Архитектура Аудит Военная наука Иностранные языки Медицина Металлургия Метрология
Образование Политология Производство Психология Стандартизация Технологии


Общие представления о геосферах Земли



Земля представляет собой более или менее правильные концентрические слои, геосферы, чередующиеся в вертикальном разрезе планеты отличающиеся друг о друга характерными только для них физическими, химическими и биологическими свойствами.

В направлении от периферии к центру Земли различают атмосферу, гидросферу, литосферу (рис. 1.1).

Рис. 1.1. Структура геосфер Земли

Атмосфера – газообразная оболочка Земли, состоящая из смеси различных газов и простирающаяся (условно) на высоту 100 км.

Основными газовыми компонентами атмосферы являются азот (78%), кислород (21%), аргон (0, 9%) и углекислый газ (0, 03%). Газовый состав атмосферы меняется с высотой.

Атмосфера имеет слоистое строение, которое включает ряд сфер и расположенные между ними паузы. Приведём их в порядке возрастания высоты над уровнем моря: тропосфера, тропопауза, стратосфера, стратопауза, мезосфера.

Наиболее плотный слой воздуха, прилегающий к земной поверхности, носит название тропосферы.Толщина её составляет: в средних широтах 10...12 км над уровнем моря и на полюсах 7...10 км, а на экваторе – 16...18 км.

Температура в тропосфере по высоте является стабильной и уменьшается на 0, 6оС на каждые 100 м в диапазоне от +40 до -50оС. В тропосфере сосредоточены примерно 80% массы всей атмосферы и содержится до 80% всей влаги, имеющейся в атмосфере. В тропосфере образуются облака и формируются все виды осадков, которые являются очистителями воздуха от примесей.

Выше тропосферы расположена стратосфера, а между ними находится тропопауза. Толщина стратосферы составляет около 40 км, воздух в ней разряжен, влажность его невысока, при этом температура воздуха от границы тропосферы до высоты 30 км над уровнем моря постоянна (-50°С), а затем она постепенно повышается до +10º С на высоте 50 км. Под воздействием космического излучения и коротковолновой части ультрафиолетового излучения Солнца молекулы газов в стратосфере ионизируются, в результате образуется озон. Озоновый слой, распространяющийся до высоты 40 км, играет очень большую роль, оберегая все живое на Земле от ультрафиолетового излучения.

Стратопауза отделяет стратосферу от лежащей выше мезосферы, в которой количество озона уменьшается, а температура на высоте примерно 80 км над уровнем моря составляет -70°С. Резкий перепад температур между стратосферой и мезосферой объясняется наличием озонового слоя.

Атмосферный воздух – важнейший природный ресурс. Его назначение заключается в следующем:

· снабжать людей, животных растительный мир жизненно необходимыми газовыми элементами (кислородом, углекислым газом);

· смягчать температурные перепады (воздух – плохой проводник тепла);

· защищать поверхность Земли от космического, радиационного и ультрафиолетового солнечного излучения;

· защищать Землю от метеоритов и прочих космических тел, подавляющая масса которых сгорает в атмосфере;

· обеспечивать производственные процессы кислородом, азотом, водородом и нейтральными газами.

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 нашей планеты.

Вода на Земле присутствует во всех трех агрегатных состояниях, однако наибольший объем её приходится на жидкую фазу. Гидросфера Земли на 94% представлена солеными водами океанов и морей. Доля пресных вод в общем объеме гидросфере − менее 2, 5%. При этом более 75% всей пресной воды законсервировано в полярных шапках Арктики и Антарктиды.

Вода– самое распространенное неорганическое соединение на планете. Она играет исключительную роль в процессах обмена веществ, составляющих основу жизни. Огромное значение вода имеет в промышленном и сельскохозяйственном производстве. Общеизвестна необходимость воды для бытовых потребностей человека, для существования всех растений и животных. Для многих живых существ она служит средой обитания.

Распределение водных масс в гидросфере Земли приведено в табл. 1.1.

Таблица 1.1

Распределение водных масс в гидросфере Земли

Часть гидросферы Объём воды, тыс. км3 Доля в общем объёме вод, %
Мировой океан 1 370 000 94, 1
Воды суши, в т.ч.: 84 361 5, 9
подземные воды 60 000 4, 1
вода в почве 0, 01
ледники 24 000 1, 7
озера 0, 02
реки 1, 2 0, 0001
Воды атмосферы (пары) 0, 001

Общая площадь мирового океана в 2, 5 раза превышает площадь суши и занимает около 71% земной поверхности.

Температура поверхности океанических вод колеблется от -2 до +30о С, а соленость вод от -3, 5 до 35 г/л. Растительность в океане распространена на глубине до 100 м., где прозрачности воды достаточно для нормального фотосинтеза, а животные обитают по всей толщине океана.

К водам суши относятся материковые воды, переносимые реками, воды сосредоточенные в озерах, болотах, ледниках, снежном покрове и заключенные в земной коре. Самая большая река мира – Амазонка, её сток составляет 16% стока всех рек мира. В её бассейне расположен самый большой лесной массив планеты. Планетарный резерв пресной воды высокого качества сосредоточен в озере Байкал, которое содержит пресной воды больше, чем все пресные озера мира. Территория Земли на 2% покрыта болотами. В России и Белоруссии расположено свыше 60% всех болот.

Ледники покрывают 16 млн. км2 суши, основная их часть расположена в Антарктиде. Ели бы ледники растаяли, то уровень Мирового океана поднялся по сравнению с нынешним на 64 м.

Подземные воды (пресные, соленые и геотермальные воды, залегающие под почвой на разной глубине, часто образуя водоносные пласты) составляют наибольшую часть вод суши. Объем подземных пресных вод примерно в 100 раз больше объема поверхностных пресных вод озер, рек, болот и пр.

Биологическая вода - важнейшая составляющая живого вещества, на долю которой приходится в среднем 80% общей массы живых существ. Общий объем биологической воды оценивается около 1000км3. Необходимость воды для организмов очень велика. Например, человек за год потребляет около 10т воды, а на образование 1кг биомассы расходуется около 500кг воды.

Воды в атмосфере – это главным образом водяной пар или конденсат. Почти весь водяной пар (90%) сосредоточен в тропосфере. Если бы вся сосредоточенная в атмосфере влага сконденсировалась и выпала на Землю в виде осадков, то образовался бы слой воды толщиной в 25м.

Вода в природе находится в постоянной циркуляции под влиянием теплового излучения Солнца. Испаряясь с водных поверхностей, вода переходит в газообразное состояние и переносится воздушными течениями в различные районы планеты, где и выпадает в виде осадков. Таким образом, запасы воды сохраняются на земном шаре в процессе кругооборота. Особое место в кругообороте воды принадлежит ледникам, так как они сохраняют влагу в твердом состоянии очень длительное время. Попавший на ледник снег снова вступит в активный кругооборот воды спустя десяток тысяч лет. При циркуляции воды потери водяного пара с границ атмосферы в мировое пространство и поступление воды из земных недр практически не учитываются. Ученые пришли к выводу, что баланс воды на Земле постоянен.

Вода является универсальным растворителем химических элементов, в связи с чем в природе абсолютно чистой воды нет. По уровню содержания растворенных веществ вода делится на три класса: пресная, соленая и рассолы. Большую часть всех водных ресурсов (около 1, 4 млрд. км3) составляет соленая вода, которая не может быть использована для питья и промышленных целей. Для непосредственного хозяйственного применения пригодна лишь сравнительно небольшая часть общих запасов воды − пресная. Кроме того, подавляющая часть пресной воды находится в местах или условиях, труднодоступных для человека. Поэтому при современных оценках водных ресурсов рассматривается обеспеченность пресными водами.

Вода оказывает существенное влияние на формирование климата и погоды, смягчая сильные температурные колебания, так как обладает высокой теплоемкостью и низкой теплопроводностью.

Литосфера − твердая оболочка Земли, толщина которой колеблется в пределах 50…200км. Суша на Земле занимает около 29% поверхности земного шара и включает ландшафты различной категории. Верхняя часть литосферы образует земную кору, толщина которой на континентах доходит до 50…75км, а под дном океанов − 5…10км, а нижняя − верхнюю часть мантии Земли. Граница между этими частями литосферы определяется по скачку в изменении скорости распространения продольных и поперечных упругих сейсмических волн (так называется граница Мохоровичича, или поверхность М).

Мантия Земли состоит, видимо, преимущественно из тяжелых минералов, богатых магнием и железом. С процессами, происходящими в верхней части мантии, тесно связаны тектонические движения, вулканизмы, горообразование и др.

Под мантией находится ядро, т.е. центральная часть Земли.

В таблице 1.2. приведены основные характеристики центральных геосфер Земли.

Таблица 1.2.

Основные характеристики центральных геосфер Земли.

Наименование геосферы   Толщина, км Объем, 10 18 м3 Плотность, 103 кг/м3 Масса, 1022 кг Доля от об-щей массы Земли, %
  Литосфера средняя - 17, в районе континентов - 35, под океанами - 5..7   10, 2   2, 70..3, 32   5   0, 48
  Мантия Земли   до 2900   896, 6   3, 32..5, 68   405   67, 2
  Ядро Земли   от 2900 до 6371   175, 2   9, 43..17, 20   188   32, 3

Наиболее интенсивное техногенное воздействие на литосферу происходит в двух направлениях: изменение и гибель ландшафтов, а также загрязнение и деградация почв. Ландшафт природный географический комплекс, в котором все основные компоненты (рельеф, климат, вода, растительность, животные) взаимосвязаны. Ландшафты непрерывно развиваются под действием антропогенных и природных факторов. Забота, ответственность за сохранность земной поверхности легли главным образом на одну из наук о Земле − инженерную геологию. Инженерная геология способна изучать последствия интенсивного воздействия человека на поверхностную часть литосферы, исследовать инженерно-геологические условия территории и предвидеть возможные перемены на земной поверхности и в недрах. Поэтому рациональное использование литосферы имеет в виду такое ведение хозяйственных мероприятий, которое в наименьшей степени будет влиять на окружающую природную среду территорий, различающихся по геологическим, климатическим, геоморфологическим условиям, и в то же время гарантировать сохранность и эффективную деятельность возведенных сооружений.

Уникальной оболочкой Землиявляется биосфера(греч. bios − жизнь, spharia − шар). Биосфера охвачена влиянием живого вещества. С современ-ных позиций биосферу рассматривают как наиболее крупную, глобальную экосистему, поддерживающую планетарный круговорот веществ.

Суммарная масса живых организмов Земли оценивается примерно в 2, 4*1012т. Верхняя граница жизни в атмосфере определяется уровнем ультрафиолетовой радиации, т.е. высотой расположения озонового экрана (25− 30 км). Если живые организмы поднимаются выше защитного слоя озона, они погибают. Гидросфера полностью заселена живым веществом, однако наибольшая его концентрация наблюдается у поверхности и у дна. В биосферу входит только верхняя часть земной коры, причем нижняя граница биосферы имеет нечеткий, расплывчатый характер, поскольку распространенность живых организмов от границы литосферы с атмосферой и гидросферой в глубь Земли резко уменьшается. Основным же физическим фактором, определяющим границы деятельности микроорганизмов в земной коре, является температура. Подавляюще большинство микроорганизмов не выдерживает длительного пребывания при температуре, близкой к 100°С, поэтому нижней границей биосферы считают ту глубину, где температура близка к 100°С. В действительности же распространение жизни ограничено не только температурными условиями, но и другими факторами и не всегда достигает предела, обусловленного возрастанием температуры. Поэтому реальное положение нижней границы биосферы пока точно не определено.

Цивилизация, обладая мощным влиянием на биосферу, создала техносферу. Техносфера − часть биосферы, преобразованная людьми с помощью прямого и косвенного воздействия технических средств в целях наилучшего соответствия ее своим социально- экономическим потребностям. При этом выделяются два типа объектов: природно-антропогенные и антропогенные:

· природно-антропогенный объект − природный объект, измененный в результате хозяйственной и иной деятельности, и (или) объект, созданный человеком, обладающим свойствами природного объекта и имеющий рекреационное и защитное значение;

· антропогенный объект − объект, созданный человеком для обеспечения его социальных потребностей и не обладающий свойствами природных объектов.

Ведущим элементом преобразования биосферы в техносферу и в дальнейшем в ноосферу является инженерная экология. Ноосфера – сфера разума, высшая стадия развития биосферы, связанная с возникновением и развитием в ней человечества, когда разумная человеческая деятельность становится главным определяющим фактором глобального развития.

Природные ресурсы.

Природные ресурсы − компоненты природной среды, природные объекты и природно-антропогенные объекты, которые используются или могут быть использованы при осуществлении хозяйственной и иной деятельности в качестве источников энергии, продуктов производства и предметов потребления и имеют потребительскую ценность. К ним относятся солнечное излучение, вода, воздух, почва, растения, животные, полезные ископаемые и все остальное, что не создано человеком, но без чего он не может существовать ни как живое существо, ни как производитель материальных и духовных ценностей.

Любой природный ресурс должен рассматриваться со следующих позиций:

· отношение природного ресурса к юрисдикции как объекта международного права или как объекта конкретного государства;

· обеспеченность конкретным ресурсом;

· относится ли конкретный ресурс к возобновляемым или невозобновляемым.

На рис.1.2. приведены основные международные объекты охраны окружающей среды.

Рис. 1.2. Международные объекты охраны окружающей среды.

Объекты, которые не вошли в категорию международных, могут при необходимости выступать в качестве объектов международного сотрудничества. Так, например, весьма ценными полезными ископаемыми морского дна являются железомарганцевые конкреции, имеющие по большей части округлую форму, однако они располагаются на глубинах около 6км. Поэтому их добыча возможна только небольшим числом государств.

Государства вправе использовать собственные природные ресурсы в соответствии со своей национальной политикой, однако на них лежит ответственность за то, чтобы их деятельность не причиняла ущерба окружающей среде других государств или регионов, лежащих за пределами национальной территории.

Для приморских государств в последние годы весьма актуальной стала проблема континентального шельфа. Исходя из рис.1.3, континентальный шельф включает в себя морское дно и недра подводных районов, находящихся за пределами территориального моря (воды) на всём протяжении естественного продолжения ее сухопутной территории до внешней границы подводной окраины материка. При этом внутренней границей континентального шельфа является внешняя граница территориального моря, а внешняя его граница находится на расстоянии 200 морских миль от исходных линий, от которых

Рис. 1.3. Экономические зоны Мирового океана.

отмеряется ширина территориального моря, при условии, что внешняя граница подводной окраины материка не простирается на расстояние более чем 200 морских миль.

Если подводная окраина материка простирается на расстояние более 200 морских миль от указанных исходных линий, внешняя граница континентального шельфа совпадает с внешней границей подводной окраины материка, определяемой в соответствии с нормами международного права.

Внутренние морские воды − это воды, расположенные в сторону берега от исходных линий, от которых отмеряется ширина территориального моря.

Территориальное море (воды) − примыкающий к сухопутной территории или внутренним морским водам морской пояс шириной 12 морских миль, отмеряемых от исходных линий.

Внешняя граница территориального моря является Государственной границей. При этом на территориальное море, воздушное пространство над ним, а также на дно территориального моря и его недра распространяется суверенитет данного государства с признанием права мирного прохода иностранных судов через территориальное море.

Весьма важным является понятие об исключительной экономической зоне, т.е. морском районе, находящимся за пределами территориального моря и прилегающий к нему район, с особым правовым режимом, установленным международными договорами и нормами международного права. Внешняя граница исключительной экономической зоны находится на расстоянии 200 морских миль от исходных линий, от которых отмеряется ширина территориального моря, если иное не предусмотрено международными договорами.

Статус континентального шельфа тесно связан с понятием его природных ресурсов, в них входят минеральные и другие неживые ресурсы морского дна и его недр, а также живые организмы, относящиеся к «сидячим водам», т.е. организмы, которые в период, когда возможен их промысел, находятся в неподвижном состоянии на морском дне или под ним не способны передвигаться иначе, как находясь в постоянном физическом контакте с морским дном или его недрами.

Ресурсообеспеченность − это соотношение между величиной конкретного природного ресурса и интенсивностью его использования, при этом она выражается либо количеством лет, на которые должно хватить данного ресурса, либо его запасами из расчета на душу населения страны. Однако указанные показатели не учитывают объемы экспортных поставок.

Природные ресурсы подразделяют на две группы: возобновляемые и невозобновляемые. К возобновляемым относят ресурсы, способные к восстановление через размножение (животные и растения) или другие природные циклы за сроки, соизмеримые со сроками их потребления.

К невозобновляемым относят ресурсы, которые совершенно не восстанавливаются или восстанавливаются во много раз медленнее, нежели используются человечеством. К ним относят полезные ископаемые, находящиеся в недрах Земли.

В плане указанной классификации следует более подробно рассмотреть источники энергии, так как мировое потребление энергии каждые 10-12 лет возрастает в два раза.

К возобновляемым относят все виды энергии, непрерывно действующие в биосфере Земли: солнечную, ветровую, энергию океана и гидроэнергию рек. Невозобновляемые источники − ископаемые виды топлива, ядерная и термоядерная энергия. Важное различие этих источников состоит в их влиянии на биосферу Земли. Энергетика, основанная на невозобновляемых источниках, приводит к дополнительному нагреву окружающей среды. Эти виды источников именуют, как добавляющие, т.е. их энергия добавляется к энергии планеты, которая обеспечивается Солнцем.

Использование возобновляемых источников энергии не приводит к дополнительному нагреванию планеты, поэтому такую энергию называют недобавляющей или альтернативной. Действительно, в данном случае, забирая, например, солнечное излучение и ее производные (энергию ветра и океана) в энергетические установки, расположенные на Земле, мы изымаем энергию из цикла нагревания планеты, а затем, после использования, возвращаем в окружающую среду в том же количестве в виде тепла.

Таким образом, недобавляющую энергию можно условно назвать безотходной, в то время как добавляющая должна рассматриваться как загрязняющая окружающую среду.

На рис. 1.4 приведена классификация альтернативных источников энергии.

Использование разности температур
Использова-ние энергии течений, приливов, волн
ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЕ ИСТОЧНИКИ
Морская энергетика
Наземная
Солнечная энергетика
Ветроэнергетика
Геотермальная энергетика

Рис. 1.4 Классификация альтернативных источников энергии

Следует подчеркнуть, что ошибочно положение о неисчерпаемости солнечной энергии. Здесь не учитывают ограничения, накладываемые самой энергетикой биосферы, антропогенное изменение которой сверх допустимого предела по правилу 1% чревато серьезными последствиями.

В настоящее время искусственное привнесение энергии в биосферу от всех источников энергии достигло значений близких к предельным.


Поделиться:



Популярное:

  1. XII. Большинство приемлемых для организма способов поведения совместимы с представлениями человека о самом себе.
  2. Астеносфера земли располагается
  3. Астеносфера земли располагается
  4. Взаимодействие и взаимовлияние живых организмов и других оболочек Земли
  5. Виды искусственных заземлителей и их характеристики
  6. Влияние человеческого сознания на систему решетки Земли
  7. Возникновение, изменение и прекращение прав на земли сельскохозяйственного назначения
  8. Вопрос 1. Политическая раздробленность Руси в ХII–XIII веках (причины и последствия раздробленности, крупнейшие княжества и земли).
  9. Геосферы Земли и их характеристики
  10. Государство и право: современные представления об их соотношении
  11. Государство, субъекты РФ и МО, действуя через свои органы (ОГВ или ОМСУ), выполняют своего рода «подготовительную работу», необходимую для организации эффективного использования земли.
  12. График выполнения и представления выпускной квалификационной (бакалаврской) работы


Последнее изменение этой страницы: 2016-04-11; Просмотров: 1286; Нарушение авторского права страницы


lektsia.com 2007 - 2024 год. Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав! (0.046 с.)
Главная | Случайная страница | Обратная связь