Реферат: Геосфера как биологическая оболочка Земли

Озе­ра, бо­ло­та об­ла­да­ют ог­ром­ным мно­го­об­ра­зи­ем. По ге­не­зи­су озе­ра мо­гут быть лед­ни­ко­вы­ми, про­точ­ны­ми, тер­мо­кар­сто­вы­ми, со­ле­ны­ми. Бы­ва­ют озе­ра, про­мер­заю­щие до дна и час­тич­но. Есть озе­ра, в ко­то­рых сол­неч­ные лу­чи дос­ти­га­ют дна (глу­би­ной 4,5 м и ме­нее). Их час­то на­зы­ва­ют пру­да­ми, и в них име­ет­ся рас­ти­тель­ность по всей по­верх­но­сти дна. В це­лом рас­ти­тель­ная и жи­вот­ная жизнь озер очень раз­но­об­раз­на. Од­на­ко пер­во­при­чи­ной про­ис­хо­ж­де­ния боль­шин­ст­ва озер яв­ля­ет­ся тая­ние лед­ни­ков.

Бо­ло­та­ми на­зы­ва­ют уча­ст­ки зем­ной по­верх­но­сти, из­бы­точ­но ув­лаж­нен­ные пре­сной или со­ле­ной во­дой. Наи­бо­лее рас­про­стра­не­ны бо­ло­та тра­вя­ные, мо­хо­вые и сме­шан­ные.

Лед­ни­ки за­ни­ма­ют на зем­ном ша­ре пло­щадь, при­бли­зи­тель­но рав­ную 16 млн км² . Ес­ли бы весь этот лед рас­та­ял, то уро­вень Ми­ро­во­го океа­на по­вы­сил­ся бы на 50 м. Сре­ди со­вре­мен­ных лед­ни­ков гля­цио­ло­ги раз­ли­ча­ют два ти­па - ма­те­ри­ко­вые по­кро­вы, или щи­ты, и гор­ные лед­ни­ки. Наи­бо­лее круп­ные со­вре­мен­ные ма­те­ри­ко­вые лед­ни­ко­вые по­кро­вы рас­по­ло­же­ны в Ан­тарк­ти­де и Грен­лан­дии. В не­ко­то­рых их рай­онах тол­щи­на льда пре­вы­ша­ет 3200 м. На вер­ши­нах вы­со­ких гор и гор­ных хреб­тов лед­ни­ки яв­ля­ют­ся со­став­ной ча­стью гор­ных сне­гов. Вы­со­та сне­го­вой ли­нии за­ви­сит от ко­ли­че­ст­ва осад­ков. В Пи­ре­не­ях она со­став­ля­ет 2800 м, на Кав­ка­зе - 2900-3500 м, в го­рах Тянь-Ша­ня - 3500-4500 м. Наи­бо­лее рас­про­стра­не­ны лед­ни­ки скан­ди­нав­ско­го ти­па (пло­ские вер­ши­ны, не­боль­шие язы­ки) и аль­пий­ско­го ти­па (до­лин­ные, за­пол­няю­щие реч­ные до­ли­ны, и ви­ся­чие язы­ки, ха­рак­тер­ные для вы­со­ких гор).

В ре­ках те­че­ние и рас­ход во­ды оп­ре­де­ля­ет­ся на­кло­ном рус­ла, ко­то­рый, в свою оче­редь, оп­ре­де­ля­ет­ся от­но­ше­ни­ем раз­но­сти вы­сот двух пунк­тов к дли­не уча­ст­ка, рас­по­ло­жен­ной ме­ж­ду эти­ми пунк­та­ми. Ук­лон рус­ла мно­гих рав­нин­ных рек ни­чтож­но мал. Так, на­при­мер, ук­лон Вол­ги от Вол­го­гра­да до Ас­т­ра­ха­ни со­став­ля­ет 0,00002, а Днеп­ра от Ка­хов­ки до Хер­со­на - 0,00001. Это оз­на­ча­ет по­ни­же­ние уров­ня ре­ки на 2 и 1 см со­от­вет­ст­вен­но на 1 км дли­ны. Да­же из этих цифр вид­но, что строи­тель­ст­во ГЭС на Дне­пре и Вол­ге долж­но бы­ло по­ста­вить их те­че­ние на грань со­стоя­ния стоя­чей во­ды, что име­ет ме­сто на не­ко­то­рых уча­ст­ках этих рек. В за­ви­си­мо­сти от ве­ли­чи­ны ки­не­ти­че­ской энер­гии во­ды, пе­ре­но­си­мой в ре­ках, по­след­ние со­вер­ша­ют два ти­па ра­бо­ты: 1) ки­не­ти­че­ская энер­гия во­ды пре­одо­ле­ва­ет си­лу тя­же­сти и си­лу сце­п­ле­ния час­ти­чек, сла­гаю­щих дно и стен­ки рус­ла; 2) ки­не­ти­че­ская энер­гия во­ды не дос­та­точ­на для пе­ре­но­са час­тиц. Ре­зуль­та­том пер­во­го ви­да ра­бо­ты яв­ля­ет­ся эро­зия ок­ру­жаю­щих бе­ре­гов; вто­ро­го - от­ло­же­ние, ак­ку­муля­ция ма­те­риа­ла и по­вы­ше­ние дна.

Про­до­воль­ст­вен­ные за­па­сы Ми­ро­во­го океа­на ог­ром­ны. Здесь оби­та­ет 150 тыс. ви­дов гид­ро­био­нтов с об­щей мас­сой при­бли­зи­тель­но 30 млрд т. Мас­са во­до­рос­лей со­став­ля­ет 1,7 млрд т, но они еже­днев­но про­из­во­дят поч­ти в 10 раз боль­ше ор­га­ни­че­ски ве­ществ, чем ос­таль­ные гид­ро­био­нты, т. к. био­ло­ги­че­ская ак­тив­ность их пре­вы­ша­ет та­ко­вую дру­гих ви­дов при­бли­зи­тель­но в 200 раз.

Ат­мо­сфе­ра Зем­ли - это ее га­зо­вая (воз­душ­ная) обо­лоч­ка, рас­про­стра­няю­щая­ся до вы­сот бо­лее 100 км. Ат­мо­сфе­ра вра­ща­ет­ся вме­сте с Зем­лей. У по­верх­но­сти Зем­ли со­вре­мен­ная ат­мо­сфе­ра со­сто­ит в ос­нов­ном из азо­та (78,1%) и ки­сло­ро­да (21%). Дав­ле­ние и плот­ность воз­ду­ха с вы­со­той убы­ва­ют. На вы­со­те 20-25 км на­хо­дит­ся слой озо­на, пре­до­хра­няю­щий жи­вые ор­га­низ­мы на Зем­ле от вред­но­го для ко­рот­ко­вол­но­во­го из­лу­че­ния. В ат­мо­сфе­ре час­то вы­де­ля­ют 5 сло­ев: тро­по­сфе­ра (дос­ти­га­ет на эк­ва­то­ре тол­щи­ны 16-18 км), стра­то­сфе­ра (до­хо­дит до 55 км), ме­зо­сфе­ра (дос­ти­га­ет вы­со­ты 80 км, у верх­ней гра­ни­цы тем­пе­ра­ту­ра 80-90 ˚С), ио­но­сфе­ра (рас­по­ло­же­на до вы­со­ты 800 км, ока­зы­ва­ет зна­чи­тель­ное влия­ние на рас­про­стра­не­ние ра­дио­волн), эк­зо­сфе­ра (про­сти­ра­ет­ся от ио­но­сфе­ры до 2000-3000 км, эф­фек­тив­ная тем­пе­ра­ту­ра по­ряд­ка 2000 ˚С). Для ат­мо­сфе­ры Зем­ли ха­рак­те­рен так на­зы­вае­мый пар­ни­ко­вый эф­фект, обу­слав­ли­вае­мый по­гло­ще­ни­ем мо­ле­ку­ла­ми H₂ O, CO₂ и O₃ те­п­ло­во­го из­лу­че­ния на­гре­то­го сол­неч­ны­ми лу­ча­ми по­верх­но­сти пла­не­ты. Тех­но­ген­ная дея­тель­ность че­ло­ве­ка рез­ко уве­ли­чи­ла в ат­мо­сфе­ре со­дер­жа­ние уг­ле­ки­сло­го га­за CO₂ , в этой свя­зи пар­ни­ко­вый эф­фект пред­став­ля­ет опас­ность для здо­ро­вья лю­дей.

Воздух в атмосфере загрязнен: даже над открытым морем в 1 см3 содержится более 1000 пылинок. В атмосферу с земной поверхности непрерывным потоком поступают всевозможные примеси, порождаемые геохимическими и биологическими процессами, а также человеческой деятельностью. Прежде чем вернуться на Землю, в почву или воды, эти веще­ст­ва вме­сте с по­то­ка­ми воз­ду­ха стран­ст­ву­ют в ат­мо­сфе­ре, уча­ст­вуя в микрохимических и мик­ро­фи­зи­че­ских про­цес­сах.

Маг­ни­то­сфе­ра Зем­ли про­сти­ра­ет­ся на де­сят­ки и да­же сот­ни ты­сяч ки­ло­мет­ров. Со­стоя­ние маг­ни­то­сфе­ры оп­ре­де­ля­ет­ся взаи­мо­дей­ст­ви­ем маг­нит­но­го по­ля Зем­ли с по­то­ка­ми кос­ми­че­ских, осо­бен­но вы­со­ко­энер­ге­ти­че­ских, час­тиц. Кон­фи­гу­ра­ция си­ло­вых ли­ний маг­нит­но­го по­ля Зем­ли та­ко­ва, что дви­жу­щие­ся по ним час­ти­цы по­па­да­ют в так на­зы­вае­мые ло­вуш­ки, кур­си­руя от Се­вер­но­го по­лу­ша­рия в Юж­ное и об­рат­но. Маг­нит­ные ло­вуш­ки по­доб­но озо­но­во­му слою за­щи­ща­ют жи­вые ор­га­низ­мы Зем­ли от вред­ных для них из­лу­че­ний. К со­жа­ле­нию, тех­ни­че­ская дея­тель­ность че­ло­ве­че­ст­ва не толь­ко раз­ру­ша­ет не толь­ко озо­но­вый слой, но и маг­нит­ные ло­вуш­ки. Про­бле­мы с озо­но­вым сло­ем ста­ли пре­дель­но ак­ту­аль­ны­ми уже в на­ши дни. Про­бле­мы с маг­нит­ны­ми ло­вуш­ка­ми ожи­да­ют че­ло­ве­че­ст­во в бу­ду­щем, воз­мож­но весь­ма не­да­ле­ком.

Маг­нит­ные яв­ле­ния, на­блю­дае­мые на зем­ной по­верх­но­сти, в ат­мо­сфе­ре и кос­мо­се, да­ют ос­но­ва­ние счи­тать Зем­лю ог­ром­ным маг­ни­том с дву­мя чет­ко вы­ра­жен­ны­ми маг­нит­ны­ми по­лю­са­ми. Се­вер­ный маг­нит­ный по­люс на­хо­дит­ся в Се­вер­ной Аме­ри­ке на по­лу­ост­ро­ве Бо­тия (70˚5'3'' се­вер­ной ши­ро­ты и 96˚45'3'' за­пад­ной дол­го­ты). Юж­ный маг­нит­ный по­люс на­хо­дит­ся в Ан­тарк­ти­де на стан­ции Вос­ток (75˚6' юж­ной ши­ро­ты и 154˚8' вос­точ­ной дол­го­ты). Ли­нии маг­нит­ных сил об­ра­зу­ют маг­нит­ные ме­ри­диа­ны, ко­то­рые не сов­па­да­ют с гео­гра­фи­че­ски­ми. В дей­ст­вии маг­нит­ных сил встре­ча­ют­ся ано­ма­лии, ко­то­рые ино­гда име­ют рас­про­стра­не­ние на ты­ся­чи ки­ло­мет­ров. Име­ют ме­сто и маг­нит­ные бу­ри, бла­го­да­ря ко­то­рым воз­ни­ка­ют серь­ез­ные ра­дио­по­ме­хи, вплоть до пре­кра­ще­ния свя­зи. Ус­та­нов­ле­но, что маг­нит­ные бу­ри тес­но свя­за­ны с по­ляр­ны­ми сия­ния­ми и име­ют 11-лет­нюю пе­рио­дич­ность, сов­па­даю­щую с 11-лет­ней пе­рио­дич­но­стью воз­ник­но­ве­ния сол­неч­ных пя­тен. Маг­нит­ное по­ле Зем­ли име­ет яр­кую ис­то­рию, его изу­ча­ет па­лео­маг­не­тизм. Этой нау­кой бы­ли ус­та­нов­ле­ны два важ­ней­ших фак­та: 1) по­ляр­ность маг­нит­но­го по­ля Зем­ли не­сколь­ко раз ме­ня­лась на про­тя­же­нии ис­то­рии ее раз­ви­тия; 2) рас­по­ло­же­ние кон­ти­нен­тов от­но­си­тель­но маг­нит­ных по­лю­сов ра­ди­каль­но ме­ня­лось, под­чи­ня­ясь оп­ре­де­лен­ной сис­те­ме. Эти фак­ты оз­на­ча­ют не про­сто пе­ре­ме­ще­ние маг­нит­ных по­лю­сов, но и то, что кон­ти­нен­ты ме­ня­ют маг­нит­ную ори­ен­та­цию от­но­си­тель­но друг дру­га. По­след­нее яв­ля­ет­ся на­деж­ным до­ка­за­тель­ст­вом дрей­фа кон­ти­нен­тов.

4. Асим­мет­рич­ность про­цес­сов, про­те­каю­щих в гео­сфе­рах

По­верх­ность Зем­но­го ша­ра и про­цес­сы, про­те­каю­щие в его обо­лоч­ках, об­ла­да­ют яр­ко вы­ра­жен­ной асим­мет­рич­но­стью, ко­то­рую удоб­нее рас­смот­реть на ря­де при­ме­ров.

1. Возь­мем гло­бус, сде­лан­ный из мяг­ко­го ма­те­риа­ла (па­пье-ма­ше, по­ро­ло­на), и бу­дем про­ты­кать его длин­ной спи­цей на­сквозь так, что­бы спи­ца про­хо­ди­л