Географическая оболочка

Равнины занимают большую  часть материков. В тектоническом  отношении они соответствуют  устойчивым платформам, не проявлявшим  существенной активности в неоген-четвертичное время.

Равнины — обширные участки земной поверхности с малыми (до 200 м) колебаниями  высот и  незначительными  уклонами.

По абсолютной высоте поверхности равнины делятся  на низменные — до высоты 200 м (Амазонская, Прикаспийская, Индо-Гангская низменности и др.) и возвышенные — от 200 до 500 м (Среднерусская, Валдайская, Приволжская и др.). К равнинам относят также плато, которые, как правило, располагаются на высотах более 500 м. От высоты равнин зависит глубина и степень расчленения их речными долинами, балками и оврагами: чем выше равнины, тем интенсивнее они расчленены.

По внешнему облику равнины могут быть плоскими, волнистыми, холмистыми, ступенчатыми, а по общему уклону поверхности — горизонтальными, наклонными, выпуклыми,  вогнутыми.

Различный внешний  вид равнин зависит от их происхождения и строения. Большинство равнин располагается на плитах древних и молодых платформ и сложены пластами твердых осадочных пород большой мощности — в сотни метров и даже несколько километров. Такие равнины называются пластовыми. С поверхности они нередко прикрыты рыхлыми четвертичными континентальными отложениями небольшой мощности, от которых зависит их современный внешний облик. Наибольшие площади среди них занимают аллювиальные, ледниковые и водно-ледниковые равнины.

Аллювиальные  равнины сложены речными слоистыми наносами (аллювием), мощность которых достигает десятков и даже сотен метров. Как правило, аллювиальные равнины низкие, с неглубокими речными долинами, с сухими руслами рек в пустынях. Например, значительная часть Великой Китайской равнины, песчаные пустыни Каракумы, частично Сахара, Рионская, Кура-Араксинская, Месопотамская, Ла-Платская, Индо-Гангская и частично Амазонская низменности и др.

Ледниковые (моренные) равнины сложены несортированными суглинками с валунами, гравием и галькой, принесенными ледниками несколько десятков — сотен тысяч лет назад. Рельеф их холмистый. Они занимают обширные пространства на севере Северной Америки до Великих озер, в Северной и Восточной Европе, включая Беларусь.

Водно-ледниковые равнины располагаются на самых низких участках среди моренных равнин или вдоль их южных окраин. Они сложены песками, оставшимися на месте водно-ледниковых потоков. В целом они плоские и заболоченные, местами пески перевеяны и образуют дюны, например Полесье, Мещёра. Характерны они и в предгорьях Альп, Алтая, Кавказа и других гор, но там обычно наклонены и сложены более грубыми песками с гравием и галькой.

По побережьям морей  и океанов протягиваются низменные  плоские морские равнины. Это бывшие участки морского дна, ставшие сушей в результате недавнего поднятия. Они сложены мощными (обычно несколько километров) рыхлыми морскими осадочными породами (песками, глинами). К ним относятся Прикаспийская, Причерноморская низменности,  северное побережье Евразии и др.

Равнины, возникшие на месте гор в результате их длительного разрушения, называются денудационными. Они сложены твердыми кристаллическими породами, смятыми в складки. По внешнему облику это холмистые или волнистые равнины с остаточными возвышениями типа сопок на месте более твердых устойчивых пород. Это Казахский мелкосопочник, равнины Канадского и Балтийского щитов, равнины на юго-западе Африки и др.

Плато — это возвышенные ровные, слабо расчлененные участки, ограниченные уступами от прилегающих к ним низменных равнин. Плато образуются на плитах платформ при их поднятии по разломам. Они сложены сверху либо осадочными, обычно плотными породами (плато Устюрт в Средней Азии, плато Путорана в Восточной Сибири, плато Колорадо и др.), либо вулканическими породами (плато Декан).

Таким образом, горы и равнины как основные формы рельефа на суше созданы внутренними процессами. При этом горы, как правило, приурочены к подвижным складчатым поясам Земли, а равнины — к устойчивым платформам. Внешние процессы формируют мелкие недолговечные формы рельефа (морфоскульптуры), которые накладываются на крупные (морфоструктуры) и придают им своеобразный внешний облик.

8.2 Рельеф дна Мирового  океана. На дне Мирового океана выделяются 4 зоны:

первая зона – подводная окраина материков, состоящая из материковой отмели – шельфа, относительно крутого материкового склона, переходящего в пологое континентальное подножие. Это затопленная часть континента до глубины около 3,5–4 км с земной корой материкового типа. На шельфе встречаются формы рельефа, которые характерны для прибрежной части суши: затопленные речные долины, холмы – бараньи лбы и др. В отложениях преобладают осадки, принесенные с суши, – пески, гравий, галька и др. Шельф богат нефтью, газом, месторождениями благородных металлов, алмазов и др.

Материковый склон нередко ступенчатый, рассечен сверху вниз многочисленными разломами – подводными каньонами. По ним материал с суши поступает к подножию склона и образует огромные конусы выноса;

вторая – переходная зона сформировалась на стыке материковых глыб и океанических платформ. Она состоит из котловин окраинных морей, цепочек вулканических островов в виде дуг и узких линейных впадин – глубоководных желобов, с которыми совпадают глубинные разломы, уходящие под материк. Например, Охотское море – Курильские острова – Курило-Камчатский желоб; Японское море – Японские острова – Японский желоб. Всего желобов более тридцати пяти, самый глубокий Марианский – 10 890 м, самый длинный – Алеутский 3570 км. В переходной зоне сосредоточены основные действующие вулканы Земли. Ей присущи сильные и частые землетрясения. Земная кора этой зоны сложная, близкая по строению и мощности, то к океанической, то к материковой. Эта зона прослеживается не везде, хорошо выражена вдоль Тихоокеанского побережья Азии, в Средиземном море, в Антильско-Карибском и других районах, которые нередко называют современными геосинклиналями;

третья, основная зона дна Мирового океана – ложе океана с земной корой океанического типа, занимает более половины его площади на глубинах до 6 км. На ложе океана есть гряды, плато, возвышенности, которые разделяют его на котловины. Донные отложения представлены различными илами органогенного происхождения и красной глубоководной глиной, возникшей из тонких нерастворимых минеральных частиц, космической пыли и вулканического пепла. Цвет ее обусловлен оксидами железа. На дне много железомарганцевых конкреций с примесями других металлов;

четвертая зона выделяется в центральных частях океанов. Это срединно-океанические хребты с земной корой особого типа, состоящей в основном из базальтов. Высота хребтов над ложем океана до 3000–4000 м, ширина 1000–2000 км. Их особенность – глубокая долина типа ущелья – рифт – вдоль осевых частей хребтов в несколько километров шириной и 1–1,5 км глубиной. Под рифтовыми зонами кровля астеносферы залегает неглубоко, местами всего 2 – 3 км от поверхности дна. Срединно-океанические хребты пересечены поперечными разломами, по которым осуществляются горизонтальные подвижки, поэтому они разбиты на сегменты. Все хребты вулканического происхождения и характеризуются повышенной сейсмической активностью.

Лекция 9

Атмосфера Земли.

9.1 Состав и  строение атмосферы.

9.2. Солнечная радиация, радиационный баланс.

 

9.1 Состав  и строение атмосферы.

Состав атмосферы. Атмосфера – газовая оболочка Земли. В настоящее время атмосфера состоит из следующих компонентов:

Азот – 78, 08 %,

Кислород – 20, 94 %,

Аргон  -  0, 93 %,

Углекислый газ – 0, 03 %,

Прочие газы – 0, 02 %.

Всего:               100 %

Газовый состав атмосферы формировался параллельно с развитием Земли  в специфических условиях: гравитационное поле, магнитное поле, предохраняющее  ее от солнечного ветра, и вращение планеты, обеспечивающее благоприятный тепловой режим.

Из теллурических процессов  формирования атмосферы необходимо отметить выделение газов из коры и мантии, улетучивание в космическое пространство, реагирование с водой гидросферы и минералами литосферы, расщепление молекул газа солнечной радиацией и, главное на современном этапе, биохимические реакции поглощения и выделения газов организмами.

В начале геологической истории  Земля создала вторичную углекислую атмосферу. Образование углекислой атмосферы произошло во многом благодаря магнитосфере. Углекислый газ (CO₂) выделялся из недр Земли при интенсивном тогда вулканизме и орогенезе. В этой древней атмосфере и зародилась жизнь.

С прогрессивным развитием живого вещества развивалась и атмосфера. Когда атмосфера достигла стадии зеленых растений и они, начиная  с девона, вышли на сушу, начался  один из наиболее важных природных  процессов – фотосинтез и сформировалась современная кислородная атмосфера.

Атмосфера содержит около 10¹⁵ т кислорода. Столько же кислорода проходит через живое вещество: животные поглощают кислород и выделяют углекислый газ, а растения вновь разлагают СО₂, возмещая убыль кислорода. Два этих процесса – фотосинтез и дыхание – поддерживают газовый режим атмосферы.

Кислород в атмосфере представлен  также озоном (О₃), который образуется при расщеплении молекулы кислорода О₂ ультрафиолетовыми лучами и электрическими зарядами на атомы и соединении образовавшегося атома с молекулой:

О₂ = О + О,  О₂ + О = О₃.

Озон – неустойчивый газ и  сильный окислитель. У земной поверхности  его количество ничтожно; но оно  увеличивается после грозы. Главная  же масса озона сосредоточена  на высотах от 10 до 60 км с максимальной концентрацией в пределах 22-25 км, где он создает озоновый экран. Но и там количество озона невелико: при плотности воздуха, свойственной приземной атмосфере, озон образовал бы слой всего в 2,5 -5,2 мм (в зависимости от географической широты и времени года). Роль же озона в географической оболочке чрезвычайно велика: поглощая крайнюю ультрафиолетовую радиацию, он предохраняет  живые организмы от ее губительного воздействия.

Азот (N) – один из самых распространенных элементов в земной атмосфере; причем  в отличие от кислорода, главная его масса находится в свободном состоянии - 4 x 10¹⁵ т. Первичным источником кислорода на Земле мог бы быть аммиак:

4 NH₃ + 3O₂  = 2N₂ + 6H₂O

Азот принадлежит к числу важнейших биогенных элементов; он входит в состав белков и нуклеиновых кислот. Круговорот азота в географической оболочке осуществляется главным образом микроорганизмами – азотфиксирующими, нитрофицирующими и денитрофицирующими.

Азот в атмосфере играет также и роль разбавителя кислорода, регулируя темп окисления и, следовательно, скорость и напряженность биологических процессов.

Углекислый газ (СО₂) поступает в атмосферу из вулканов, в результате горения и как продукт дыхания животных и разложения органических соединений. Фотосинтез растений и дыхание животных поддерживают относительное равновесие в атмосфере кислорода и углекислого газа. Однако в крупных промышленных центрах содержание СО₂  существенно увеличивается.

Углекислый газ играет в географической оболочке очень важную роль. Он идет на образование живого вещества. Углекислота атмосферы палеозоя законсервирована в каменноугольных отложениях карбона. Вместе с водяным паром СО₂ создает так называемый «парниковый эффект»: пропускает к земной поверхности световую радиацию и задерживает, подобно стеклам оранжереи, длинноволновое тепловое излучение. Увеличение количества углекислого газа может привести к потеплению климата, к таянию материковых и горных ледников и повышению уровня Мирового океана.

Обязательной составной частью воздуха нижней атмосферы является вода. Вода в атмосфере находится  в газовой фазе (в виде пара), в  жидкой фазе (в виде капель облаков  и дождя)  и  в твердой фазе (в виде кристаллов снега и града).

Почти вся атмосферная влага, около 90 %, сосредоточена в нижнем 5-километровом слое тропосферы.

Нижние, более всего загрязненные, слои воздуха содержат минеральную  пыль, продукты горения, вулканическую  пыль, семена, споры и пыльцу растений, а также мельчайшие частицы морской соли, попадающие в воздух при разбрызгивании морской воды прибоем. Соль и некоторые другие взвешенные частицы, например продукты горения, играют роль ядер конденсации водяного пара в воздухе.

В верхнюю атмосферу проникает  космическая пыль, в том числе и образующаяся при сгорании метеоритов. Подсчитано, что за год на Землю падает около 1 000 т космической пыли.

Частицы, взвешенные в воздухе, называются атмосферными аэрозолями. В связи с хозяйственной деятельностью человека количество аэрозолей постоянно возрастает и, следовательно, увеличивается мутность атмосферы.

Постоянный газовый состав удерживается в атмосфере до высоты 90-100 км.  Эта часть атмосферы называется гомосферой (от греч. гомо – одинаковый). Выше 90-100 км происходит диссоциация (расщепление) молекул газа на атомы ультрафиолетовой и корпускулярной радиацией Солнца. Атмосфера выше 100 км называется гетеросферой (от греч. гетеро – разный).

Строение атмосферы. Воздушная оболочка Земли (атмосфера) находится под совместным и противоречивым воздействием с одной стороны Земли, а с другой – Солнца. Этим обстоятельством, а также свойствами газов, слагающих атмосферу, объясняется ее современное строение. Как и все другие сферы Земли, атмосфера состоит из концентрических слоев: тропосферы, стратосферы, мезосферы, термосферы и экзосферы. В географическую оболочку входят только тропосфера и нижняя часть стратосферы.

Тропосфера – приземный слой атмосферы. Высота тропосферы определяется интенсивностью вертикальной конвекции – восходящих и нисходящих токов воздуха (отсюда и название тропосферы – тропос – греч. поворот), вызванных нагреванием Земли. В экваториальных широтах конвекционные токи поднимаются до высоты 17 км, в умеренных – до 11 км, а в полярных – до 8 км. На этих высотах находится верхняя граница тропосферы. Средняя мощность тропосферы составляет примерно 11 км.