

Studio della composizione chimica e geologica

La struttura e le proprietà del guscio geografico differiscono dal resto degli strati in termini di composizione chimica e geologica, e ci sono anche enormi differenze di temperatura e pressione. L'attuale comprensione scientifica della struttura interna della Terra si basa su inferenze fatte utilizzando il monitoraggio sismico insieme a misurazioni dei campi gravitazionali e magnetici. All'inizio del XX secolo, lo sviluppo della datazione radiometrica, utilizzata per determinare l'età di minerali e rocce, ha permesso di ottenere dati più accurati su quello vero, che è di circa 4-4,5 miliardi di anni. Lo sviluppo di metodi moderni di estrazione di minerali e metalli preziosi, nonché la crescente attenzione all'importanza dei minerali e alla loro distribuzione naturale, hanno anche contribuito a stimolare lo sviluppo della geologia moderna, compresa la conoscenza di quali strati costituiscono l'involucro geografico della terra .

La struttura e le proprietà del guscio geografico

La geosfera comprende l'idrosfera, che scende fino a una decina di chilometri sul livello del mare, la crosta terrestre e parte dell'atmosfera, che si estende fino a 30 chilometri di altezza. La massima distanza del guscio varia entro quaranta chilometri. Questo strato è influenzato sia dai processi terrestri che da quelli spaziali. Le sostanze si presentano in 3 stati fisici e possono essere costituite dalle particelle elementari più piccole, come atomi, ioni e molecole, e includere anche molte strutture multicomponenti aggiuntive. La struttura del guscio geografico, di regola, è considerata come una comunanza di fenomeni naturali e sociali. I componenti dell'involucro geografico sono presentati sotto forma di rocce nella crosta terrestre, aria, acqua, suolo e biogeocenosi.

Aspetti caratteristici della geosfera

La struttura e le proprietà del guscio geografico implicano la presenza di un numero importante di tratti caratteristici. Questi includono: integrità, circolazione della materia, ritmo e sviluppo costante.

1. L'integrità è determinata dai risultati del continuo scambio di materia ed energia e la combinazione di tutti i componenti li collega in un tutto materiale, dove la trasformazione di uno qualsiasi dei collegamenti può portare a cambiamenti globali in tutti gli altri.
2. L'involucro geografico è caratterizzato dalla presenza di una circolazione ciclica della materia, ad esempio la circolazione atmosferica e le correnti superficiali oceaniche. Processi più complessi sono accompagnati da un cambiamento nella composizione aggregata della materia, in altri cicli c'è una trasformazione chimica della materia o il cosiddetto ciclo biologico.
3. Un'altra caratteristica della conchiglia è il suo ritmo, cioè la ripetizione nel tempo di vari processi e fenomeni. È causato principalmente dalla volontà delle forze astronomiche e geologiche. Ci sono ritmi di 24 ore (giorno e notte), ritmi annuali, ritmi che si verificano nell'arco di un secolo (ad esempio, cicli di 30 anni in cui ci sono fluttuazioni del clima, dei ghiacciai, dei livelli dei laghi e dei volumi dei fiumi). Ci sono persino ritmi che si susseguono nel corso dei secoli (ad esempio, l'alternanza di una fase climatica fresca e umida con una fase climatica calda e secca, che si verifica una volta ogni 1800-1900 anni). I ritmi geologici possono durare dai 200 ai 240 milioni di anni e così via.
4. La struttura e le proprietà del guscio geografico sono direttamente correlate alla continuità dello sviluppo.

Sviluppo continuo

Ci sono alcuni risultati e caratteristiche di sviluppo continuo. Innanzitutto, c'è una divisione locale di continenti, oceani e fondali marini. Questa distinzione è influenzata dalle caratteristiche spaziali della struttura geografica, inclusa la zonalità geografica e altitudinale. In secondo luogo, esiste un'asimmetria polare, che si manifesta in presenza di differenze significative tra l'emisfero settentrionale e meridionale.

Ciò si manifesta, ad esempio, nella distribuzione di continenti e oceani, zone climatiche, composizione di flora e fauna, tipi e forme di rilievi e paesaggi. In terzo luogo, lo sviluppo nella geosfera è indissolubilmente legato all'eterogeneità spaziale e naturale. Ciò alla fine porta al fatto che diversi livelli del processo evolutivo possono essere osservati simultaneamente in diverse regioni. Ad esempio, l'antica era glaciale in diverse parti della terra è iniziata e si è conclusa in tempi diversi. In alcune aree naturali il clima diventa più umido, mentre in altre si osserva il contrario.

Litosfera

La struttura del guscio geografico include un componente come la litosfera. È una parte esterna solida della terra, che si estende fino a una profondità di circa 100 chilometri. Questo strato comprende la crosta e la parte superiore del mantello. Lo strato più resistente e solido della Terra è associato a un concetto come l'attività tettonica. La litosfera è suddivisa in 15 grandi nordamericani, caraibici, sudamericani, scozzesi, antartici, eurasiatici, arabi, africani, indiani, filippini, australiani, del Pacifico, Juan de Fuca, Cocos e Nazca. La composizione del guscio geografico della Terra in queste aree è caratterizzata dalla presenza di vari tipi di rocce della crosta litosferica e del mantello. La crosta litosferica è caratterizzata da gneiss continentale e gabbro oceanico. Al di sotto di questo confine, negli strati superiori del mantello, si trova la peridotite, le rocce sono costituite principalmente dai minerali olivina e pirosseno.

Interazione dei componenti

L'involucro geografico comprende quattro geosfere naturali: litosfera, idrosfera, atmosfera e biosfera. L'acqua evapora dai mari e dagli oceani, i venti spostano le correnti d'aria sulla terraferma, dove si formano e cadono le precipitazioni, che ritornano negli oceani in vari modi. Il ciclo biologico del regno vegetale consiste nella trasformazione della materia inorganica in materia organica. Dopo la morte degli organismi viventi, le sostanze organiche ritornano sulla crosta terrestre, trasformandosi gradualmente in quelle inorganiche.

Le proprietà più importanti

Proprietà geografiche della shell:

1. La capacità di accumulare e convertire l'energia della luce solare.
2. La presenza di energia libera necessaria per un gran numero di diversi processi naturali.
3. La capacità unica di produrre biodiversità e fungere da ambiente naturale per la vita.
4. Le proprietà dell'involucro geografico includono un'enorme varietà di elementi chimici.
5. L'energia proviene sia dallo spazio che dalle viscere profonde della terra.

L'unicità del guscio geografico risiede nel fatto che la vita organica ha avuto origine all'incrocio tra litosfera, atmosfera e idrosfera. È qui che è apparsa e si sta ancora sviluppando l'intera società umana, utilizzando le risorse necessarie per la sua attività vitale. L'involucro geografico copre l'intero pianeta, quindi è chiamato un complesso planetario, che comprende rocce nella crosta terrestre, aria e acqua, suolo e un'enorme diversità biologica.

Guscio geografico - nella scienza geografica russa, questo è inteso come un guscio integrale e continuo della Terra, dove le sue parti costituenti: la parte superiore della litosfera (crosta terrestre), la parte inferiore dell'atmosfera (troposfera, stratosfera, idrosfera e biosfera) - così come l'antroposfera si compenetrano e sono in stretta interazione. Tra loro c'è un continuo scambio di materia ed energia.

Il limite superiore del guscio geografico è tracciato lungo la stratopausa, poiché prima di questo confine l'effetto termico della superficie terrestre influenza i processi atmosferici; il confine del guscio geografico nella litosfera è spesso combinato con il limite inferiore della regione dell'ipergenesi (a volte il piede della stratisfera, la profondità media delle sorgenti sismiche o vulcaniche, la suola della crosta terrestre e il livello di zero annuale le ampiezze di temperatura sono prese come limite inferiore del guscio geografico). L'involucro geografico copre completamente l'idrosfera, scendendo nell'oceano 10-11 km sotto il livello del mare, la zona superiore della crosta terrestre e la parte inferiore dell'atmosfera (uno strato spesso 25-30 km). Lo spessore maggiore dell'involucro geografico è vicino ai 40 km. Il guscio geografico è l'oggetto di studio della geografia e delle sue scienze ramificate.

Nonostante le critiche al termine "involucro geografico" e la difficoltà nel definirlo, è attivamente utilizzato in geografia ed è uno dei concetti principali della geografia russa.

Il concetto di involucro geografico come "sfera esterna della terra" è stato introdotto dal meteorologo e geografo russo PI Brounov (1910). Il concetto moderno è stato sviluppato e introdotto nel sistema delle scienze geografiche da A. A. Grigoriev (1932). La storia del concetto e le questioni controverse sono considerate con maggior successo nelle opere di I. M. Zabelin.

Concetti analoghi al concetto di involucro geografico esistono anche nella letteratura geografica straniera (l'involucro terrestre di A. Getner e R. Hartshorne, la geosfera di G. Karol, ecc.). Tuttavia, lì l'involucro geografico è generalmente considerato non come un sistema naturale, ma come una combinazione di fenomeni naturali e sociali.

Ci sono altri gusci terrestri ai confini della connessione di varie geosfere.

2 STRUTTURA DEL GUSCIO GEOGRAFICO

Consideriamo i principali elementi strutturali del guscio geografico.

La crosta terrestre è la parte superiore della terra solida. È separato dal mantello da un confine con un forte aumento della velocità delle onde sismiche: il confine di Mohorovichich. Lo spessore della crosta varia da 6 km sotto l'oceano a 30-50 km sui continenti. Esistono due tipi di crosta: continentale e oceanica. Nella struttura della crosta continentale si distinguono tre strati geologici: copertura sedimentaria, granito e basalto. La crosta oceanica è composta principalmente da rocce mafiche, più una copertura sedimentaria. La crosta terrestre è divisa in placche litosferiche di diverse dimensioni, che si muovono l'una rispetto all'altra. La cinematica di questi movimenti è descritta dalla tettonica a placche.

Figura 1 - La struttura della crosta presa in prestito

C'è una crosta su Marte e Venere, la Luna e molti satelliti dei pianeti giganti. Su Mercurio, sebbene appartenga ai pianeti terrestri, non esiste una crosta terrestre. Nella maggior parte dei casi, è costituito da basalti. La Terra è unica in quanto ha due tipi di crosta: continentale e oceanica.

La massa della crosta terrestre è stimata in 2,8 1019 tonnellate (di cui il 21% crosta oceanica e il 79% continentale). La crosta costituisce solo lo 0,473% della massa totale della Terra

La crosta oceanica è costituita principalmente da basalti. Secondo la teoria della tettonica a placche, si forma continuamente sulle dorsali oceaniche, diverge da esse e viene assorbito nel mantello nelle zone di subduzione. Pertanto, la crosta oceanica è relativamente giovane e le sue sezioni più antiche risalgono al tardo Giurassico.

Lo spessore della crosta oceanica praticamente non cambia nel tempo, poiché è determinato principalmente dalla quantità di fusione rilasciata dal materiale del mantello nelle zone delle dorsali oceaniche. In una certa misura, lo spessore dello strato sedimentario sul fondo degli oceani ha un effetto. In diverse aree geografiche, lo spessore della crosta oceanica varia tra 5-7 chilometri.

Come parte della stratificazione della Terra per proprietà meccaniche, la crosta oceanica appartiene alla litosfera oceanica. Lo spessore della litosfera oceanica, a differenza della crosta, dipende principalmente dalla sua età. Nelle zone delle dorsali medio-oceaniche l'astenosfera si avvicina molto alla superficie e lo strato litosferico è quasi del tutto assente. Con la distanza dalle zone delle dorsali medio-oceaniche, lo spessore della litosfera dapprima aumenta in proporzione alla sua età, quindi il tasso di crescita diminuisce. Nelle zone di subduzione lo spessore della litosfera oceanica raggiunge i suoi valori massimi, pari a 120-130 chilometri.

La crosta continentale ha una struttura a tre strati. Lo strato superiore è rappresentato da una copertura discontinua di rocce sedimentarie, ampiamente sviluppata, ma raramente di grosso spessore. La maggior parte della crosta è ripiegata sotto la crosta superiore, uno strato composto principalmente da graniti e gneiss, di bassa densità e storia antica. Gli studi dimostrano che la maggior parte di queste rocce si è formata molto tempo fa, circa 3 miliardi di anni fa. Sotto c'è la crosta inferiore, costituita da rocce metamorfiche - granuliti e simili.

La crosta terrestre è costituita da un numero relativamente piccolo di elementi. Circa la metà della massa della crosta terrestre è ossigeno, oltre il 25% è silicio. Solo 18 elementi: O, Si, Al, Fe, Ca, Na, K, Mg, H, Ti, C, Cl, P, S, N, Mn, F, Ba - costituiscono il 99,8% della massa della terra Crosta.

La determinazione della composizione della crosta continentale superiore è stato uno dei primi compiti che la giovane scienza della geochimica si è impegnata a risolvere. In realtà, la geochimica è apparsa dai tentativi di risolvere questo problema. Questo compito è molto difficile, poiché la crosta terrestre è costituita da molte rocce di varia composizione. Anche all'interno dello stesso corpo geologico, la composizione delle rocce può variare notevolmente. In diverse aree possono essere distribuiti tipi di rocce completamente diversi. Alla luce di tutto ciò, si è posto il problema di determinare la composizione generale, media, di quella parte di crosta terrestre che affiora sui continenti. D'altra parte, è subito sorta la domanda sul contenuto di questo termine.

La prima stima della composizione della crosta superiore è stata fatta da Clark. Clark era un impiegato dell'US Geological Survey ed era impegnato nell'analisi chimica delle rocce. Dopo molti anni di lavoro analitico, ha riassunto i risultati delle analisi e calcolato la composizione media delle rocce. Ha suggerito che molte migliaia di campioni, infatti, selezionati a caso, riflettono la composizione media della crosta terrestre. Questo lavoro di Clark ha fatto scalpore nella comunità scientifica. È stato pesantemente criticato, poiché molti ricercatori hanno paragonato questo metodo all'ottenimento "della temperatura media per l'ospedale, compreso l'obitorio". Altri ricercatori ritenevano che questo metodo fosse adatto a un oggetto così eterogeneo come la crosta terrestre. La composizione della crosta terrestre ottenuta da Clark era vicina a quella del granito.

Il tentativo successivo di determinare la composizione media della crosta terrestre è stato fatto da Viktor Goldshmidt. Ha ipotizzato che il ghiacciaio, muovendosi lungo la crosta continentale, raschi via tutte le rocce che vengono in superficie, le mescola. Di conseguenza, le rocce depositate dall'erosione glaciale riflettono la composizione della crosta continentale media. Goldschmidt ha analizzato la composizione delle argille a bande depositate nel Mar Baltico durante l'ultima glaciazione. La loro composizione era sorprendentemente vicina alla composizione media ottenuta da Clark. La concordanza delle stime ottenute con metodi così diversi è stata una forte conferma dei metodi geochimici.

Successivamente, molti ricercatori si sono impegnati a determinare la composizione della crosta continentale. Le stime di Vinogradov, Vedepol, Ronov e Yaroshevsky hanno ricevuto un ampio riconoscimento scientifico.

Alcuni nuovi tentativi di determinare la composizione della crosta continentale si basano sulla sua divisione in parti formate in diversi contesti geodinamici.

Il limite superiore della troposfera si trova ad un'altitudine di 8-10 km a latitudini polari, 10-12 km a temperate e 16-18 km a latitudini tropicali; inferiore in inverno che in estate. Lo strato inferiore e principale dell'atmosfera. Contiene oltre l'80% della massa totale di aria atmosferica e circa il 90% di tutto il vapore acqueo presente nell'atmosfera. Nella troposfera, la turbolenza e la convezione sono molto sviluppate, compaiono nuvole, si sviluppano cicloni e anticicloni. La temperatura diminuisce con l'aumentare della quota con una pendenza verticale media di 0,65°/100 m.

Per le "condizioni normali" sulla superficie terrestre si prendono: densità 1,2 kg/m3, pressione barometrica 101,34 kPa, temperatura più 20 °C e umidità relativa 50%. Questi indicatori condizionali hanno un valore puramente ingegneristico.

Stratosfera (dal latino stratum - pavimentazione, strato) - uno strato dell'atmosfera, situato a un'altitudine compresa tra 11 e 50 km. Un leggero cambiamento di temperatura nello strato di 11-25 km (strato inferiore della stratosfera) e il suo aumento nello strato di 25-40 km da -56,5 a 0,8 C (stratosfera superiore o regione di inversione) sono tipici. Raggiunto un valore di circa 273 K (quasi 0 °C) ad una quota di circa 40 km, la temperatura si mantiene costante fino ad una quota di circa 55 km. Questa regione a temperatura costante è chiamata stratopausa ed è il confine tra la stratosfera e la mesosfera.

È nella stratosfera che si trova lo strato di ozonosfera ("strato di ozono") (a un'altitudine compresa tra 15-20 e 55-60 km), che determina il limite superiore della vita nella biosfera. L'ozono (O3) si forma a seguito di reazioni fotochimiche più intensamente a un'altitudine di ~30 km. La massa totale di O3 a pressione normale sarebbe uno strato di 1,7-4,0 mm di spessore, ma anche questo è sufficiente per assorbire la radiazione ultravioletta solare dannosa per la vita. La distruzione di O3 si verifica quando interagisce con radicali liberi, NO, composti contenenti alogeni (compresi i "freon").

La maggior parte della parte a onde corte della radiazione ultravioletta (180-200 nm) viene trattenuta nella stratosfera e l'energia delle onde corte viene trasformata. Sotto l'influenza di questi raggi, i campi magnetici cambiano, le molecole si disgregano, si verificano ionizzazione, nuova formazione di gas e altri composti chimici. Questi processi possono essere osservati sotto forma di aurore boreali, fulmini e altri bagliori.

Nella stratosfera e negli strati superiori, sotto l'influenza della radiazione solare, le molecole di gas si dissociano - in atomi (sopra gli 80 km, CO2 e H2 si dissociano, sopra i 150 km - O2, sopra i 300 km - H2). Ad un'altitudine di 200–500 km, la ionizzazione dei gas avviene anche nella ionosfera; ad un'altitudine di 320 km, la concentrazione di particelle cariche (О+2, О−2, N+2) è ~ 1/300 del concentrazione di particelle neutre. Negli strati superiori dell'atmosfera ci sono radicali liberi - OH, HO 2, ecc.

Non c'è quasi vapore acqueo nella stratosfera.

Troposfera (antico greco τροπή - "giro", "cambio" e σφαῖρα - "palla") - lo strato più basso e più studiato dell'atmosfera, alto 8-10 km nelle regioni polari, fino a 10-12 km alle latitudini temperate , all'equatore - 16-18 km.

Salendo nella troposfera, la temperatura scende mediamente di 0,65 K ogni 100 m e raggiunge i 180÷220 K (-90÷-53° C) nella parte superiore. Questo strato superiore della troposfera, in cui si interrompe la diminuzione della temperatura con l'altezza, è chiamato tropopausa. Lo strato successivo dell'atmosfera sopra la troposfera è chiamato stratosfera.

Più dell'80% della massa totale dell'aria atmosferica è concentrata nella troposfera, la turbolenza e la convezione sono molto sviluppate, la parte predominante del vapore acqueo è concentrata, si formano le nuvole, si formano i fronti atmosferici, si sviluppano cicloni e anticicloni, così come altri processi che determinano il tempo e il clima. I processi che avvengono nella troposfera sono principalmente dovuti alla convezione.

La parte della troposfera all'interno della quale i ghiacciai possono formarsi sulla superficie terrestre è chiamata ionosfera.

L'idrosfera (dall'altro greco Yδωρ - acqua e σφαῖρα - palla) è il guscio d'acqua della Terra.

Forma un guscio d'acqua discontinuo. La profondità media dell'oceano è di 3850 m, la massima (Fossa delle Marianne del Pacifico) è di 11.022 metri. Circa il 97% della massa dell'idrosfera è acqua salata dell'oceano, il 2,2% è acqua del ghiacciaio, il resto è acqua dolce sotterranea, lacustre e fluviale. Il volume totale di acqua sul pianeta è di circa 1.532.000.000 di chilometri cubi. La massa dell'idrosfera è di circa 1,46 * 10 21 kg. Questa è 275 volte la massa dell'atmosfera, ma solo 1/4000 della massa dell'intero pianeta. L'idrosfera è costituita per il 94% da acqua dell'Oceano Mondiale, in cui si dissolvono i sali (in media il 3,5%), oltre a numerosi gas. Lo strato superiore dell'oceano contiene 140 trilioni di tonnellate di anidride carbonica e 8 trilioni di tonnellate di ossigeno disciolto. L'area della biosfera nell'idrosfera è rappresentata nel suo intero spessore, tuttavia, la più alta densità di materia vivente ricade sugli strati superficiali riscaldati e illuminati dai raggi del sole, così come sulle zone costiere.

In generale, è accettata la divisione dell'idrosfera in Oceano Mondiale, acque continentali e acque sotterranee. La maggior parte dell'acqua è concentrata nell'oceano, molto meno nella rete fluviale continentale e nelle acque sotterranee. Ci sono anche grandi riserve d'acqua nell'atmosfera, sotto forma di nuvole e vapore acqueo. Oltre il 96% del volume dell'idrosfera è costituito da mari e oceani, circa il 2% da acque sotterranee, circa il 2% da ghiaccio e neve e circa lo 0,02% da acque superficiali terrestri. Parte dell'acqua è allo stato solido sotto forma di ghiacciai, manto nevoso e permafrost, che rappresentano la criosfera.

Le acque superficiali, sebbene occupino una quota relativamente piccola della massa totale dell'idrosfera, svolgono tuttavia un ruolo importante nella vita della biosfera terrestre, essendo la principale fonte di approvvigionamento idrico, irrigazione e irrigazione.

Biosfera (dall'altro greco βιος - vita e σφαῖρα - sfera, palla) - il guscio della Terra abitato da organismi viventi, sotto la loro influenza e occupato dai prodotti della loro attività vitale; "film della vita"; ecosistema globale della Terra.

La biosfera è l'involucro della Terra abitato da organismi viventi e da essi trasformato. La biosfera iniziò a formarsi non più tardi di 3,8 miliardi di anni fa, quando i primi organismi iniziarono ad emergere sul nostro pianeta. Penetra l'intera idrosfera, la parte superiore della litosfera e la parte inferiore dell'atmosfera, cioè abita l'ecosfera. La biosfera è la totalità di tutti gli organismi viventi. Ospita oltre 3.000.000 di specie di piante, animali, funghi e batteri. Anche l'uomo fa parte della biosfera, la sua attività supera molti processi naturali e, come disse V. I. Vernadsky: "L'uomo diventa una potente forza geologica".

Il naturalista francese Jean Baptiste Lamarck all'inizio del XIX secolo. per la prima volta propose infatti il ​​concetto di biosfera, senza nemmeno introdurre il termine stesso. Il termine "biosfera" fu proposto dal geologo e paleontologo austriaco Eduard Suess nel 1875.

Una dottrina olistica della biosfera è stata creata dal biogeochimico e filosofo V. I. Vernadsky. Per la prima volta ha assegnato agli organismi viventi il ​​ruolo della principale forza trasformatrice del pianeta Terra, tenendo conto della loro attività non solo nel presente, ma anche nel passato.

C'è un'altra definizione più ampia: Biosfera - l'area di distribuzione della vita sul corpo cosmico. Sebbene l'esistenza della vita su oggetti spaziali diversi dalla Terra sia ancora sconosciuta, si ritiene che la biosfera possa estendersi ad essi in aree più nascoste, ad esempio nelle cavità litosferiche o negli oceani subglaciali. Ad esempio, viene considerata la possibilità dell'esistenza della vita nell'oceano della luna di Giove, Europa.

La biosfera si trova all'incrocio tra la parte superiore della litosfera e la parte inferiore dell'atmosfera e occupa quasi l'intera idrosfera.

Limite superiore nell'atmosfera: 15-20 km. È determinato dallo strato di ozono, che blocca l'ultravioletto a onde corte, dannoso per gli organismi viventi.

Limite inferiore nella litosfera: 3,5-7,5 km. È determinato dalla temperatura di transizione dell'acqua in vapore e dalla temperatura di denaturazione delle proteine, tuttavia, in generale, la diffusione degli organismi viventi è limitata a una profondità di diversi metri.

Il confine tra l'atmosfera e la litosfera nell'idrosfera: 10-11 km. Determinato dal fondo dell'Oceano Mondiale, compresi i sedimenti di fondo.

La biosfera è costituita dai seguenti tipi di sostanze:

La materia vivente - la totalità dei corpi degli organismi viventi che abitano la Terra, è unificata fisico-chimica, indipendentemente dalla loro affiliazione sistematica. La massa della materia vivente è relativamente piccola ed è stimata in 2,4 ... 3,6 1012 tonnellate (in peso secco) ed è meno di un milionesimo dell'intera biosfera (circa 3 1018 tonnellate), che, a sua volta, è inferiore a una millesimo le masse della terra. Ma questa è una "delle forze geochimiche più potenti del nostro pianeta", poiché la materia vivente non si limita ad abitare la biosfera, ma trasforma la faccia della Terra. La materia vivente è distribuita all'interno della biosfera in modo molto irregolare.

Sostanza biogenica - una sostanza creata ed elaborata dalla materia vivente. Nel corso dell'evoluzione organica, gli organismi viventi hanno attraversato mille volte i loro organi, tessuti, cellule e sangue attraverso l'intera atmosfera, l'intero volume degli oceani del mondo e un'enorme massa di sostanze minerali. Questo ruolo geologico della materia vivente può essere immaginato dai depositi di carbone, petrolio, rocce carbonatiche, ecc.

Materia inerte - prodotti formati senza la partecipazione di organismi viventi.

Sostanza bio-inerte, che viene creata simultaneamente da organismi viventi e processi inerti, rappresentando sistemi dinamicamente equilibrati di entrambi. Tali sono suolo, limo, crosta di agenti atmosferici, ecc. Gli organismi svolgono un ruolo di primo piano in essi.

Sostanza soggetta a decadimento radioattivo.

Atomi sparsi, creati continuamente da qualsiasi tipo di materia terrestre sotto l'influenza della radiazione cosmica.

Una sostanza di origine cosmica.

L'intero strato dell'impatto della vita sulla natura inanimata è chiamato megabiosfera, e insieme all'artebiosfera - lo spazio di espansione umanoide nello spazio vicino alla Terra - la panbiosfera.

Il substrato per la vita nell'atmosfera dei microrganismi (aerobionti) sono le goccioline d'acqua - l'umidità atmosferica, la fonte di energia - l'energia solare e gli aerosol. Approssimativamente dalle cime degli alberi all'altezza della posizione più frequente dei cumuli si estende la tropobiosfera (con tropobionti; questo spazio è uno strato più sottile della troposfera). Al di sopra cresce uno strato di microbiota estremamente scarso, l'altobiosfera (con altobionti). Al di sopra si estende lo spazio in cui gli organismi entrano casualmente e raramente e non si riproducono: la parabiosfera. Sopra c'è l'apobiosfera.

La geobiosfera è abitata da geobionti, il substrato e in parte l'ambiente di vita per il quale serve il firmamento terrestre. La geobiosfera è costituita dall'area della vita sulla superficie terrestre - la terrabiosfera (con terrabionti), suddivisa in fitosfera (dalla superficie della terra alle cime degli alberi) e pedosfera (suoli e sottosuoli; a volte il qui è inclusa l'intera crosta di alterazione) e la vita nelle profondità della Terra - la litobiosfera (con litobionti che vivono nei pori delle rocce, principalmente nelle acque sotterranee). Ad alta quota in montagna, dove la vita delle piante superiori non è più possibile, si trova la parte ad alta quota della terrabiosfera: la zona eoliana (con eolobionti). La litobiosfera si scompone in uno strato in cui è possibile la vita degli aerobi - l'ipoterrabiosfera e uno strato in cui possono vivere solo gli anaerobi - la tellurobiosfera. La vita in una forma inattiva può penetrare più in profondità nell'ipobiosfera. Metabiosfera - tutte le rocce biogeniche e bioinerti. Più profonda è l'abiosfera.

Nelle profondità della litosfera ci sono 2 livelli teorici di diffusione della vita: un'isoterma di 100 ° C, al di sotto della quale l'acqua bolle alla normale pressione atmosferica, e un'isoterma di 460 ° C, dove a qualsiasi pressione l'acqua si trasforma in vapore , cioè non può essere allo stato liquido .

L'idrobiosfera - l'intero strato globale di acqua (senza acque sotterranee), abitato da idrobionti - si scompone in uno strato di acque continentali - l'acquabiosfera (con organismi acquatici) e l'area dei mari e degli oceani - la marinobiosfera (con marinobionti) . Ci sono 3 strati - una fotosfera relativamente illuminata, sempre una disfotosfera molto crepuscolare (fino all'1% dell'insolazione solare) e uno strato di oscurità assoluta - l'afotosfera.