Географическая оболочка Земли

Что такое географическая оболочка

Термин «географическая оболочка» тесно связан с понятием «геосфера», но между ними есть разница, которую следует учитывать. Геосфера — это более широкое понятие, им описываются все оболочки земли.

Это одно из наиболее глобальных и системных понятий геологии и географии.

Впервые синтетическую концепцию геосфер предложил австрийский геолог Эдуард Зюсс (1831—1914). Он же является автором термина «биосфера».

Она представляет собой сложную комплексную систему, которая состоит из взаимосвязанных элементов. Ее слои представлены на иллюстрации.

Источник: gas-kvas.com

У истоков учения о ней стоял российский ученый-метеоролог Петр Иванович Броунов (1853—1927). Он ее называл «наружная оболочка Земли». Его идеи продолжил и развил советский ученый, крупнейший специалист в области физической географии, Андрей Александрович Григорьев (1883—1968).

Современные исследования в данной сфере проводятся в рамках множества научных дисциплин. Это не только география и разные ее направления, но и климатология, экология, биология, почвоведение и др. Эти дисциплины исследуют различные аспекты географической оболочки, а также их взаимодействие друг с другом и с человеческой деятельностью.

Географическая оболочка выполняет ряд важных функций:

1. Формирование ландшафтов — под ландшафтом понимается часть земной поверхности, которая характеризуется единством происхождения и развития, а также взаимосвязанностью компонентов. 
2. Создание условий для жизни — в пространственно-временных геосистемах складывается совокупность факторов, делающих их пригодными для обитания различных видов живых организмов.
3. Климатообразование — в географической оболочке происходят различные процессы, которые прямо или косвенно влияют на климат. Примеры: деятельность муссонов или океанических течений.
4. Обеспечение ресурсов — здесь образуются и аккумулируются самые разнообразные виды ресурсов, которые служат источником жизни для всех организмов. Также эти ресурсы составляют основу хозяйственно-экономической деятельности человека.
5. Круговорот веществ и энергии — непрерывный материальный и энергетический обмен обеспечивает стабильность деятельности экосистем и способствует возобновлению ресурсов.

Географическая оболочка — это не что-то застывшее и неизменное. Ее формирование происходило на протяжении многих миллионов лет и продолжается до сих пор.

Основные факторы ее развития:

1. Геологические факторы — представляют собой тектонические движения, деятельность вулканов, процессы эрозии и осадкообразования. Это приводит к формированию долин, плато, гор и других форм рельефа, а также к образованию разных видов горных пород.
2. Гидрологические факторы — включают процессы образования рек, озер, болот, изменения береговых линий, а также круговорот воды на планете.
3. Климатические факторы — температура, осадки, ветры оказывают влияние на процессы образования ледников, пустынь, лесов и других природных зон. Также от них зависит существование жизни на планете.
4. Биологические факторы — организмы оказывают влияние на почву, ландшафты и климат. Они осуществляют круговорот веществ и энергии, обеспечивая непрерывность и целостность функционирования географической оболочки.

Границы и мощность

Границы географической оболочки неоднородны и во многих местах проходят нечетко.

Андрей Григорьев, Станислав Калесник, Константин Марков и ряд других известных российских географов предлагали проводить ее верхнюю границу в стратосфере на высоте 25—30 километров, где наблюдается максимальная концентрация озонового слоя. Здесь еще наблюдается тепловое воздействие земной поверхности, озоновый слой защищает от жесткой ультрафиолетовой радиации и поэтому еще возможно обитание живых организмов.

Другие российские ученые (например, Давид Арманд, Анатолий Исаченко и Федор Мильков) считают в качестве верхней границы рубеж между тропосферой и стратосферой — в разных местах это высота от 8 до 18 километров. Они принимают во внимание тесную связь между процессами, которые происходят в тропосфере и подстилающей поверхности Земли.

Источник: meteoweb.ru

Большинство ученых нижнюю границу географической оболочки проводят по подошве земной коры. При этом большое значение имеет тот факт, по суше проходит эта граница или по океану.

Типы земной коры:

1. Континентальный тип — нижние пределы границы составляют 70-80 км.
2. Океанический тип — предел составляет 8-10 км.

Некоторые географы (например, Игорь Забелин и Анатолий Исаченко) проводят нижнюю границу по подошве зоны гипергенеза, которая находится на глубине 500—800 метров.

Толщина географической оболочки очень отличается на разных участках земли и суши, но ученые подсчитали, что ее средняя мощность составляет 55 километров.

Свойства

Географическая оболочка обладает рядом характерных особенностей, определяющих ее структуру и функции.

Ее основные свойства:

1. Целостность — она представляет собой единую систему, в которой происходят непрерывные взаимодействия между различными ее компонентами. При этом изменение одного из ее элементов по цепочке приводит к изменениям и в других ее звеньях.
2. Непрерывный обмен — в результате взаимопроникновения и взаимодействия компонентов осуществляется постоянный обмен веществом и энергией на разных уровнях и в различных формах. Примеры: биохимический обмен, влагооборот, циркуляция воздушных масс, биологический круговорот и др.
3. Цикличность — проявляется в регулярной смене разнообразных явлений и процессов. Преимущественно она связана с закономерностями астрономических и геологических циклов.
4. Непрерывность развития — осуществляется под воздействием совокупности экзогенных и эндогенных факторов и обеспечивается непрерывным потоком вещества и энергии.
5. Многообразие — в разных местах оболочка имеет значительные отличия в зависимости от типа и строения земной коры, географической зональности, высотой поясности и других факторов. Например, эти различия проявляются в дифференциации ландшафтов, в разном составе животного и растительного мира.

Характерной особенностью развития географической оболочки является гетерохронность. Это означает, что в один и тот же момент разные участки Земли могут отличаться по этапу одинаково направленного эволюционного процесса или по направлению пути своего развития.

Состав

Состав географической оболочки с краткой характеристикой каждого из слоев:

1. Земная кора. Это верхний твёрдый слой Земли, который состоит из различных горных пород и минералов. Земная кора континентального типа имеет трехслойное строение и простирается на глубину от 20 до 70 километров. Нижний ее слой представлен базальтовыми породами. Далее идет гранитный слой. Верхняя ее часть представлена прерывистым покровом осадочных пород. Океаническая кора относительно тонкая, она имеет толщину от 5 до 10 км. Состоит из базальтов, покрытых осадочными породами.
2. Гидросфера. Это вся вода на поверхности Земли, включая океаны, моря, реки, озёра и ледники. Общий объем воды на Земле составляет около 1,4 млрд куб. км. Наибольшие запасы воды сосредоточены в океанах, это 94 % от общего объема. Океаны занимают три четверти поверхности нашей планеты. Воду из снежного покрова, ледников и вечной мерзлоты нередко именуют «криосфера». На долю криосферы приходится 2 % от общего объема гидросферы. Еще 4 % — это подземные воды. Поверхностные воды составляют всего 0,02 % от общего объема воды. Переход воды из одной части гидросферы в другую представляет собой влагооборот или круговорот воды. Он представляет собой совокупность взаимосвязанных непрерывных процессов.
3. Верхняя часть атмосферы. Это газовый слой, окружающий Землю, который состоит преимущественно из азота и кислорода, а также некоторых других газов. Атмосфера имеет многослойную структуру, но только верхняя ее часть тропосфера относится к географической оболочке. В тропосфере содержится 90 % от общего объема водяного пара и 80 % атмосферного воздуха. Тропосфера играет важную роль в климатообразовании. В этом слое происходят основные метеорологические явления, такие как образование облаков, осадки, ветры и изменения температуры. Также в тропосфере происходит перемешивание воздуха, что способствует переносу тепла и влаги по всей поверхности планеты.
4. Биосфера. Это живая оболочка Земли, которая включает в себя все живые организмы, их среду обитания и взаимодействие между ними и окружающей средой. Жизнь была обнаружена даже на глубине Марианской впадины. Это самый глубоководный желоб в мире. На глубине 10,6 км в условиях огромного давления и отсутствия солнечного света проживают раковинные одноклеточные организмы ксенофиофоры. Верхней границей распространения жизни ученые считают слои атмосферы в 8—10 км, хотя в некоторых исключительных случаях живые организмы обнаруживались и на более значительной высоте.

По мере развития человеческой цивилизации всё более ощутимым становится антропогенное воздействие на географическую оболочку. Это может иметь серьезные последствия для планеты.

Антропогенное воздействие проявляется в разных направлениях:

1. Изменение ландшафта — происходит из-за вырубки лесов, осушения болот, строительства дорог, городов, заводов. Это часто приводит к эрозии почвы, сокращению водных ресурсов и нарушению в деятельности экосистем.
2. Загрязнение окружающей среды — выбросы вредных веществ в воздух, водоемы и землю, а также накопление отходов приводят к ухудшению качества воды и почвы, а также могут угрожать здоровью человека и животных.
3. Изменение водных ресурсов — перенаправление рек, строительство плотин, дренажные работы и другие действия человека влияют на распределение и доступность водных ресурсов. Это часто приводит к изменениям в гидрологическом цикле, засухам или наводнениям.
4. Сокращение почвенного покрова — нерациональное использование земли, застройка территорий, промышленное развитие и другие виды хозяйственной деятельности могут привести к истощению и утрате плодородных почв.
5. Изменение климата — выброс парниковых газов, уничтожение лесного покрова и другие негативные действия человека могут стать причиной глобального потепления. Многие ученые называют это огромной угрозой для цивилизации.

Ритмичность

Ритмичность географической оболочки отражает периодичность и последовательность её изменений, которые происходят в различных масштабах в пространстве и времени.

Ключевые аспекты ее ритмичности:

1. Геологические циклы — это образования и разрушения материков, циклы изменения уровня моря, горообразования и т.д. Эти циклы могут иметь длительность от сотен тысяч до миллионов лет.
2. Сезонные изменения — это влияние изменений в природе, связанных со сменой времен года. Они проявляются в похолодании и потеплении, цикличности в распределении осадков, изменениях в растительности и др.
3. Циклы водных систем — включают циркуляцию воды в океанах, образование и растворение льда, а также повторяющиеся периоды наводнений и засух.
4. Биологические циклы — связаны с цикличностью миграции животных, периодами размножения растений и животных, закономерностями функционирования пищевых пирамид и другими биологическими процессами.

Эти ритмы и циклы важны для понимания динамики и изменчивости географической оболочки на Земле, а также для прогнозирования её будущего состояния.