Геосферы Земли

Формирование Земли сопровождалось дифференциацией вещества. Результатом этой дифференциации явилось разделение Земли на геосферы - концентрически расположенные слои, различающиеся химическим составом, агрегатным состоянием и физическими свойствами. В центре образовалось ядро Земли, окруженное мантией. Из наиболее легких компонентов вещества, выделившихся из мантии, возникла расположенная над мантией земная кора – так называемая «твердая» Земля, заключающая в себе почти всю массу планеты. Далее возникли водная и воздушная оболочки нашей планеты. Кроме того, Земля обладает гравитационным, магнитным и электрическими полями.

Таким образом, можно выделить ряд геосфер, из которых состоит Земля:

- ядро;

- мантия;

- литосфера;

- гидросфера;

- атмосфера;

- магнитосфера.

Геосферы различаются главным образом плотностью составляющих их веществ. Самые плотные вещества сосредоточены в центральных частях планеты. Ядро составляет 1/3 массы Земли, кора и мантия – 2/3.

Названные нами земные оболочки взаимосвязаны и проникают друг в друга. Гидросфера всегда присутствует в литосфере и атмосфере, атмосфера – в литосфере и гидросфере и т.д.
С атмосферой, гидросферой и литосферой взаимодействуют внутренние оболочки Земли. Кроме того, во всех оболочках, кроме мантии и ядра, присутствует биосфера.

Ядро Земли. Ядро занимает центральную область нашей планеты. Это самая глубокая геосфера. Средний радиус ядра составляет около 3500 км, располагается оно глубже 2900 км и состоит из двух частей – большого внешнего и малого внутреннего ядер. Температура ядра может достигать 4000°С.

Природа внутреннего ядра Земли с глубины 5000 км остается загадкой. Это шар диаметром 2200 км. Возможно, он состоит из никелистого железа без примесей серы и находится в твердом состоянии из-за огромного давления.

Судя по геофизическим данным, внешнее ядро представляет собой жидкость, состоящую из расплавленного железа с примесью никеля и серы. Это связано с тем, что давление в этом слое меньше. Внешнее ядро представляет собой шаровой слой толщиной 2200 км. Жидкое ядро позво-ляет объяснить наличие магнитного поля Земли и его вариаций, когда в геологическом прошлом нашей планеты неоднократно происходила инверсия магнитных полюсов. Предполагается, что магнитное поле создается процессом, названным эффектом динамо-машины. Роль подвижного элемента динамо играет жидкое ядро, перемещающееся при вращении Земли вокруг своей оси.

Мантия – наиболее мощная оболочка Земли, занимающая 2/3 ее массы и большую часть объема. Она также существует в виде двух шаровых слоев – нижней и верхней мантии. Толщина нижней части мантии – 2000 км, верхней – 900 км. Все слои мантии расположены между радиусами 3450 и 6350 км.

Данные о химическом составе мантии получены на основании анализов наиболее глубинных магматических горных пород, поступивших в верхние горизонты в результате мощных тектонических поднятий с выносом мантийного материала. Материал верхней мантии собран со дна разных участков океана. Предполагают, что мантия Земли в основном сложена из силикатов и железа, прежде всего из минерала оливина.

Благодаря высокому давлению вещество мантии, скорее всего, находится в кристаллическом состоянии. Температура мантии составляет около 2500°С. Именно высокие давления обусловили такое агрегатное состояние вещества, в ином случае указанные температуры привели бы к его расплавлению.

В расплавленном состоянии находится астеносфера – нижняя часть верхней мантии. Это подстилающий верхнюю мантию и литосферу слой. Литосфера как бы «плавает» в нем. В целом же верхняя мантия обладает интересной особенностью – по отношению к кратковременным нагрузкам она ведет себя как жесткий материал, а по отношению к длительным нагрузкам – как пластичный материал.

На не слишком вязкую и пластичную астеносферу опирается более подвижная и легкая литосфера. В целом литосфера, астеносфера и остальные мантии могут рассматриваться в качестве трехслойной системы, каждая из частей которой подвижна относительно других компонентов.

Литосфера – это земная кора с частью подстилающей ее мантии, которая образует слой толщиной порядка 100 км. Земная кора обладает высокой степенью жесткости, но и большой хрупкостью. В верхней части, она слагается гранитами, в нижней – базальтами.

Резкая асимметрия строения поверхности нашей планеты была замечена давно. Поэтому планетарный рельеф делится на две основные области - океаническую и континентальную. Дно океанов и континенты отличаются друг от друга строением земной коры, химическим и петрографическим составом, а также историей геологического развития. Кора имеет повышенную мощность в области континентов и пониженную в областях океанического дна.

Средняя мощность континентальной коры – 35 км. Ее верхний слой богат гранитными породами, нижний – базальтовыми магмами. На дне океанов гранитный слой отсутствует, и земная кора состоит только из базальтового слоя. Ее мощность – 5–10 км. Кроме того, континентальная кора содержит больше радиоактивных элементов, генерирующих тепло, чем тонкая океаническая кора.

Земная кора, образующая верхнюю часть литосферы, в основном слагается из восьми химических элементов: кислорода, кремния, алюминия, железа, кальция, магния, натрия и калия. Половина всей массы коры приходится на кислород, который содержится в ней в связанном состоянии, главным образом в виде окислов металлов.

Первые порции вулканического материала имели состав базальтов или состав, близкий к нему. Базальтовая магма, поднимаясь к поверхности, теряла газы, уходившие в атмосферу, превращалась в базальтовую лаву, которая растекалась по первичной поверхности планеты. При остывании она превращалась в твердые покровы, образующие первичную кору океанического типа. Однако процесс выплавления этих масс был асимметричным, и на одном полушарии планеты их сосредоточилось больше, чем на другом. В областях будущих континентов молодая земная кора была динамически неустойчивой и перемещалась вверх и вниз под влиянием внутренних причин, о природе которых мы знаем еще недостаточно. При общих колебательных движениях части первичной коры временами оказывались выше уровня океана и подвергались разрушению под влиянием химически активных газов первичной атмосферы, воды, а также других физических агентов. Продукты разрушения сносились в пониженные участки суши и водоемы, образуя осадочные породы с механической сортировкой частиц по величине и минералогическому составу. Еще более активно эти процессы пошли с появлением биосферы. Области поднятия суши – места будущих континентов – стали обрастать поясами мощных толщ осадочных пород, возникших за счет разрушения более приподнятых участков суши. Эти пояса впоследствии подвергались складчатости и поднятиям, в них проявлялась вулканическая деятельность. Возникли древние горные цепи вокруг ядер материков, впоследствии также разрушенные геологическими агентами. Так формировалась континентальная часть земной коры.

Океаническая часть, вероятно, редко или совсем не выступала выше уровня Мирового океана, и в ней не происходили процессы дифференциации вещества, не шли отложения осадочных пород.

Геологические особенности коры определяются совместными действиями на нее атмосферы, гидросферы и биосферы – трех самых внешних оболочек планеты. Состав коры и внешних оболочек непрерывно обновляется. Благодаря выветриванию и сносу вещество континентальной поверхности полностью обновляется за 80–100 млн лет. Убыль вещества континентов воспол-няется поднятиями их коры. Если бы не было этих поднятий, то за несколько геологических периодов вся суша была бы снесена в океан и наша планета покрылась бы сплошной водной оболочкой.

Не следует забывать и о том, что поверхность Земли сложилась из литосферных плит, число и положение которых менялось от эпохи к эпохе. Плита – это вся масса коры и подстилающей мантии, которая движется как единое целое по поверхности Земли. Сегодня выделяют
8–9 больших плит и более 10 малых. Плиты медленно перемещаются горизонтально (глобальная тектоника плит). В районах рифтовых разломов (т.е. границ литосферных плит), где вещество мантии выносится наружу, плиты расходятся, а в местах, где горизонтальные смещения соседних плит оказываются встречными, они надвигаются друг на друга. Вдоль границ литосферных плит расположены зоны повышенной тектонической активности. При движении плит сминаются их края, образуя горные хребты или целые горные области. Океанические плиты, берущие свое начало в рифтовых разломах, наращивают толщину по мере приближения к континентам. Они уходят под островные дуги или континентальную плиту, увлекая за собой накопившиеся осадочные породы. Вещество погружающейся плиты достигает в мантии глубин до 500–700 км, где оно начинает плавиться.

На поверхности литосферы в результате совокупной деятельности ряда факторов возникает почва.

Основоположник почвоведения русский ученый В.В. Докучаев назвал почвой наружные горизонты горных пород, естественно измененных совместным влиянием воды, воздуха и различного рода организмов, включая их остатки. Таким образом, почва – это сложнейшая система, стремящаяся к равновесному взаимодействию с окружающей средой.

Гидросфера (от греч. Hydor - вода + Sphaira) - шар водная оболочка Земли, включающая все воды, находящиеся в жидком, твердом и газообразном состояниях. Гидросфера включает воды океанов, морей, подземные воды и поверхностные воды суши. Некоторое количество воды содержится в атмосфере и в живых организмах.

Водная оболочка Земли представлена на нашей планете Мировым океаном, пресными водами рек и озер, ледниковыми и подземными водами. Общие запасы воды на Земле составляют
1,5 млрд км3. Из этого количества воды 97% приходится на соленую морскую воду, 2% составляет замерзшая вода ледников и 1% – пресная вода.

Гидросфера – это сплошная оболочка Земли, так как моря и океаны переходят в подземные воды на суше, а между сушей и морем идет постоянный круговорот воды, ежегодный объем которого составляет 100 тыс. км3. Большая часть испаренной с поверхности морей и океанов воды выпадает в виде осадков над ними же. Около 10% испаренной воды уносится на сушу, падает на нее, а затем или реками уносится в океан, или уходит под землю, или консервируется в ледниках. Круговорот воды в природе не является совершенно замкнутым циклом. Сегодня доказано, что наша планета постоянно теряет часть воды и воздуха, которые уходят в мировое пространство. Поэтому с течением времени встанет проблема сохранения воды на нашей планете.

Вода – вещество, обладающее многими уникальными физическими и химическими свойствами. Она обладает высокой теплоемкостью, теплотой плавления и испарения и в силу этих качеств является важнейшим климатообразующим фактором на Земле. Вода является хорошим растворителем, поэтому в ней содержится множество химических элементов и соединений, необходимых для поддержания жизни. Не случайно именно Мировой океан стал колыбелью Жизни на нашей планете.

Большую часть поверхности Земли занимает Мировой океан (71% поверхности планеты). Он окружает материки (Евразию, Африку, Северную и Южную Америку, Австралию и Антарктиду) и острова. Океан делится материками на четыре части: Тихий (50% площади Мирового океана), Атлантический (25), Индийский (21) и Северный Ледовитый (4%) океаны. Средняя глубина вод океана составляет 3,8 км. Наиболее глубокая часть океана – Марианская впадина в Тихом океане с глубиной 11022 м. Посреди океанов проходят рифтовые хребты общей протяженностью до 60 тыс. км. Они состоят из отдельных гор высотой до 2,5 км, разделенных глубокими расщелинами.

Средняя соленость вод Мирового океана составляет 3,5%. Среднегодовая температура поверхности вод океана равна 17,5°С. Теплее всего вода у экватора (28°С), холоднее всего – у полюсов (до – 1,9°С). Мировой океан часто называют «печкой планеты». В теплый сезон вода согревается медленнее суши, поэтому она охлаждает воздух. Зимой происходит обратный
процесс - теплая вода согревает холодный воздух.

В Мировом океане постоянно происходят поступательные движения масс воды – морские течения. Они образуются под влиянием господствующих ветров, приливных сил Луны и Солнца, а также из-за существования слоев воды разной плотности. Под влиянием вращения Земли все течения в Северном полушарии отклоняются вправо, а в Южном полушарии – влево. По располо-жению течения бывают поверхностными, подповерхностными, глубинными и придонными. По стабильности выделяют постоянные, временные и периодические (приливы и отливы) течения. Примером постоянных течений являются Северные и Южные Пассатные течения. Из низких широт в высокие движутся теплые течения (Гольфстрим), а из высоких широт в низкие – холодные течения (Лабрадорское, Курильское).

Огромную роль в морях и океанах играют приливы и отливы, вызывающие периодические колебания уровня воды и смену приливных течений. В открытом океане высота прилива достигает 1 м, у берегов – до 18 м. Самые высокие приливы наблюдаются у берегов Франции (14,7 м) и в Англии в устье реки Северн (16,3 м), в России – Мензенском заливе Белого моря (10 м) и Пенжинской губе Охотского моря (11 м).

Важной частью гидросферы Земли являются реки – водные потоки, текущие в естественных руслах и питающиеся за счет поверхностного и подземного стока с их бассейнов. Реки с притоками образуют речную систему. Течение и расход воды в них зависит от уклона русла. Обычно выделяют горные реки с быстрым течением и узкими речными долинами и равнинные реки с медленным течением и широкими речными долинами.

Реки являются важной частью круговорота воды в природе. Их суммарный годовой сток в Мировой океан составляет 38,8 тыс. км3. Реки – это источники питьевой и промышленной воды, источник гидроэлектроэнергии. В реках живет большое количество растений, рыб и других пресноводных организмов. Самые большие реки на планете – Амазонка, Миссисипи, Енисей, Лена, Обь, Нил, Амур, Янцзы, Волга.

Озера и болота – также часть гидросферы Земли. Озера – это водоемы, вся поверхность которых открыта атмосфере и которые не имеют уклонов, создающих течения, а также не связаны с морем иначе, чем через реки и потоки. Понятие «озера» включает в себя большой круг водоемов, в том числе пруды (небольшие мелкие озера), водохранилища, а также болота и трясины со стоячей водой. По происхождению озера могут быть ледниковыми, проточными, термокарс-товыми, солеными. С геологической точки зрения озера имеют малую продолжительность жизни. Как правило, они постепенно исчезают из-за нарушения равновесия между притоком и стоком воды из озера. К числу крупнейших озер относятся: Каспийское и Аральское моря, Байкал, озера Верхнее, Гурон и Мичиган в США и Канаде, Виктория, Ньянза и Танганьика в Африке.

Еще одна часть гидросферы – подземные воды. Это все воды, находящиеся под земной поверхностью. Существуют подземные реки, свободно текущие по подземным каналам – трещинам, пещерам. Есть также фильтрующиеся воды, просачивающиеся через рыхлые породы (песок, гравий, гальку). Самый ближний к поверхности земли горизонт подземных вод называют грунтовыми водами.

Подземные воды могут иметь атмосферное происхождение. Также источником подземных вод могут быть пары воды раскаленной магмы – т.е. ювенильные воды.

Вода, попавшая в грунт, доходит до водоупорного слоя, накапливается на нем и пропитывает вышележащие породы. Так образуются водоносные горизонты, могущие служить источниками воды. Иногда водоупорный слой может создавать вечная мерзлота.

Ледники, образующие ледяную оболочку Земли (криосферу), также являются частью гидро-сферы нашей планеты. Они занимают площадь, равную 16 млн км2. Это 1/10 часть поверхности планеты. Именно в них содержатся основные запасы пресной воды (3/4). Если бы льды, находящиеся в ледниках, вдруг растаяли, уровень Мирового океана повысился бы на 50 метров.

Ледяные массивы образуются там, где возможно не только накопление снега, выпавшего на зиму, но и сохранение его в течение лета. Со временем такой снег уплотняется до состояния льда и может закрыть собой всю местность как ледниковый покров или ледяная шапка. Места, где может происходить накопление многолетнего льда, определяются географической широтой и высотой над уровнем моря. В полярных районах граница многолетнего льда лежит на уровне моря, в Норвегии – на высоте 1,2–1,5 км над уровнем моря, в Альпах - на высоте 2,7 км,
а в Африке – на высоте 4,9 км.

Гляциологи различают материковые покровы, или щиты, и горные ледники. Самые мощные материковые ледниковые покровы расположены в Антарктиде и Гренландии. В некоторых местах толщина льда достигает там 3,2 км. В некоторых местах он постепенно сползает к океану, рождая ледяные горы – айсберги. Горные ледники – это ледяные реки, спускающиеся по склонам гор, хотя их движение идет очень медленно – со скоростью от 3 до 300 м в год. При своем движении ледники меняют картину ландшафта, увлекая за собой валуны, обдирая склоны гор и обламывая при этом значительные куски породы. Продукты разрушения уносятся ледником по склону и оседают по мере его таяния.

Частью криосферы Земли помимо ледников являются твердые толщи горных пород и относи-тельно сухие воздушные массы с отрицательной температурой, в которых естественными или искусственными путями могут создаваться условия для конденсации воды. На Земле широко распро-странены многолетнемерзлые грунты (вечная мерзлота), являющиеся частью криосферы планеты. Толщина таких грунтов в среднем достигает 50–100 м, а в Антарктиде – 4 км. Вечная мерзлота занимает огромные территории в Азии, Европе, Северной Америке и Антарктиде, ее общая площадь составляет 35 млн км2. Вечная мерзлота возникает в местах, где среднегодовые темпе-ратуры имеют отрицательные значения. В ней содержится до 2% общего объема льда на Земле.

Атмосфера. Атмосфера – это воздушная оболочка Земли, окружающая ее и вращающаяся вместе с ней. Она состоит из воздуха – смеси газов, состоящей из 78% азота, 21% кислорода,
а также инертных газов, водорода, углекислого газа, паров воды, на которые приходится около
1% объема. Кроме того, воздух содержит большое количество пыли и различных примесей, порождаемых геохимическими и биологическими процессами на поверхности Земли.

Масса атмосферы довольно велика и составляет 5,15 · 1018 кг. Это значит, что каждый кубический метр окружающего нас воздуха весит около 1 кг. Вес всего этого воздуха, давящего на нас, называют атмосферным давлением. Среднее атмосферное давление на поверхности Земли равно 1 атм, или 760 мм рт. ст. Это означает, что на каждый квадратный сантиметр нашего тела давит груз атмосферы массой в 1 кг. С высотой плотность и давление атмосферы быстро убывают.

В атмосфере есть районы с устойчивыми минимумами и максимумами температур и давлений. Так, в районе Исландии и Алеутских островов располагается такая область, являющаяся традиционным местом рождения циклонов, определяющих погоду в Европе. А в Восточной Сибири область низкого давления летом сменяется областью высокого давления зимой.

Неоднородность атмосферы вызывает перемещение воздушных масс – так появляются ветры. Кроме того, на направления ветров влияет вращение Земли, а также разнообразный рельеф нашей планеты. Основная масса воздуха перемещается от экватора к полюсам. В экваториальной области с ее высокими температурами обычно держится низкое давление, что вызывает подъем воздуха вверх. Обычно в этих районах господствуют штили и слабые переменные ветры. Поднимаясь, восходящие токи воздуха охлаждаются, конденсируют влагу и проливаются ливнями. После этого воздух движется на север и юг от экватора, несколько раз опускаясь и поднимаясь при этом. Охлажденный у полюсов воздух возвращается назад, к экватору.

В тропических областях преобладают восточные ветры. В Северном полушарии Земли господствуют северо-восточные пассаты, в Южном полушарии - юго-восточные пассаты. По мере удаления к полюсам начинают доминировать западные ветры. Внутри этих потоков вращаются вихри – области низкого давления. Когда они сталкиваются с воздухом, нагретым у поверхности Земли, то поднимаются вверх и порождают облака и дожди.

Атмосфера Земли имеет слоистое строение, причем слои отличаются по физическим и химическим свойствам. Важнейшими физическими свойствами являются температура и давление, изменение которых лежит в основе выделения атмосферных слоев. Таким образом, в атмосфере Земли выделяют: тропосферу, стратосферу, ионосферу, мезосферу, термосферу и экзосферу.

Тропосфера – это нижний слой атмосферы, определяющий погоду на нашей планете. Его толщина – 10–18 км. С высотой падает давление и температура, опускаясь до –55°С. В тропосфере содержится основное количество водяных паров, образуются облака и формируются все виды осадков.

Облака состоят из капель воды или кристаллов льда, взвешенных в воздухе. Облака различаются по форме и высоте расположения над Землей. Метеорологи выделяют облака нижнего яруса, образующиеся не выше 2 км. На этом уровне возникают следующие виды облаков: кучевые – отдельные облака, верхние контуры которых постоянно меняют свои очертания; кучево-дождевые – они несут ливни, грозу, град, снежные заряды; слоистые – отдельные облака или широкая полоса низких серых облаков, несущие морось или изморозь; слоисто-кучевые – облака с четко очерченными краями. На высоте 2–7 км находятся облака среднего яруса, среди которых выделяют высоко-кучевые, высоко-слоистые и слоисто-дождевые облака. На высоте более 5 км располагаются облака верхнего яруса – перистые, перисто-слоистые и перисто-кучевые. Они похожи на птичьи перья, полосы или ленты белого цвета и состоят из ледяных кристаллов.

Следующий слой атмосферы – это стратосфера, простирающаяся до 50 км в высоту. Нижняя часть стратосферы имеет постоянную температуру, в верхней части наблюдается повышение температуры из-за поглощения солнечного излучения озоном.

Ионосфера – эта часть атмосферы начинается с высоты 50 км и состоит из ионов – электрически заряженных частиц воздуха. Ионизация воздуха происходит под действием Солнца. Ионосфера обладает повышенной электропроводностью и в силу этого отражает короткие радиоволны, позволяя осуществлять дальнюю связь.

С высоты в 80 км начинается мезосфера, роль которой состоит в поглощении озоном, водяным паром и углекислым газом ультрафиолетовой радиации Солнца.

На высоте 90–400 км находится термосфера. В ней происходят основные процессы погло-щения и преобразования солнечного ультрафиолетового и рентгеновского излучений. На высоте более 250 км постоянно дуют ураганные ветры, причиной которых считают космические излучения.

Верхняя область атмосферы, простирающаяся от 450–800 км до 2000–3000 км, называется экзосферой. В ней содержится атомарный кислород, гелий и водород. Часть этих частиц постоянно уходит в мировое пространство.

Результатом саморегулирующихся процессов в атмосфере Земли является климат нашей планеты. Это не то же самое, что погода, которая может меняться каждый день. Погода очень изменчива и зависит от колебаний тех взаимосвязанных факторов, в результате которых она формируется, как-то: температура, ветры, давление, осадки. Погода в основном является результатом взаимодействия атмосферы с сушей и океаном.

Климат – это состояние погоды какого-то региона за длительный промежуток времени.

Он формируется в зависимости от географической широты, высоты над уровнем моря, воздушных потоков. Меньше влияют рельеф и тип почвы. Выделяют ряд климатических зон мира, обладающих комплексом сходных характеристик, относящихся к сезонным температурам, количеству осадков и силе ветра:

- зона влажного тропического климата – среднегодовые температуры больше 18°С, холодов не бывает, осадков выпадает больше, чем испаряется воды;

- зона сухого климата – область малого количества осадков; сухой климат может быть жарким, как в тропиках, или свежим, как в континентальной Азии;

- зона теплого климата – средние температуры в самое холодное время здесь не опускаются ниже –3°С, и хотя бы один месяц имеет среднюю температуру больше 10°С, хорошо выражен переход от зимы к лету;

- зона холодного северного таежного климата – в холодное время средняя температура опускается ниже –3°С, но в теплое время она выше 10°С;

- зона полярного климата – даже в самые теплые месяцы средние температуры здесь ниже 10°С, поэтому в этих районах прохладное лето и очень холодные зимы;

- зона горного климата – районы, отличающиеся по климатическим характеристикам от той климатической зоны, в которой они находятся. Появление таких зон связано с тем, что с высотой падают температуры и сильно меняется количество осадков.

Климат Земли имеет ярко выраженную цикличность. В нем можно выделить периоды «космических зим», возникающих в связи с обращением Солнца вокруг центра Галактики через 180–200 млн лет. Также выделяют макроритмы, периодичность которых составляет 40 тыс. лет, и мезоритмы – с периодом около 2 тыс. лет. Изменения климата, происходящие каждые 11 лет, относят к микроритмам. Все эти ритмы связаны с изменениями амплитуд температур.

Самым известным примером цикличности климата являются периодически случавшиеся на Земле оледенения. За два последних миллиона лет наша планета пережила от 15 до 22 ледниковых периодов. Об этом свидетельствуют исследования осадочных пород, накопившихся на дне океанов и озер, а также исследования образцов льда из глубин Антарктического и Гренландского ледниковых покровов. Так, в последний ледниковый период Канада и Скандинавия были покрыты гигантским ледником, а Северо-Шотландское нагорье, горы Северного Уэльса, Альпы имели огромные ледяные шапки.

Сейчас мы живем в эпоху глобального потепления. С 1860 г. средняя температура Земли поднялась на 0,5°С. В наши дни увеличение средних температур идет еще более быстрыми темпами. Это грозит серьезнейшими изменениями климата на всей планете и другими, подчас непредсказуемыми последствиями.

Магнитосфера – самая внешняя и протяженная оболочка Земли. Она представляет собой область околоземного пространства, физические свойства которой определяются магнитным полем Земли и его взаимодействием с потоками заряженных частиц космического происхождения. С дневной стороны она простирается на 8–24 земных радиусов, с ночной – доходит до нескольких сотен радиусов и образует магнитный хвост Земли. В магнитосфере находятся радиационные пояса.

Магнитное поле Земли образуется во внешней оболочке ядра благодаря циркуляции огромных электрических токов. Поэтому Земля представляет собой огромный магнит с четко выраженными магнитными полюсами. Северный магнитный полюс находится в Северной Америке на полуострове Ботия, Южный магнитный полюс – в Антарктиде на станции Восток.

Сегодня установлено, что магнитное поле Земли не является неизменным. Его полярность менялась несколько раз. Так, 30000 лет назад Северный магнитный полюс находился на Южном полюсе. Кроме того, периодически происходят возмущения магнитного поля – магнитные бури, из-за которых возникают серьезные радиопомехи. Их главной причиной является колебание солнечной активности. Поэтому особенно часты магнитные бури в годы активного Солнца, когда на нем появляется много пятен, а на Земле возникают полярные сияния.

Все геосферы Земли тесно взаимодействуют друг с другом путем непрерывного обмена веществом и энергией и в совокупности представляют географическую оболочку планеты. Ее целостность обеспечивается за счет лучистой энергии Солнца и внутренней энергии Земли.

Помимо вертикального строения географический оболочки Земли, рассмотренного выше, выделяют ее горизонтальную структуру – физико-географические (природные) пояса планеты. Они отличаются друг от друга режимом тепла и влаги, особенностями циркуляции воздушных масс и морских течений, а также составом флоры и фауны.

Выделяют несколько физико-географических поясов:

- экваториальный пояс расположен по обе стороны от экватора от 5–8° северной широты до 4–11° южной широты. Здесь постоянно тепло (в среднем 24–28°С), выпадает много осадков. Широко распространены многоярусные леса с огромным количеством видов растений и животных;

- субэкваториальные пояса Северного и Южного полушарий отличаются высокими темпе-ратурами (до 22–25°С) и сменой сухих и влажных сезонов. Распространены саванны и листопадные леса;

- тропические пояса Северного и Южного полушарий располагаются между 20 и 30° северной и южной широты. Средние температуры доходят летом до 35°С, а зимой не опускаются ниже 10°С. В более влажных районах находятся саванны и листопадные леса, в сухих районах – пустыни и полупустыни;

- субтропические пояса расположены в Северном и Южном полушариях на участках 30–42° северной и южной широты. В этих поясах отчетливо проявляются сезонные ритмы, когда тропи-ческий климат сменяется умеренным, поэтому средние температуры летом выше 20°С, а зимой – 4°С, хотя могут быть и морозы до –10°С. В Северном полушарии это область жестколиственных лесов и полупустынь, в Южном – область вечнозеленых и широколиственных лесов;

- умеренные пояса располагаются дальше на север и юг. В Северном полушарии – это суша, в Южном – море. В этих поясах зимой лежит снег, хорошо представлены все четыре времени года. Это область распространения последовательно сменяющих друг друга пустынь, полупустынь, степей, лесостепей, широколиственных, смешанных и хвойных лесов;

- субарктический пояс находится в Северном полушарии и включает в себя зоны тундры и лесотундры;

- арктический (антарктический) пояса – это большая часть Арктики и Антарктики. На суше – это область ледяных пустынь, моря также покрыты устойчивыми льдами, поэтому флора и фауна этих поясов не слишком богата.



Оглавление
Структурные уровни организации материи. Мега- и макромир.
Дидактический план
Предисловие
Структурность и системность материи
Микро-, макро- и мегамир
Основные представления о мегамире
Возникновение Вселенной. Теория Большого Взрыва
Модель расширяющейся Вселенной
Образование Солнечной системы
Проблема существования и поиска внеземных цивилизаций
Основные направления поиска внеземных цивилизаций
Современный анализ проблемы внеземных цивилизаций
Солнечная система
Галактики
Планеты Солнечной системы
Внешние планеты Солнечной системы
Планеты земной группы
Сравнительная характеристика планет земной группы
Гипотезы о происхождении планет Солнечной системы
Форма и размеры Земли
Современные представления о строении Земли
Образование Земли
Возраст Земли
Геосферы Земли
Химическая эволюция Земли
Природные ресурсы и их использование
Неисчерпаемые природные ресурсы
Исчерпаемые природные ресурсы
Концепции пространства и времени в современном естествознании
Развитие представлений о пространстве и времени
Теория относительности
Специальная теория относительности
Общая теория относительности
Свойства пространства и времени
Всеобщие свойства пространства и времени
Общие свойства пространства
Общие свойства времени
Специфические (локальные) свойства пространства
Все страницы