«Географическая оболочка. Строение и свойства географической оболочки

География – эта наука о внутреннем и внешнем строение Земли, изучающая природу всех континентов и океанов. Главным объектом изучения являются различные геосферы и геосистемы.

Введение

Географическая оболочка или ГО – одно из основных понятий географии как науки, введенное в оборот в начале XX века. Оно обозначает оболочку всей Земли, особую природную систему.Географической оболочкой Земли называютцелостную и непрерывную оболочку, состоящую из нескольких частей, которые взаимодействуют друг с другом, проникают друг в друга, постоянно обмениваются друг с другом веществами и энергией.

Рис 1. Географическая оболочка Земли

Есть похожие термины, с узкими значениям, используемые в трудах европейских учёных. Но они не обозначают природною систему, лишь совокупность природных и общественных явлений.

Этапы развития

Географическая оболочка земли пережила ряд определённых этапов в своём развитии и формировании:

• геологический (добиогенный) – первый этап формирования, начавшийся около 4,5 млрд лет назад (продолжался около 3 млрд лет);
• биологический – второй этап, начавшийся около 600 млн лет назад;
• антропогенный (современный) – этап, продолжающийся до сих пор, начавшийся около 40 тысяч лет назад, когда человечество стало оказывать заметное влияние на природу.

Состав географической оболочки Земли

Географическая оболочка – это система планеты, которая, как известно, имеет форму шара, приплюснутого с обеих сторон шапками полюсов, с длинной экватора более 40 т км. ГО имеет определённую структуру. Она состоит из взаимосвязанных друг с другом сред.

ТОП-3 статьи которые читают вместе с этой

Некоторые специалисты разделяют ГО на четыре сферы (которые в свою очередь тоже делятся):

• атмосферу ;
• литосферу ;
• гидросферу ;
• биосферу .

Строение географической оболочки в любом случае не условно. Она имеет чёткие границы.

Верхние и нижние границы

Во всей структуре географической оболочки и географических сред прослеживается чёткая зональность.

Закон географической зональности предусматривает не только разделение всей оболочки на сферы и среды, но и разделение на природные зоны суши и океанов. Интересно, что такое разделение закономерно повторяется в обоих полушариях.

Зональность обусловлена характером распространения энергии Солнца по широтам и интенсивностью увлажнения (разного в разных полушариях, материках).

Естественно, можно определить верхнюю границу географической оболочки и нижнюю. Верхняя граница расположена на высоте 25 км, а нижняя граница географической оболочки проходит на уровне 6 км под океанами и на уровне 30-50 км на континентах. Хотя, необходимо отметить, что нижняя граница – условна и до сих пор ведутся споры по её установке.

Даже если брать верхнюю границу в районе 25 км, а нижнюю – в районе 50 км, то, по сравнению с общими размерами Земли, получается нечто вроде очень тонкой плёнки, которая покрывает планету и защищает её.

Основные законы и свойства географической оболочки

В этих границах географической оболочки действуют основные законы и свойства, её характеризующие и определяющие.

• Взаимопроникновение компонентов или внутрикомпонентное перемещение – основное свойство (существуют два вида внутрикомпонентного перемещения веществ – горизонтальное и вертикальное; они не противоречат и не мешают друг другу, хотя в разных структурных частях ГО скорость перемещения компонентов разная).
• Географическая зональность – основной закон.
• Ритмичность – повторяемость всех природных явлений (суточная, годовая).
• Единство всех частей географической оболочки , обусловленное их тесной взаимосвязью.

Характеристики оболочек Земли, входящих в ГО

Атмосфера

Атмосфера важна для сохранения тепла, а значит и жизни на планете. Также она защищает всё живое от ультрафиолета, влияет на почвообразование и климат.

Размер этой оболочки от 8 км до 1 т км (и более) в высоту. В её состав входят:

• газы (азот, кислород, аргон, углекислый газ, озон, гелий, водород, инертные газы);
• пыль;
• водяной пар.

Атмосфера в свою очередь делится на несколько взаимосвязанных слоёв. Их характеристики представлены в таблице.

Все оболочки земли схожи. Например, в них встречаются все типы агрегатных состояний веществ: твёрдые, жидкие, газообразные.

Рис 2. Строение атмосферы

Литосфера

Твердая оболочка земли, земная кора. Имеет несколько слоёв, которые характеризуются разной мощностью, толщиной, плотностью, составом:

• верхний литосферный слой;
• сигматическая оболочка;
• полуметаллическая или рудная оболочка.

Предельная глубина литосферы – 2900 км.

Из чего состоит литосфера? Из твёрдых тел: базальт, магний, кобальт железо и другого.

Гидросфера

Гидросферу составляют все воды Земли (океаны, моря, реки, озера, болота, ледники и даже подземные воды). Располагается она на поверхности Земли и занимает более 70% пространства. Интересно, что существует теория, согласно которой в толще земной коры содержатся большие запасы воды.

Существует два типа воды: солёная и пресная. В результате взаимодействия с атмосферой, при конденсате, соль испаряется, тем самым обеспечивая сушу пресной водой.

Рис 3. Гидросфера Земли (вид океанов из космоса)

Биосфера

Биосфера – это самая «живая» оболочка земли. Она включает в себя всю гидросферу, нижнюю атмосферу, поверхность суши и верхний литосферный слой. Интересно, что живые организмы, заселяющие биосферу, ответственны за накапливание и распределение энергии солнца, за миграционные процессы химических веществ в почве, за газообмен, за окислительно – восстановительные реакции. Можно сказать, что атмосфера существует только благодаря живым организмам.

Рис 4. Составляющие биосферы Земли

Примеры взаимодействия сред (оболочек) Земли

Примеров взаимодействия сред очень много.

• Во время испарения воды с поверхности рек, озер, морей и океанов в атмосферу попадает вода.
• Воздух и вода, проникая через почву в глубины литосферы, даёт возможность подниматься растительности.
• Растительность обеспечивает фотосинтез, обогащая атмосферу кислородом и поглощая углекислый газ.
• От поверхности земли и океанов нагреваются верхние слои атмосферы, образуя климат, обеспечивающий жизнь.
• Живые организмы, умирая, формируют почву.
Оценка доклада

Средняя оценка: 4.6 . Всего получено оценок: 397.

Географическая оболочка - наиболее сложная и разнообразная (контрастная) часть Земли. Ее специфические особенности сформировались в ходе длительного взаимодействия природных тел в условиях земной поверхности.

Одна из характерных особенностей оболочки - большое разнообразие вещественного состава, значительно превышающее разнообразие вещества как недр Земли, так и верхних (внешних) геосфер (ионосферы, экзосферы, магнитосферы). В географической оболочке вещество встречается в трех агрегатных состояниях, обладает широким диапазоном физических характеристик - плотности, теплопроводности, теплоемкости, вязкости, раздробленности, отражательной способности и др. Поражает большое разнообразие химического состава и активности вещества.

Вещественные образования географической оболочки неоднородны по структуре. Выделяют косное, или неорганическое, вещество, живое (сами организмы), биокосное вещество. Каждый названный тип вещества включает сотни и тысячи видов, а число видов живых организмов составляет от 1,5 до 2 млн. (по разным оценкам).

Другая особенность географической оболочки - большое разнообразие поступающих в нее видов энергии и форм ее преобразования. Среди многочисленных трансформаций энергии особое место занимают процессы ее накопления (например, в виде органического вещества).

Неравномерное распределение энергии на земной поверхности, вызванное шарообразностью Земли, сложным распределением суши и океана, ледников, снегов, рельефа земной поверхности, и разнообразие типов вещества определяют неравновесность географической оболочки, что служит основой для возникновения разнообразных движений: потоков энергии, циркуляции воздуха, воды, почвенных растворов, миграции химических элементов, химических реакций и т. д. Движения вещества и энергии связывают все части географической оболочки, обусловливая ее целостность.

В ходе развития географической оболочки как материальной системы происходило усложнение ее структуры, увеличение разнообразия вещественного состава и энергетических градиентов. На определенном этапе развития оболочки появилась жизнь - наиболее высокая форма движения материи. Возникновение жизни - закономерный результат эволюции географической оболочки. Деятельность живых организмов привела к качественному изменению природы земной поверхности.

Существенное значение для возникновения и развития географической оболочки имеет совокупность планетарных факторов: масса Земли, расстояние до Солнца, скорость вращения вокруг оси и по орбите, наличие магнитосферы (см. гл. I), обеспечивших определенную термодинамическую обстановку, достаточно благоприятную для осуществления разнообразных природных взаимодействий - основы географических процессов и явлений. Изучение ближайших космических объектов - планет Солнечной системы - показало, что только на Земле сложились условия, благоприятные для возникновения достаточно сложной материальной системы.

В ходе развития географической оболочки возрастала ее роль как фактора собственного развития (саморазвития). Большое самостоятельное значение имеют состав и масса атмосферы, океана и ледников, соотношение и размеры площадей суши, океана, ледников и снегов, распределение суши и моря по земной поверхности, положение и конфигурация форм рельефа различного масштаба, различных типов природной среды и т. д.

На достаточно высоком уровне развития географической оболочки, ее дифференциации и интеграции возникли сложные системы - природные территориальные и аквальные комплексы.

В заключение перечислим некоторые важнейшие параметры географической оболочки и ее крупных структурных элементов.

Площадь земной поверхности 510,2 млн. км2. Океан занимает 361,1 млн. км2 (70,8 %), суша -149,1 млн. км2 (29,2 %). Выделяют шесть крупных массивов суши - материков, или континентов: Евразию, Африку, Северную Америку, Южную Америку, Антарктиду и Австралию, а также многочисленные острова (табл. II. 1).

Средняя высота суши 870 м, средняя глубина океана 3704 м. Океаническое пространство обычно подразделяют на четыре океана: Тихий, Атлантический, Индийский и Северный Ледовитый (табл. 112).

Существует мнение о целесообразности выделения приантарктических вод Тихого, Индийского и Атлантического океанов в особый Южный океан; так как этот регион отличается особым динамическим и термическим режимом.

Распределение материков и океанов по полушариям и широтам неравномерно, что служит объектом специального анализа.

Для природных процессов важное значение имеет масса объектов. Массу географической оболочки точно определить невозможно вследствие неопределенности ее границ. Ниже дается сравнение масс (кг) отдельных геосфер, Земли и географической оболочки (по К.К. Маркову и др., 1978).

Географическая (ландшафтная) оболочка - это комплексная оболочка Земли, в которой соприкасаются и взаимодействуют нижние слои атмосферы, верхняя часть литосферы, гидросфера и биосфера. Ее мощность составляет примерно 50-55 км.

Под влиянием солнечной энергии и внутренних земных источников энергии здесь происходит большинство известных нам процессов и явлений.

Географическая оболочка является крупнейшим природным комплексом. Она состоит из частей, которые отличаются по своему внешнему виду и характеру протекания физико-географических процессов. Эти части называют природными территориальными комплексами. Под ними понимают закономерное сочетание природных компонентов (горные породы, воздух, вода, почвы, растительный и животный мир), которые находятся в сложном взаимодействии и образуют единую систему.

Географическая оболочка имеет хорошо выраженные свойства: целостность, ритмичность, горизонтальную зональность и высотную поясность.

Целостность географической оболочки проявляется во взаимосвязи и взаимодействии ее компонентов: каждый из них, развиваясь по своим законам, влияет на другие компоненты и в свою очередь зависит от них. Изменение любого компонента неизбежно приводит к изменению других, а также географической оболочки в целом. Целостность поддерживается кругооборотами, благодаря которым осуществляется обмен веществ и энергии между литосферой, атмосферой, гидросферой и биосферой.

Ритмическими называются явления, которые повторяются с определенной периодичностью. В природе существуют ритмы разной продолжительности, известным из них является суточный и годовой. Суточный ритм обусловлен вращением Земли вокруг своей оси. Он проявляется в изменении температуры, атмосферного давления, влажности воздуха, приливов и отливов, активности в жизни животных, интенсивности фотосинтеза у растений.

Годовые ритмы состоят в повторяемости явлений в географической оболочке, связанных со сменой времен года (в первую очередь в умеренных и полярных широтах). Они проявляются в годовом ходе температуры, количества осадков, преобладающих направлениях ветров, в смене фаз растительности, миграциях рыб и перелетах птиц.

Характерной чертой географической оболочки и основным географическим законом является зональность. Во зональностью понимают закономерное изменение природных комплексов и природных компонентов по широте (от экватора к полюсам).

Крупнейшими зональными составляющими географической оболочки является географические пояса. В их составе различают природные зоны - большие части географических поясов с восточными климатическими условиями, однородными почвами, растительным и животным миром.

В горах природные комплексы меняются с высотой. Они получили название высотных поясов.

1. Географической оболочка отличается очень большой сложностью состава и разнообразным состоянием вещества;
2. В географической оболочке сосредоточена жизнь и существует человеческое общество;
3. Все физико-географические процессы в этой оболочке протекают за счет солнечной и внутренней энергии Земли;
4. Все виды энергии поступают вгеографическую оболочку , трансформируются в ней и частично консервируются.

Основными свойствами географической оболочки являются: ритмичность природных явлений, круговорот веществ и энергии, целостность и единство, саморегулирование.

Ритмичность – это повторяемость природных явлений во времени; но не буквальное их повторение, т.к. каждое последующее явление отличается от предыдущего. Существуют ритмы: изменения солнечной активности (2-3, 5-6, 11, 22-23 гг.); положения Земли по отношению к Солнцу (365 суток – годовое движение Земли вокруг Солнца, ритмичность продолжительностью 1800-1900 лет. Она возникает за счет действия приливообразующих сил, то есть при совпадении положения Солнца, Земли и Луны в одной плоскости и на одной прямой. При этом могут быть два положения. Если Луна помещается между Солнцем и Землей, то происходит наибольшее нарушение равенства океанских масс и вынос на поверхность глубинных вод, что отражается на климате. Через 900-950 лет Солнце, Земля и Луна снова находятся в одной плоскости и на одной прямой, но Земля оказывается между Солнцем и Луной. Как установлено, в первом случае на Земле отмечается влажный период, а во втором – сухой. Ритмы увлажнения Земли выявлены русским ученым Шнитниковым. 40000 лет – изменение наклона земной оси, 92000 лет – колебания эксцентриситета земной орбиты); положения Солнечной системы в Галактике (190-200 млн. лет – ее оборот вокруг ядра Галактики).

Неравномерное распределение энергии в географической оболочке вызывает движения вещества и образование круговоротов в атмосфере, гидросфере, литосфере и биосфере. Возникают движения воздушных и водных масс, а также неорганического и органического вещества, образующие атмосферную циркуляцию и круговорот воды , перенос минерального вещества, литосферные и биосферные круговороты. Круговая форма переносов обеспечивает непрерывность движения в условиях ограниченного количества вещества. Все круговороты не замкнуты, то есть часть вещества и энергии может при движении изыматься из круговорота, а иногда в круговорот включаются новые вещества и энергия. Пример: изъятие значительных объемов воды из географической оболочки в четвертичное время при образовании ледников и поступление ее в географическую оболочку – при их таянии.

Целостность географической оболочки проявляется в том, что изменение одного компонента природного комплекса вызывает изменение других, или всей системы, как целого. Пример: повсеместное распахивание земель и вырубка лесов в Центрально-Черноземных областях привели не только к ухудшению состояния почвенного покрова, но и гидролого-гидрогеологических условий, сокращению количества атмосферных осадков, изменению фитоценоза и зооценоза. Так антропогенное воздействие на один компонент природной системы (почвы) вызвал изменение состояния всей системы.

Единство географической оболочки проявляется в том, что изменения, произошедшие в одном месте, отражаются на всей оболочке, а иногда, на какой-либо ее части – в другом. Пример: выпадение кислотных дождей в Центрально-Черноземных областях, подкисляющих почвы, вызвано, в основном, переносом сернистых и азотных соединений западными ветрами из Западной Европы, где они выбрасываются в воздух промышленными предприятиями. Как видно, антропогенное воздействие на атмосферу в одном месте географической оболочки сказывается на почвенном покрове – в другом.

ГО обладает способностью саморегулирования, позволяющей поддерживать на определенных уровнях многие параметры. Пример 1. Постоянство солевого состава вод Океана, несмотря на неравномерное распределение осадков и неодинаковое испарение в разных его частях, а также на ежегодное поступление в Океан 37,5 тыс. км 3 пресных вод, приносимых реками. Пример 2. Поддержание температуре воздуха на определенном уровне в результате процессов, возникающих в системе взаимодействия: солнечная радиация - температура земной поверхности - испарение - облачность.