Реферат: Географічна оболонка. Кругообіг речовин. Природні комплекси
Тут простежується добова ритміка, точніше пів-добова, або світловий день-ніч, сезонна ритміка і річна ритміка та багаторічна. Біоритми людини охоплюють широкий частотний діапазон від мільйона герц до повільних частот, що мають періоди в десятки років. Біоритми, що визначають річні коливання життєдіяльності, мають період порядку 11 р. Фізико-хімічні процеси в живому організмі підпорядковуються закономірностям сонячної активності. Наприклад, урожайність сільськогосподарських культур змінюється з періодом 11 р. При цьому найбільш урожайні роки припадають на роки мінімуму сонячної активності. Періодичність сонячної активності відображається і в ритмі життя і діяльності людини. Наприклад, встановлено збільшення числа серцево-судинних захворювань в роки максимуму сонячної активності в результаті стресової реакції нестійкої біологічної системи на електромагнітні збурення.
Ритміка в атмосфері.
Були встановлені зміни клімату в середньому через 11 років, що пов'язано з 11-літнім циклом сонячних плям (І.Блютген, 1972). Проміжок часу між двома послідовними максимумами і мінімумами сонячних плям коливається в межах 9-14 р. (в середньому 11,5 р.).
Наступні, більші інтервали кліматичних змін встановлені в середньому як 35-річні на багатьох об'єктах. Потім намітились 40-річні і 90-річні періоди кліматичних коливань і ще більші, зокрема подвійний віковий цикл 180-190-річний і 200-300-річний, 600-річний, 1500-2000-річний. Дрібніші цикли розвиваються на фоні більших.
Інші дослідження періодичності космічних явищ виявили періоди коливань ексцентриситета (витягненості) земної орбіти і її нахилу, та зміни орієнтування земної осі. Тривалість таких періодів дорівнює 90 тис., 40 тис. і 21 тис.р., тобто ці цикли співрозмірні з часовими періодами циклів накопичення, наприклад, вугленосних товщ.
Встановлений зв'язок між періодичністю досить різних явищ на нашій планеті. Досить добре співпадають дрібні ритми осадконакопичення з періодами кліматичних коливань, а останні – з періодичністю сонячної активності.
Важче пояснити більшу циклічність. З точки зору Н.Ф.Балуховського ритмічність певного типу пояснюється коливанням сонячної активності, але такі цикли, як вугленосні, утворюються під впливом періодичності, результатом чого є зміна нахилу екліптики і ексцентриситета земної орбіти. Ще більші цикли пов'язуються з космічними явищами, зумовленими не тільки сонячною системою, але і з розташуванням її по відношенню до інших сузір'їв. І нарешті великі мегацикли в житті Землі пов'язані з так званими галактичними роками.
2. Кругообіг речовини і потік енергії в географічній оболонці
Всі процеси, що протікають в географічній оболонці, мають два джерела енергії: внутрішню енергію землі і енергію Сонця та Космосу. Із глибини Землі в географічну оболонку поступає тепловий потік енергії, що складає близько 3Ч1017 ккал/рік (радіоактивний розпад, енергія пов'язана з дією гравітаційних сил та ін.)
Основним джерелом енергії в географічній оболонці є сонячна радіація. До земної поверхні доходить близько 5,5Ч1020 ккал/рік (за К.К.Марковим). Частина сонячної радіації відбивається в атмосферу, а основна частина поглинається літосферою і гідросферою, викликаючи їх нагрівання і випаровування води. На випаровування води витрачається майже половина всієї сонячної енергії, що досягає Землі. Енергія, що досягла Землі, у взаємодії з гравітацією зумовлює циркуляцію атмосфери і гідросфери. Привівши в дію різноманітні процеси, що протікають в географічній оболонці, сонячна радіація майже повністю перетворюється в тепло і в такому виді знову повертається в Космос. Але цей кругообіг не замкнений, бо частина сонячної енергії акумулюється географічною оболонкою (біосферою). Загальна кількість енергії, акумульованої зеленими рослинами (живими організмами) складає 1019 ккал.
Кругообіг речовини.
Вся міграція речовини в географічній оболонці має форму кругообігів різного масштабу. Вони не замикаються повністю, а з'єднуються один з одним і включаються в загальний великий кругообіг в системі: Космос-географічна оболонка-глибинні шари Землі. В географічну оболонку поступає речовина із глибоких шарів Землі разом з продуктами вулканізму та виверженими породами, а з Космосу – з метеоритами і метеорним пилом в кількості 5Ч106т/рік. В свою чергу географічна оболонка втрачає в Космосі найлегші атоми, переважно Н, Не. В областях стійкого занурення речовина географічної оболонки потрапляє в глибокі шари Землі, де перетворюючись, входить до складу речовини, що поступає в географічну оболонку з глибоких шарів Землі. Цим завершується великий кругообіг речовини в системі Космос-географічна оболонка-глибинні шари Землі.
Даний кругообіг не замкнений. В Космос географічна оболонка віддає інший склад речовини, ніж той, що вона отримує з Космосу. Те ж спостерігається і у взаємодії географічної оболонки з глибинними шарами Землі. Менші за масштабом кругообіги здійснюються в самій географічній оболонці. Головні з них: кругообіг речовини, пов'язаний з кругообігом води і кругообіг, викликаний діяльністю живих організмів. З кругообігом води пов'язаний і кругообіг речовини між сушею і морем. Тільки з поверхні океану випаровується біля 4,5Ч1014т/рік води, з неї біля 4,1/Ч1014т/рік повертається безпосередньо в океан у виді опадів. Решта випаруваної води переноситься на сушу, де випадає атмосферними опадами і звідти знову стікає в океан у вигляді річкового стоку (певна частина випаровується і з суші). Загальний стік річкових вод у океан складає біля 0,36Ч1014т/рік. Але в кругообігу обертається не тільки чиста вода. Частина морських солей з опадами попадає на сушу. Ці солі і речовини, вилужені грунтовими і підземними водами та механічні різні домішки попадають в річкові артерії і частина з них близько 1,5Ч1010т/рік разом з річковим стоком попадає в океан.
Обмін речовин між сушею і морем не обмежується тільки цим кругообігом. В результаті тектонічних рухів площа суші і океану може мінятись і морські відклади виявляються на суші, а континентальні – на дні моря.
В процесі фотосинтезу рослини поглинають на суші воду і продукти мінерального живлення з грунту, і в гідросфері з верхніх, освітлених Сонцем шарів води. З води та атмосфери рослини поглинають СО2 , а за рахунок фотосинтезу виділяють в атмосферу і гідросферу О2 . І таким чином, весь О2 обновлюється в атмосфері за 5800 років, а СО2 – за 7 років.
3. Природні комплекси
В теорію сучасної географії ввійшов термін "територіальний комплекс", що широко вживається в фізичній і економічній географії. У фізичній географії користуються терміном "ПТК". Під ним розуміють закономірно побудовану систему взаємозв'язаних компонентів і елементів природи, які утворюють певні територіальні єдності з більш або менш чіткими межами (К.І.Геренчук, 1969). "ПТК" загальний термін і застосовується до природних єдностей різного масштабу, вся степова зона Євразії – ПТК – зонального масштабу, весь материк Африка – ПТК материкового масштабу, вся географічна оболонка – ПТК планетарного масштабу.
Отже ПТК є багато і вони різноманітні за своєю величиною, будовою, історією, властивостями. Тому існує повна систематизація і класифікація ПТК для того, щоб їх впорядкувати.
ПТК класифікують за розмірами, формою їх обрисів і, головне, за їх структурою. Під структурою С.В.Калесник розуміє внутрішню організацію речовинного складу географічної оболонки, характер взаємозв'язків між її компонентами.
Одним із основних завдань фізичної географії є виявлення структурних зв'язків у ПТК, розкриття процесів, що там відбуваються і розробка науково обгрунтованих рекомендацій для їх раціонального використання. Питанню структури ПТК та їх класифікації посвятив ряд праць М.А.Солнцев. Він звернув увагу, що ПТК можуть бути повними і неповними. До складу повних комплексів входять всі основні (земна кора, вода, повітря, рослинність, тваринний світ) компоненти. Неповні комплекси – це ті в яких не вистачає одного або кількох компонентів.
М.А.Солнцев вважає основним об'єктом географічної оболонки 5-компонентні комплекси. Проте великі площі в географічній оболонці займають ПТК неповної структури, наприклад, область вічних снігів і льодовиків, область поширення рухомих пісків, в яких відсутні рослинність і грунтові угруповання. Незважаючи на безмежну кількість ПТК і їх різноманітність, їх класифікують за істотними ознаками структури. Класифікації підлягають насамперед повні ПТК. Повні ПТК зустрічаються лише на суші і то не скрізь. В Антарктиді, Гренландії, льодовикових районах Ісландії, Землі Франца Йосифа, Шпіцбергена існують лише 3-компонентні комплекси (земна кора+лід+повітря). На океанах поширені 4-компонентні комплекси (вода+повітря+рослинність+тваринний світ).
Повні ПТК на суші поширені лише безпосередньо на поверхні земної кори, вище і нижче цієї поверхні панують неповні комплекси (в тропосфері – повітря+вода), в стратосфері – повітря, в зоні гіпергенезу – порода+вода+повітря.